Prinsip Transformer:Semua yang Harus Anda Ketahui
Prinsip transformator merupakan salah satu komponen kelistrikan yang sangat penting dalam suatu sistem tenaga listrik AC. Saat ini, banyak sirkuit menggunakan trafo yang penting dan menjadi tulang punggung bagaimana kita memberi daya pada segalanya.
Artikel ini akan mengajarkan Anda tentang prinsip kerja, struktur dasar, dan aplikasinya sehingga Anda dapat menemukan transformator yang tepat untuk kebutuhan Anda!
Artikel ini akan mengajarkan Anda tentang prinsip kerja, struktur dasar, dan aplikasinya sehingga Anda dapat menemukan transformator yang tepat untuk kebutuhan Anda!
1. Apa itu transformator?
Transformator adalah perangkat listrik yang digunakan untuk mentransmisikan energi listrik dari satu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya. Selain itu, ia mempertahankan faktor daya pada kesatuan dan memastikan level tegangan tetap tidak berubah di kedua sirkuit.
2. Jenis Transformer:
Jenis-jenis klasifikasi trafo adalah sebagai berikut:
(Diagram transformator)
Berdasarkan konstruksi
- Transformator tipe inti- Komponen inti dapat terdiri dari lembaran baja yang dilaminasi, lembaran baja silikon, atau paduan besi seperti baja silikon. Juga memiliki gulungan kawat berbentuk silinder sebagai gulungannya dengan gulungan tegangan rendah yang ditempatkan lebih dekat ke inti.
- Transformator tipe cangkang- adalah transformator yang menampung semua inti, koil, dan insulasi di dalam cangkang aluminium atau baja. Sebagian besar berbentuk persegi panjang.
Berdasarkan jenis pasokan
- Transformator satu fasa – Jenis ini adalah perangkat belitan tunggal dengan satu kumparan terhubung ke sisi primer dan satu lagi ke sisi sekunder transformator.
- Transformator tiga fasa – Terdiri dari tiga kumparan yang dipasang pada setiap sisi inti. Selain itu, setiap sambungan kumparan sedemikian rupa sehingga menghasilkan medan magnet yang saling tegak lurus.
- Transformator otomatis – Jenis ini menggunakan dua belitan di kedua sisi untuk transformasi tegangan step-up dan step-down.
(Transformator berisi minyak)
Berdasarkan jenis pendinginan
- Transformator berisi oli- Ini menghilangkan panas yang dihasilkan oleh arus listrik melalui media oli.
- Transformator inti udara- yang menghilangkan panas yang dihasilkan oleh arus listrik melalui udara.
Berdasarkan penggunaannya
- Transformator arus- Digunakan untuk mengukur arus yang sangat tinggi dalam transmisi tenaga listrik.
- Transformator potensial- Mengukur tegangan AC yang sangat tinggi.
Berdasarkan tujuannya
- Transformator step-up- menyediakan fungsi untuk mengubah level tegangan dari rendah ke tinggi
- Transformator step down- menyediakan fungsi untuk mengubah level tegangan dari tinggi ke rendah
(Transformator tegangan tinggi)
3. Aplikasi transformator
Aplikasi transformer ada di:
- Pertama, penggunaan industri dan laboratorium serta pengaturan tegangan dalam sistem tenaga untuk menaikkan atau menurunkan tegangan suplai.
- Kedua, tenaga listrik pembangkitan dan distribusi, serta industri pertambangan, minyak &gas.
- Ketiga, naikkan atau turunkan tegangan AC dari saluran catu daya listrik.
- Penggunaan teknologi radio untuk meningkatkan atau menurunkan sinyal frekuensi tinggi untuk transmisi jarak jauh tanpa kehilangan kekuatan sinyal. Umum di trafo audio dan trafo komersial.
- Terakhir, sirkuit elektronika daya yang berfungsi sebagai pengatur tegangan otomatis.
4. Struktur Dasar Transformator
(Struktur transformator)
Struktur transformator dasar meliputi:
- Inti yang dilaminasi; terdiri dari potongan-potongan besi laminasi yang diatur sedemikian rupa untuk memberikan jalur minimum untuk fluks magnet. Selain itu, inti bertindak sebagai sirkuit magnetik tertutup.
- Utama lekok; ditempatkan di sekitar inti di kedua arah dan diisolasi dari inti. Gulungan adalah kabel tembaga.
- Gulungan sekunder; ditempatkan di sekitar primer dan diisolasi darinya, baik dalam arah yang sama atau dengan polaritas terbalik dari primer.
Konstruksi Dasar Transformator :
Transformator terdiri dari dua atau lebih kumparan (belitan) yang dililitkan di sekitar inti baja yang dilaminasi. Gulungan input (belitan primer) terhubung ke salah satu terminal sumber daya. Dan belitan keluaran (belitan sekunder) terhubung melintasi rangkaian beban.
(Mengerjakan komponen dengan tangan)
Berikut ini adalah langkah-langkah dasar dalam pembangunan trafo:
- Pertama, pembuatan kumparan primer dan sekunder – Gunakan pita isolasi atau pelapis enamel untuk memisahkan gulungan kumparan ini satu sama lain.
- Selanjutnya, pemasangan kumparan ini pada inti besi lunak yang umum terdiri dari lembaran baja silikon berlapis tinggi yang dibungkus dengan pita isolasi untuk mengurangi kerugian arus eddy. Penyambungan laminasi inti trafo ini berupa strip-strip. Yang penting, lembaran harus memiliki kandungan silikon yang tinggi untuk menurunkan kehilangan histeresis. Selanjutnya, kumparan primer terhubung ke salah satu ujung inti sementara yang lain menempel pada kumparan sekunder. Selain itu, Anda memerlukan busing yang sesuai saat mengisolasi dan mengeluarkan terminal dari tangki transformator.
- Kumparan pelindung – Digunakan untuk melindungi belitan primer dari efek elektromagnetik yang disebabkan oleh tegangan induksi pada transformator yang dapat menyebabkan kegagalan transformator yang fatal. Demikian pula, ini dilakukan dengan membungkus pita isolasi tambahan di kedua sisi kumparan ini.
5. Prinsip kerja transformator
Prinsip dasar yang terlibat dalam kerja transformator adalah hukum induksi elektromagnetik Faraday:N*dΦ/dt (Hukum Faraday), di mana N adalah jumlah lilitan kumparan.
(Hukum Faraday)
Hukum menyatakan bahwa fluks listrik diinduksi dalam rangkaian tertutup ketika fluks magnet yang terkait dengannya berubah. Fenomena ini terjadi karena induktansi timbal balik dari arus yang ada melalui dua rangkaian ini. Berikut penjelasannya:
Ketika arus listrik mengalir melalui belitan primer, itu menciptakan medan magnet di sekitar belitan ini. Oleh karena itu, menghasilkan fluks magnet di sekitar kumparan primer demikian juga. Kemudian, inti transformator menyediakan jalur bagi fluks ini untuk menghubungkan belitan. Namun, tidak semua fluks terhubung dengan belitan sekunder dan dinamakan fluks bocor. Setelah itu, terjadi induksi tegangan pada kumparan sekunder. Ini karena induksi timbal balik antara kumparan yang dililitkan pada inti besi yang sama melalui kopling di inti magnet.
Proses ini menciptakan ggl induksi ketika mencoba untuk melawan aliran arus yang melaluinya dan sebaliknya. Tegangan induksi pada kumparan sekunder bertindak sebagai beban untuk belitan primer.
catatan; Sebuah transformator adalah perangkat statis; sehingga perubahan level tegangan terjadi karena induksi magnetik, bukan oleh pergerakan bahan padatnya.
Sekarang, mari kita lihat istilah penting saat berurusan dengan transformer.
(Gulungan tembaga)
Rasio putaran pada trafo
Rasio jumlah lilitan pada belitan primer dengan yang di sekunder gulungan. Angka ini menunjukkan berapa kali level tegangan berkurang di sirkuit primer setelah diturunkan melalui transformator.
Representasinya adalah X/Y. 'X' menunjukkan jumlah lilitan pada kumparan primer (Np) dan 'Y' menunjukkan jumlah lilitan pada kumparan sekunder (Ns). Dengan asumsi bahwa ini adalah transformator yang ideal.
Rumus; Np/Ns=n=Rasio Putar
Misalnya, jika terdapat 100 lilitan pada kumparan primer dan 50 lilitan pada kumparan sekunder, rasio ini akan dinyatakan sebagai 100/50.
Ini berarti transformator dengan rasio step-up akan memiliki lebih sedikit lilitan pada sisi sekundernya daripada primernya. Namun, kebalikannya berlaku untuk transformator dengan rasio step-down.
(Gulungan transformator)
Rasio transformator
Rasio tegangan sekunder terhadap tegangan primer adalah rasio transformator. Ekspresi rasio transformasi tegangan dalam volt/volt atau amp/amp, dan ini tergantung pada jenis resistor beban yang terhubung dengan kumparan sekunder.
Rumus perhitungan;
Rasio transformator =(V/V atau V/A resistor beban sekunder)/(V primer atau A primer)
Sebagai contoh; Tegangan pada belitan sekunder adalah 100 volt, dan arus yang mengalir melaluinya adalah 20 amp. Kemudian, rasio transformator dari rangkaian tersebut adalah 100/20.
catatan; Level atau voltase arus maksimum melintasi a gulungan sekunder dalam transformator mengacu pada arus atau tegangan pengenal. Peringkat sirkuit sekunder ini memutuskan kapasitas kerja maksimumnya. Dan menentukan apakah cocok untuk aplikasi tegangan tinggi atau arus rendah.
( Transformator dan komponen kelistrikan)
Efisiensi transformator
Ini adalah rasio kerja yang dilakukan oleh transformator pada daya input ke yang dihasilkan di gulungan sekunder.
Ekspresinya dalam bentuk persentase.
Rumusnya adalah:
Efisiensi =(Daya keluaran/daya masukan) x 100
Misalnya, pertimbangkan daya input transformator 100 watt dan gulungan sekunder menghasilkan 80 watt. Kemudian, efisiensi transformator dari rangkaian tersebut akan menjadi 80%.
Ini berarti ada 20% kehilangan energi saat daya mengalir dari sisi primer-sekunder transformator.
Catatan, level daya input dan output transformator harus sama agar rasio ini tetap valid. Artinya, dan arus primer dan sekunder harus memiliki nilai yang sama.
Jika arus masukan lebih besar dari keluaran, maka efisiensi transformator akan kurang dari 100% dan sebaliknya.
(ggl)
Persamaan gaya listrik transformator
Gaya gerak listrik (ggl) hanyalah rasio tegangan input ke tegangan output dalam transformator.
Ekspresinya dalam volt/volt atau amp/amp.
Sebagai contoh, perhatikan tegangan input transformator seperti 100 volt dan tegangan output 95 volt. Kemudian, ggl belakang dari rangkaian tersebut akan menjadi 95/100 atau 0,95 kali tegangan input.
Ini berarti ada kerugian energi 0,05 volt ketika daya mengalir dari sisi primer transformator ke sisi sekunder.
Rumus untuk mencari ggl pada kumparan sekunder transformator adalah:
E=N*delta/Belok^n
Dimana,
E:gaya gerak listrik dalam volt.
N:jumlah lilitan pada belitan primer.
Delta/Belok^n:rasio lilitan kumparan primer dan sekunder.
Anda dapat menulis persamaan di atas sebagai E=N*Turns^(n-x)
Dimana 'n' menunjukkan jumlah lilitan pada kumparan sekunder, dan 'x' sama dengan (N-n).
Persamaan ini menunjukkan bahwa ggl pada belitan sekunder berbanding lurus dengan belitan primer dan berbanding terbalik dengan (N-n).
(Transformator tegangan)
Daya listrik dalam transformator
Menghitung daya listrik pada trafo sangatlah mudah, dengan menggunakan Rumus:Daya =Tegangan x Arus.
Di mana 'Daya' menunjukkan daya input dan 'Tegangan' dan 'Arus' menunjukkan tegangan dan arus input.
Sebagai contoh:Pertimbangkan peringkat daya transformator sebagai 100 watt dan tegangan pada belitan primernya adalah 400 volt. Kemudian, arus yang mengalir melaluinya akan menjadi 0,25 amp sebagai daya =tegangan x arus.
Seperti yang Anda lihat di sini, arus yang ditarik oleh transformator sangat kecil dibandingkan dengan peringkat dayanya.
6. Ringkasan
Kami telah memberikan informasi tentang apa yang dilakukan transformer dan bagaimana cara kerjanya di posting blog ini. Jika Anda tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang proyek terkait transformator Anda, hubungi kami! Tim kami selalu dengan senang hati menjawab setiap pertanyaan dari Anda.
