Seperti yang telah diamati, transformator harus dirancang dengan baik untuk mencapai sambungan daya yang dapat diterima, pengaturan tegangan yang ketat, dan distorsi arus eksitasi yang rendah. Juga, transformator harus dirancang untuk membawa nilai yang diharapkan dari arus belitan primer dan sekunder tanpa masalah.
Ini berarti konduktor belitan harus dibuat dari kawat pengukur yang tepat untuk menghindari masalah pemanasan.
Transformator yang ideal akan memiliki kopling yang sempurna (tidak ada induktansi bocor), pengaturan tegangan yang sempurna, arus eksitasi sinusoidal yang sempurna, tidak ada rugi-rugi arus histeresis atau eddy, dan kawat yang cukup tebal untuk menangani sejumlah arus. Sayangnya, transformator yang ideal harus berukuran sangat besar dan berat untuk memenuhi tujuan desain ini.
Jadi, dalam bisnis praktis desain transformator, kompromi harus dilakukan.
Selain itu, isolasi konduktor belitan menjadi perhatian di mana tegangan tinggi ditemui, seperti yang sering terjadi pada transformator distribusi daya step-up dan step-down.
Belitan tidak hanya harus diisolasi dengan baik dari inti besi, tetapi setiap belitan harus cukup diisolasi dari yang lain untuk menjaga isolasi listrik antar belitan.
Dengan memperhatikan batasan-batasan ini, transformator diberi peringkat untuk tingkat tegangan dan arus belitan primer dan sekunder tertentu, meskipun peringkat arus biasanya diturunkan dari peringkat volt-amp (VA) yang ditetapkan untuk transformator.
Sebagai contoh, ambil transformator step-down dengan peringkat tegangan primer 120 volt, peringkat tegangan sekunder 48 volt, dan peringkat VA 1 kVA (1000 VA). Arus belitan maksimum dapat ditentukan sebagai berikut:kVA (1000 VA). Arus belitan maksimum dapat ditentukan sebagai berikut:
Terkadang belitan akan menanggung peringkat arus dalam ampli, tetapi ini biasanya terlihat pada transformator kecil. Trafo besar hampir selalu dinilai dalam hal tegangan belitan dan VA atau kVA.
Ketika transformator mentransfer daya, mereka melakukannya dengan kerugian minimum. Seperti yang dinyatakan sebelumnya, desain transformator daya modern biasanya melebihi efisiensi 95%. Akan tetapi, ada baiknya untuk mengetahui ke mana sebagian dari daya yang hilang ini pergi, dan apa yang menyebabkannya hilang.
Tentu saja ada kehilangan daya karena hambatan belitan kawat. Kecuali kabel superkonduktor digunakan, akan selalu ada daya yang hilang dalam bentuk panas melalui resistansi konduktor pembawa arus. Karena trafo memerlukan kabel yang sangat panjang, kerugian ini dapat menjadi faktor yang signifikan.
Meningkatkan ukuran kawat berliku adalah salah satu cara untuk meminimalkan kerugian ini, tetapi hanya dengan peningkatan substansial dalam biaya, ukuran, dan berat.
Selain rugi-rugi resistif, sebagian besar rugi daya transformator disebabkan oleh efek magnetik pada inti. Mungkin yang paling signifikan dari “kerugian inti” ini adalah kerugian arus pusar , yang merupakan disipasi daya resistif karena lewatnya arus induksi melalui besi inti.
Karena besi adalah penghantar listrik dan juga sebagai "penghantar" fluks magnet yang sangat baik, akan ada arus yang diinduksi dalam besi seperti halnya ada arus yang diinduksi pada belitan sekunder dari medan magnet bolak-balik.
Arus induksi ini—seperti yang dijelaskan oleh klausa tegak lurus Hukum Faraday—cenderung bersirkulasi melalui penampang inti secara tegak lurus terhadap belitan belitan primer.
Gerakan melingkar mereka memberi mereka nama yang tidak biasa:seperti pusaran dalam aliran air yang bersirkulasi daripada bergerak dalam garis lurus.
Besi adalah konduktor listrik yang adil, tetapi tidak sebaik tembaga atau aluminium dari mana gulungan kawat biasanya dibuat. Akibatnya, "arus eddy" ini harus mengatasi hambatan listrik yang signifikan saat mereka bersirkulasi melalui inti.
Dalam mengatasi hambatan yang diberikan oleh besi, mereka membuang daya dalam bentuk panas. Oleh karena itu, kami memiliki sumber inefisiensi dalam transformator yang sulit dihilangkan.
Fenomena ini begitu menonjol sehingga sering dimanfaatkan sebagai sarana untuk memanaskan bahan besi (mengandung besi). Foto di bawah menunjukkan unit “pemanasan induksi” yang menaikkan suhu bagian pipa besar.
Lingkaran kawat yang ditutupi oleh insulasi suhu tinggi mengelilingi lingkar pipa, menginduksi arus eddy di dalam dinding pipa dengan induksi elektromagnetik. Untuk memaksimalkan efek arus eddy, digunakan arus bolak-balik frekuensi tinggi daripada frekuensi saluran listrik (60 Hz).
Unit kotak di sebelah kanan gambar menghasilkan AC frekuensi tinggi dan mengontrol jumlah arus di kabel untuk menstabilkan suhu pipa pada "titik setel" yang telah ditentukan sebelumnya.
Pemanasan induksi:Belitan berinsulasi primer menginduksi arus ke dalam pipa besi lossy (sekunder).
Strategi utama dalam mengurangi arus eddy yang boros ini pada inti transformator adalah dengan membentuk inti besi dalam lembaran, setiap lembaran ditutup dengan pernis isolasi sehingga inti dibagi menjadi irisan tipis. Hasilnya adalah lebar inti yang sangat kecil untuk arus eddy bersirkulasi di:
Membagi inti besi menjadi laminasi berinsulasi tipis meminimalkan kehilangan arus eddy.
Dilaminasi inti seperti yang ditunjukkan di sini adalah standar di hampir semua transformator frekuensi rendah. Ingat dari foto transformator yang dipotong dua bahwa inti besi terdiri dari banyak lembaran tipis dan bukan satu bagian padat.
Rugi-rugi arus eddy meningkat seiring dengan frekuensi, sehingga transformator yang dirancang untuk bekerja pada daya frekuensi yang lebih tinggi (seperti 400 Hz, yang digunakan di banyak aplikasi militer dan pesawat terbang) harus menggunakan laminasi yang lebih tipis untuk menjaga rugi-ruginya tetap rendah.
Ini memiliki efek yang tidak diinginkan dalam meningkatkan biaya produksi transformator.
Teknik serupa lainnya untuk meminimalkan kerugian arus eddy yang bekerja lebih baik untuk aplikasi frekuensi tinggi adalah membuat inti dari serbuk besi, bukan lembaran besi tipis.
Seperti lembaran laminasi, butiran besi ini secara individual dilapisi bahan isolasi listrik, yang membuat inti nonkonduktif kecuali dalam lebar masing-masing butiran. Inti besi bubuk sering ditemukan pada transformator yang menangani arus frekuensi radio.
“Kehilangan inti” lainnya adalah histeresis magnetik . Semua bahan feromagnetik cenderung mempertahankan beberapa derajat magnetisasi setelah terpapar medan magnet eksternal.
Kecenderungan untuk tetap termagnetisasi ini disebut “histeresis”, dan dibutuhkan investasi energi tertentu untuk mengatasi perlawanan ini untuk berubah setiap kali medan magnet yang dihasilkan oleh belitan primer berubah polaritasnya (dua kali per siklus AC).
Jenis kerugian ini dapat dikurangi melalui pemilihan bahan inti yang baik (memilih paduan inti dengan histeresis rendah, sebagaimana dibuktikan dengan kurva histeresis B/H "tipis"), dan merancang inti untuk kerapatan fluks minimum (luas penampang besar) .
Kehilangan energi transformator cenderung memburuk dengan meningkatnya frekuensi. Efek kulit dalam konduktor belitan mengurangi area penampang yang tersedia untuk aliran muatan listrik, sehingga meningkatkan resistansi efektif saat frekuensi naik dan menciptakan lebih banyak daya yang hilang melalui disipasi resistif.
Kehilangan inti magnetik juga dilebih-lebihkan dengan frekuensi yang lebih tinggi, arus eddy, dan efek histeresis menjadi lebih parah. Untuk alasan ini, transformator dengan ukuran yang signifikan dirancang untuk beroperasi secara efisien dalam rentang frekuensi yang terbatas.
Di sebagian besar sistem distribusi daya di mana frekuensi saluran sangat stabil, orang akan berpikir bahwa frekuensi yang berlebihan tidak akan pernah menimbulkan masalah. Sayangnya, hal itu terjadi, dalam bentuk harmonik yang diciptakan oleh beban nonlinier.
Seperti yang telah kita lihat di bab sebelumnya, bentuk gelombang nonsinusoidal setara dengan deret aditif dari beberapa bentuk gelombang sinusoidal pada amplitudo dan frekuensi yang berbeda. Dalam sistem tenaga, frekuensi lain ini merupakan kelipatan bilangan bulat dari frekuensi dasar (garis), yang berarti bahwa frekuensi tersebut akan selalu lebih tinggi, tidak lebih rendah, daripada frekuensi desain transformator.
Dalam ukuran yang signifikan, mereka dapat menyebabkan panas berlebih pada transformator. Trafo daya dapat direkayasa untuk menangani harmonik sistem tenaga pada tingkat tertentu, dan kemampuan ini terkadang dilambangkan dengan peringkat “faktor K”.
Selain peringkat daya dan rugi-rugi daya, trafo sering menyimpan batasan lain yang tidak diinginkan yang harus diperhatikan oleh perancang sirkuit. Seperti rekan-rekan mereka yang lebih sederhana—induktor—transformator menunjukkan kapasitansi karena dielektrik insulasi antara konduktor:dari belitan ke belitan, belok ke belokan (dalam belitan tunggal), dan belitan ke inti.
Biasanya, kapasitansi ini tidak menjadi perhatian dalam aplikasi daya, tetapi aplikasi sinyal kecil (terutama yang berfrekuensi tinggi) mungkin tidak mentolerir quirk ini dengan baik.
Selain itu, efek memiliki kapasitansi bersama dengan induktansi yang dirancang belitan memberi transformator kemampuan untuk beresonansi pada frekuensi tertentu, pasti menjadi perhatian desain dalam aplikasi sinyal di mana frekuensi yang diterapkan dapat mencapai titik ini (biasanya frekuensi resonansi transformator daya jauh melampaui frekuensi daya AC yang dirancang untuk beroperasi).
Penahanan fluks (memastikan fluks magnet transformator tidak keluar sehingga mengganggu perangkat lain, dan memastikan fluks magnet perangkat lain terlindung dari inti transformator) adalah masalah lain yang dimiliki oleh induktor dan transformator.
Terkait erat dengan masalah penahanan fluks adalah induktansi kebocoran. Kami telah melihat efek merugikan dari induktansi kebocoran pada regulasi tegangan dengan simulasi SPICE di awal bab ini. Karena induktansi bocor ekuivalen dengan induktansi yang dihubungkan seri dengan belitan transformator, maka induktansi tersebut dimanifestasikan sebagai impedansi seri dengan beban.
Jadi, semakin banyak arus yang ditarik oleh beban, semakin sedikit tegangan yang tersedia di terminal belitan sekunder. Biasanya, pengaturan tegangan yang baik diinginkan dalam desain transformator, tetapi ada aplikasi yang luar biasa.
Seperti yang dinyatakan sebelumnya, sirkuit penerangan pelepasan memerlukan transformator step-up dengan pengaturan tegangan "longgar" (buruk) untuk memastikan penurunan tegangan setelah pembentukan busur melalui lampu. Salah satu cara untuk memenuhi kriteria desain ini adalah dengan merekayasa transformator dengan jalur kebocoran fluks agar fluks magnet dapat melewati belitan sekunder.
Fluks kebocoran yang dihasilkan akan menghasilkan induktansi kebocoran, yang pada gilirannya akan menghasilkan regulasi yang buruk yang diperlukan untuk penerangan pelepasan.
Transformer juga dibatasi dalam kinerjanya oleh keterbatasan fluks magnet inti. Untuk transformator inti feromagnetik, kita harus memperhatikan batas saturasi inti.
Ingat bahwa bahan feromagnetik tidak dapat mendukung kerapatan fluks magnet tak terbatas:mereka cenderung "jenuh" pada tingkat tertentu (ditentukan oleh bahan dan dimensi inti), yang berarti bahwa peningkatan lebih lanjut dalam gaya medan magnet (mmf) tidak menghasilkan peningkatan proporsional dalam magnet fluks medan (Φ).
Ketika belitan primer transformator kelebihan beban dari tegangan yang diberikan berlebihan, fluks inti dapat mencapai tingkat kejenuhan selama momen puncak dari siklus gelombang sinus AC. Jika ini terjadi, tegangan yang diinduksi pada belitan sekunder tidak akan lagi sesuai dengan bentuk gelombang seperti tegangan yang memberi daya pada kumparan primer.
Dengan kata lain, transformator kelebihan beban akan mendistorsi bentuk gelombang dari belitan primer ke sekunder, menciptakan harmonik pada keluaran belitan sekunder. Seperti yang telah kita bahas sebelumnya, konten harmonik dalam sistem daya AC biasanya menyebabkan masalah.
Trafo khusus yang dikenal sebagai trafo puncak memanfaatkan prinsip ini untuk menghasilkan pulsa tegangan singkat di dekat puncak bentuk gelombang tegangan sumber. Inti dirancang untuk jenuh dengan cepat dan tajam, pada tingkat tegangan jauh di bawah puncak.
Ini menghasilkan bentuk gelombang fluks gelombang sinus yang sangat terpotong, dan pulsa tegangan sekunder hanya ketika fluks berubah (di bawah tingkat saturasi):
Bentuk gelombang tegangan dan fluks untuk transformator berpuncak.
Penyebab lain dari kejenuhan inti transformator yang tidak normal adalah operasi pada frekuensi yang lebih rendah dari biasanya. Misalnya, jika transformator daya yang dirancang untuk beroperasi pada 60 Hz dipaksa untuk beroperasi pada 50 Hz, fluks harus mencapai tingkat puncak yang lebih besar dari sebelumnya untuk menghasilkan tegangan berlawanan yang sama yang diperlukan untuk menyeimbangkan tegangan sumber.
Hal ini berlaku bahkan jika tegangan sumbernya sama seperti sebelumnya.
Fluks magnet lebih tinggi pada inti transformator yang digerakkan oleh 50 Hz dibandingkan dengan 60 Hz untuk tegangan yang sama.
Karena tegangan belitan sesaat sebanding dengan laju perubahan fluks magnet sesaat dalam transformator, bentuk gelombang tegangan mencapai nilai puncak yang sama, tetapi membutuhkan waktu lebih lama untuk menyelesaikan setiap setengah siklus, menuntut agar fluks mempertahankan laju perubahan yang sama seperti sebelumnya, tetapi untuk periode waktu yang lebih lama.
Jadi, jika fluks harus naik pada tingkat yang sama seperti sebelumnya, tetapi untuk jangka waktu yang lebih lama, fluks akan naik ke nilai puncak yang lebih besar.
Secara matematis, ini adalah contoh lain dari kalkulus dalam tindakan. Karena tegangan sebanding dengan laju perubahan fluks, kita katakan bahwa bentuk gelombang tegangan adalah turunan bentuk gelombang fluks, "turunan" adalah operasi kalkulus yang mendefinisikan satu fungsi matematika (bentuk gelombang) dalam hal laju perubahan yang lain.
Namun, jika kita mengambil perspektif yang berlawanan, dan menghubungkan bentuk gelombang asli dengan turunannya, kita dapat menyebut bentuk gelombang asli sebagai integral bentuk gelombang turunan. Dalam hal ini, bentuk gelombang tegangan adalah turunan dari bentuk gelombang fluks, dan bentuk gelombang fluks adalah integral dari bentuk gelombang tegangan.
Integral dari setiap fungsi matematika sebanding dengan area yang terakumulasi di bawah kurva fungsi tersebut. Karena setiap setengah siklus dari bentuk gelombang 50 Hz mengakumulasikan lebih banyak area antara itu dan garis nol grafik daripada bentuk gelombang 60 Hz — dan kita tahu bahwa fluks magnet adalah integral dari tegangan — fluks akan mencapai nilai yang lebih tinggi di Gambar di bawah ini.
Perubahan fluks pada kecepatan yang sama naik ke tingkat yang lebih tinggi pada 50 Hz daripada pada 60 Hz.
Namun penyebab lain dari kejenuhan transformator adalah adanya arus DC pada belitan primer. Setiap jumlah tegangan DC yang jatuh pada belitan primer transformator akan menyebabkan fluks magnet tambahan di inti. "Bias" atau "offset" fluks tambahan ini akan mendorong bentuk gelombang fluks bolak-balik lebih dekat ke saturasi dalam satu setengah siklus daripada yang lain.
DC di primer menggeser puncak bentuk gelombang menuju batas saturasi atas.
Untuk sebagian besar transformator, saturasi inti adalah efek yang sangat tidak diinginkan, dan hal ini dihindari melalui desain yang baik:merekayasa belitan dan inti sehingga kerapatan fluks magnet tetap jauh di bawah tingkat saturasi.
Hal ini memastikan bahwa hubungan antara mmf dan lebih linier sepanjang siklus fluks, yang bagus karena membuat lebih sedikit distorsi dalam bentuk gelombang arus magnetisasi.
Selain itu, merekayasa teras untuk kerapatan fluks rendah memberikan margin yang aman antara puncak fluks normal dan batas saturasi teras untuk mengakomodasi kondisi abnormal sesekali seperti variasi frekuensi dan offset DC.
Ketika sebuah transformator pada awalnya dihubungkan ke sumber tegangan AC, mungkin ada lonjakan arus yang cukup besar melalui belitan primer yang disebut arus masuk . Hal ini analog dengan arus masuk yang ditunjukkan oleh motor listrik yang dimulai dengan koneksi tiba-tiba ke sumber listrik, meskipun arus masuk transformator disebabkan oleh fenomena yang berbeda.
Kita tahu bahwa laju perubahan fluks sesaat dalam inti transformator sebanding dengan jatuh tegangan sesaat pada belitan primer. Atau, seperti yang dinyatakan sebelumnya, bentuk gelombang tegangan adalah turunan dari bentuk gelombang fluks, dan bentuk gelombang fluks merupakan bagian integral dari bentuk gelombang tegangan.
Dalam transformator yang beroperasi terus-menerus, kedua bentuk gelombang ini mengalami pergeseran fasa sebesar 90°. Karena fluks (Φ) sebanding dengan gaya gerak magnet (mmf) di inti, dan mmf sebanding dengan arus belitan, bentuk gelombang arus akan sefasa dengan bentuk gelombang fluks, dan keduanya akan tertinggal dari bentuk gelombang tegangan sebesar 90 °:
Operasi kondisi tunak berkelanjutan:Fluks magnet, seperti arus, tertinggal dari tegangan yang diberikan sebesar 90°.
Mari kita anggap bahwa belitan primer transformator tiba-tiba terhubung ke sumber tegangan AC pada saat yang tepat ketika tegangan sesaat berada pada nilai puncak positifnya.
Agar transformator dapat menciptakan penurunan tegangan yang berlawanan untuk mengimbangi tegangan sumber yang diterapkan ini, fluks magnet dengan nilai yang meningkat dengan cepat harus dihasilkan. Hasilnya adalah arus belitan meningkat dengan cepat, tetapi sebenarnya tidak lebih cepat dari pada kondisi normal:
Menyambungkan transformator ke saluran listrik pada puncak voltase AC:Fluks meningkat pesat dari nol, sama seperti operasi kondisi tunak.
Fluks inti dan arus kumparan mulai dari nol dan meningkat ke nilai puncak yang sama yang dialami selama operasi berkelanjutan. Dengan demikian, tidak ada "lonjakan" atau "gelombang" atau arus dalam skenario ini.
Sebagai alternatif, mari kita pertimbangkan apa yang terjadi jika koneksi transformator ke sumber tegangan AC terjadi pada saat yang tepat ketika tegangan sesaat adalah nol.
Selama operasi kontinu (ketika transformator telah diberi daya untuk beberapa waktu), ini adalah titik waktu di mana arus fluks dan belitan berada pada puncak negatifnya, mengalami laju perubahan nol (dΦ/dt =0 dan di/ dt =0).
Saat tegangan mencapai puncak positifnya, fluks dan bentuk gelombang arus meningkat ke tingkat perubahan positif maksimumnya, dan naik ke puncak positifnya saat tegangan turun ke level nol:
Mulai dari e=0 V tidak sama dengan berjalan terus menerus pada Gambar di atas. Bentuk gelombang yang diharapkan ini salah– dan saya harus mulai dari nol.
Akan tetapi, terdapat perbedaan yang signifikan antara operasi mode kontinu dan kondisi start mendadak yang diasumsikan dalam skenario ini:selama operasi kontinu, tingkat fluks dan arus berada pada puncak negatifnya ketika tegangan berada pada titik nolnya; pada trafo yang tidak digunakan, namun, baik fluks magnet maupun arus belitan harus dimulai dari nol .
Ketika fluks magnet meningkat sebagai respons terhadap kenaikan tegangan, fluks akan meningkat dari nol ke atas, bukan dari kondisi sebelumnya negatif (bermagnet) seperti yang biasa kita alami pada trafo yang diberi daya untuk sementara waktu.
Jadi, dalam transformator yang baru saja "memulai", fluks akan mencapai kira-kira dua kali besaran puncak normalnya saat ia "mengintegrasikan" area di bawah setengah siklus pertama bentuk gelombang tegangan:
Mulai dari e=0 V, dimulai pada kondisi awal =0, meningkat menjadi dua kali nilai normal, dengan asumsi tidak memenuhi inti.
Dalam transformator yang ideal, arus magnetisasi juga akan naik hingga kira-kira dua kali nilai puncak normalnya, menghasilkan mmf yang diperlukan untuk menciptakan fluks yang lebih tinggi dari normal ini.
Namun, sebagian besar transformator tidak dirancang dengan margin yang cukup antara puncak fluks normal dan batas saturasi untuk menghindari kejenuhan dalam kondisi seperti ini, sehingga inti hampir pasti akan jenuh selama setengah siklus tegangan pertama ini.
Selama saturasi, jumlah mmf yang tidak proporsional diperlukan untuk menghasilkan fluks magnet. Ini berarti bahwa arus belitan, yang menciptakan mmf yang menyebabkan fluks pada inti, akan naik secara tidak proporsional ke nilai dengan mudah melebihi dua kali puncak normalnya:
Mulai dari e=0 V, Arus juga meningkat menjadi dua kali nilai normal untuk inti tak jenuh, atau jauh lebih tinggi dalam kasus (dirancang untuk) saturasi.
Ini adalah mekanisme yang menyebabkan lonjakan arus pada belitan primer transformator ketika dihubungkan ke sumber tegangan AC. Seperti yang Anda lihat, besarnya arus masuk sangat bergantung pada waktu yang tepat saat sambungan listrik ke sumber dibuat.
Jika transformator kebetulan memiliki beberapa magnet sisa di intinya pada saat koneksi ke sumbernya, lonjakannya bisa lebih parah. Karena itu, perangkat proteksi arus lebih transformator biasanya dari jenis "kerja lambat", sehingga dapat mentolerir lonjakan arus seperti ini tanpa membuka rangkaian.
Selain efek listrik yang tidak diinginkan, transformator juga dapat menunjukkan efek fisik yang tidak diinginkan, yang paling menonjol adalah produksi panas dan kebisingan. Kebisingan terutama merupakan efek gangguan, tetapi panas berpotensi menjadi masalah serius karena insulasi belitan akan rusak jika dibiarkan terlalu panas.
Pemanasan dapat diminimalkan dengan desain yang baik, memastikan bahwa teras tidak mendekati tingkat kejenuhan, arus eddy diminimalkan, dan belitan tidak kelebihan beban atau dioperasikan terlalu dekat dengan ampacity maksimum.
Transformator daya besar memiliki inti dan belitannya yang terendam dalam penangas minyak untuk mentransfer panas dan meredam kebisingan, dan juga untuk menggantikan kelembapan yang jika tidak, akan membahayakan integritas isolasi belitan.
Tabung “radiator” pembuangan panas di bagian luar kotak transformator menyediakan jalur aliran oli konvektif untuk mentransfer panas dari inti transformator ke udara sekitar:
Transformator daya besar terendam dalam minyak isolasi yang membuang panas.
Trafo tanpa oli, atau “kering”, sering dinilai dalam istilah “kenaikan” suhu operasi maksimum (kenaikan suhu di luar ambien) menurut sistem kelas huruf:A, B, F, atau H. Kode huruf ini disusun dalam urutan toleransi panas terendah hingga tertinggi:
Kebisingan yang dapat didengar adalah efek yang terutama berasal dari fenomena magnetostriksi :sedikit perubahan panjang yang ditunjukkan oleh benda feromagnetik ketika dimagnetisasi.
Suara “dengung” yang familiar terdengar di sekitar transformator daya besar adalah suara inti besi yang mengembang dan menyusut pada 120 Hz (dua kali frekuensi sistem, yaitu 60 Hz di Amerika Serikat)—satu siklus kontraksi dan ekspansi inti untuk setiap puncak bentuk gelombang fluks magnet—ditambah kebisingan yang ditimbulkan oleh gaya mekanis antara belitan primer dan sekunder.
Sekali lagi, mempertahankan tingkat fluks magnet rendah di inti adalah kunci untuk meminimalkan efek ini, yang menjelaskan mengapa transformator feroresonan—yang harus beroperasi dalam saturasi untuk sebagian besar bentuk gelombang arus—beroperasi baik panas maupun bising.
Fenomena lain yang menghasilkan kebisingan di transformator daya adalah gaya reaksi fisik antara gulungan primer dan sekunder saat diberi beban berat.
Jika belitan sekunder dihubung terbuka, tidak akan ada arus yang melaluinya, dan akibatnya, tidak ada gaya gerak magnet (mmf) yang dihasilkan olehnya. Namun, ketika sekunder "dibebani" (saat ini disuplai ke beban), belitan menghasilkan mmf, yang dilawan oleh mmf "tercermin" di belitan primer untuk mencegah perubahan tingkat fluks inti.
Mf berlawanan yang dihasilkan antara belitan primer dan sekunder sebagai akibat dari arus (beban) sekunder menghasilkan gaya tolak-menolak fisik antara belitan yang cenderung membuatnya bergetar.
Perancang transformator harus mempertimbangkan kekuatan fisik ini dalam konstruksi gulungan belitan, untuk memastikan ada dukungan mekanis yang memadai untuk menangani tegangan. Namun, dalam kondisi beban berat (arus tinggi), tegangan ini mungkin cukup besar untuk menyebabkan suara bising yang keluar dari transformator.
TINJAUAN:
Teknologi Industri
Pemeliharaan Transformator Daya – Diagnostik dan Pemantauan Transformator Pendahuluan Sebagai mesin statik transformator tanpa bagian yang bergerak dan berputar, mesin ini sangat andal, dan jika dirawat dengan baik, dapat bertahan 40 tahun atau lebih. Mereka juga tidak tersandung atau meledak saa
Pengukuran Daya Listrik dengan Multimeter? (DMM – Pengukur Analog) Multimeter adalah alat yang sangat penting untuk insinyur listrik dan elektronik, teknisi, teknisi listrik, pelajar, dan penggemar. Alat ini dapat mengukur beberapa besaran seperti tegangan, arus, resistansi, kapasitansi, suhu dan ko
Fungsi utama dari Desain penguat derau rendah adalah memperkuat sinyal daya kecil. Dalam mikrofon elektronik, pesan dapat berupa tegangan atau arus, variabel w.r.t. Waktu. Seperti semua amplifier, amplifier dengan derau rendah juga merupakan sirkuit dua port. Ini mengkonsumsi daya listrik untuk meni
Wattmeter adalah instrumen yang memberikan indikasi visual dari jumlah energi listrik yang dipasok ke sirkuit. Indikasi ini dinyatakan dalam watt yang merupakan satuan ukuran standar untuk suplai atau konsumsi energi listrik. Ada dua jenis wattmeter yang umum digunakan:analog dan digital. Meter anal
