Konfigurasi Pemutaran

Transformator dengan Beberapa Sekunder

Transformer adalah perangkat yang sangat serbaguna. Konsep dasar transfer energi antara induktor timbal balik cukup berguna antara satu kumparan primer dan sekunder tunggal, tetapi transformator tidak harus dibuat hanya dengan dua set belitan. Perhatikan rangkaian transformator ini:

Transformator dengan beberapa sekunder memberikan beberapa tegangan keluaran.

Di sini, tiga kumparan induktor berbagi inti magnet yang sama, secara magnetis "menghubungkan" atau "menghubungkan" mereka bersama-sama. Hubungan rasio putaran belitan dan rasio tegangan yang terlihat dengan sepasang induktor timbal balik tunggal masih berlaku di sini untuk beberapa pasang kumparan.

Sangat mungkin untuk merakit transformator seperti di atas (satu belitan primer, dua belitan sekunder) di mana satu belitan sekunder adalah step-down dan yang lainnya step-up.

Sebenarnya, desain transformator ini cukup umum di sirkuit catu daya tabung vakum, yang diperlukan untuk memasok tegangan rendah untuk filamen tabung (biasanya 6 atau 12 volt) dan tegangan tinggi untuk pelat tabung (beberapa ratus volt) dari tegangan primer nominal 110 volt AC.

Tidak hanya tegangan dan arus dengan besaran yang sama sekali berbeda dimungkinkan dengan transformator semacam itu, tetapi semua sirkuit secara elektrik diisolasi satu sama lain.

Foto transformator belitan ganda dengan enam belitan, primer dan lima sekunder.

Trafo pada gambar di atas dimaksudkan untuk memberikan tegangan tinggi dan rendah yang diperlukan dalam sistem elektronik menggunakan tabung vakum. Tegangan rendah diperlukan untuk memberi daya pada filamen tabung vakum, sedangkan tegangan tinggi diperlukan untuk menciptakan perbedaan potensial antara elemen pelat dan katoda setiap tabung.

Satu trafo dengan banyak belitan cukup elegan untuk menyediakan semua level tegangan yang diperlukan dari satu sumber 115 V. Kabel untuk trafo ini (15 di antaranya!) tidak diperlihatkan dalam foto, karena tersembunyi dari pandangan.

Jika isolasi listrik antara sirkuit sekunder tidak terlalu penting, efek serupa dapat diperoleh dengan "mengetuk" belitan sekunder tunggal di beberapa titik sepanjang panjangnya, seperti gambar di bawah.

Sekunder yang diketuk tunggal memberikan beberapa voltase.

Transformator Sakelar Multi-Kutub

Keran tidak lebih dari sambungan kawat yang dibuat di beberapa titik pada belitan di antara ujungnya. Tidak mengherankan, hubungan belitan/besarnya tegangan dari transformator normal berlaku untuk semua segmen belitan yang disadap. Fakta ini dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan transformator yang mampu melakukan beberapa rasio:

Sekunder yang diketuk menggunakan sakelar untuk memilih salah satu dari banyak kemungkinan voltase.

Transformator Variabel

Membawa konsep keran belitan lebih jauh, kita berakhir dengan "trafo variabel", di mana kontak geser dipindahkan sepanjang belitan sekunder yang terbuka, yang dapat terhubung dengannya di titik mana pun di sepanjang panjangnya. Efeknya setara dengan memiliki keran belitan di setiap putaran belitan, dan sakelar dengan kutub di setiap posisi keran:

Kontak geser pada tegangan sekunder terus menerus mengubah tegangan sekunder.

Salah satu aplikasi konsumen dari transformator variabel dalam kontrol kecepatan untuk set kereta model, terutama set kereta tahun 1950-an dan 1960-an. Trafo ini pada dasarnya adalah unit penurun tegangan, tegangan tertinggi yang dapat diperoleh dari belitan sekunder secara substansial lebih kecil dari tegangan primer 110 hingga 120 volt AC.

Kontak penyapu variabel menyediakan cara sederhana untuk mengontrol tegangan dengan sedikit daya yang terbuang, jauh lebih efisien daripada kontrol menggunakan resistor variabel!

Kontak geser terlalu tidak praktis untuk digunakan dalam desain transformator daya industri besar, tetapi sakelar multi-kutub dan keran belitan umum digunakan untuk penyesuaian tegangan. Penyesuaian perlu dilakukan secara berkala dalam sistem tenaga untuk mengakomodasi perubahan beban selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun, dan sirkuit switching ini menyediakan sarana yang nyaman.

Biasanya, "saklar tekan" seperti itu tidak dirancang untuk menangani arus beban penuh, tetapi harus diaktifkan hanya ketika transformator telah diputus energinya (tidak ada daya).

Transformator otomatis

Melihat bagaimana kita dapat menekan belitan transformator apa pun untuk mendapatkan ekuivalen dari beberapa belitan (walaupun dengan hilangnya isolasi listrik di antara keduanya), masuk akal bahwa mungkin untuk melepaskan isolasi listrik sama sekali dan membangun transformator dari belitan tunggal. Memang ini mungkin, dan perangkat yang dihasilkan disebut autotransformer :

Transformer otomatis ini menaikkan tegangan dengan satu belitan yang disadap, menghemat tembaga, mengorbankan isolasi.

Autotransformator yang digambarkan di atas melakukan fungsi peningkatan tegangan. Transformator otomatis step-down akan terlihat seperti gambar di bawah ini.

Transformer otomatis ini menurunkan tegangan dengan satu belitan tap hemat tembaga.

Autotransformer populer digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan sedikit peningkatan atau pengurangan tegangan pada beban.

Alternatif dengan trafo normal (terisolasi) adalah memiliki rasio belitan primer/sekunder yang tepat yang dibuat untuk pekerjaan tersebut atau menggunakan konfigurasi step-down dengan belitan sekunder yang dihubungkan secara seri-membantu ("peningkatan") atau seri- menentang mode (“bucking”).

Tegangan primer, sekunder, dan beban diberikan untuk mengilustrasikan cara kerjanya.

Konfigurasi Autotransformer

Pertama, konfigurasi "peningkatan". Pada gambar di bawah polaritas kumparan sekunder diorientasikan sehingga tegangannya langsung menambah tegangan primer.

Transformator biasa disambungkan sebagai autotransformer untuk meningkatkan tegangan saluran.

Selanjutnya, konfigurasi "bucking". Pada gambar di bawah, polaritas kumparan sekunder diorientasikan sehingga tegangannya langsung dikurangi dari tegangan primer:

Transformator biasa disambungkan sebagai autotransformer untuk menurunkan tegangan saluran.

Keuntungan utama dari autotransformator adalah bahwa fungsi boosting atau bucking yang sama diperoleh hanya dengan satu belitan, membuatnya lebih murah dan lebih ringan untuk diproduksi daripada trafo biasa (isolasi) yang memiliki belitan primer dan sekunder.

Transformator Otomatis Variabel Variabel

Seperti transformator biasa, belitan autotransformator dapat disadap untuk memberikan variasi rasio. Selain itu, mereka dapat dibuat terus menerus bervariasi dengan kontak geser untuk mengetuk belitan di titik mana pun di sepanjang panjangnya.

Konfigurasi yang terakhir cukup populer untuk mendapatkan namanya sendiri:Variac . (gambar di bawah)

Variac adalah autotransformer dengan satu ketukan geser.

Variac kecil untuk penggunaan benchtop adalah peralatan populer untuk eksperimen elektronik, yang mampu menurunkan tegangan AC rumah tangga (atau terkadang juga naik) dengan rentang kontrol yang lebar dan halus dengan memutar kenop sederhana.

TINJAUAN:

• Transformator dapat dilengkapi dengan lebih dari sekadar pasangan belitan primer dan sekunder tunggal. Ini memungkinkan beberapa rasio step-up dan/atau step-down di perangkat yang sama.
• Gulungan transformator juga dapat "disadap:" yaitu, berpotongan di banyak titik untuk membagi belitan tunggal menjadi beberapa bagian.
• Transformator variabel dapat dibuat dengan menyediakan lengan bergerak yang menyapu sepanjang belitan, membuat kontak dengan belitan pada titik mana pun di sepanjang panjangnya. Belitan, tentu saja, harus terbuka (tanpa insulasi) di area di mana lengan menyapu.
• Autotransformator adalah kumparan induktor tunggal yang disadap yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan seperti transformator, kecuali tanpa menyediakan isolasi listrik.
• Sebuah Variasi adalah autotransformator variabel.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Autotransformer