TRANSFORMATOR

Print
Category: Listrik & Elektronika
Last Updated on Thursday, 05 February 2015 Published Date Written by sugiono

 3.5 TRANSFORMATOR

 

ABSTRAK

Sebelum berkembangnya technology swiching trafo biasa di manfaatkan untuk penurun tegangan, namun setelah berkembangnya teknologi ini transformator  yang biasa disebut trafo decade sekarang ini sedikit mulai ditinggalkan untuk pemanfaatan pada supplay tegangan DC rendah. Akan tetapi bukannya samasekali ditinggalkan, hanya bentuk dan fungsinya yang di rubah menjadi lebih kecil dan bias membengkitkan frekuensi yang dapat digunakan untuk mengkonversi tegangan. Sedang untuk daya besar trafo masih biasa dimanfaatkan untuk jaringan tenaga listrik yang besar trafo ini tidak dapat digantikan fungsinya dengan yang lain sebagai contoh untuk distribusi tenaga listrik dari pembangkit harus di tingkatkan menjadi skala tenaga yang besar supaya dapat sampai di tujuan yang jauh. Kemudian untuk distribusi local harus diturunkan kembali juga masih memerlukan trafo penurun tegangan. Trafo juga adalah salah-satu komponen elektro yang dibentuk dari bahan kawat tembaga dililit sehingga membentuk gulungan dengan berbagai bentuk sesuai dengan koker yang ditempatinya. Lazimnya trafo biasa dibuat dan dililitkan pada suatu koker dengan inti besi yang dinamakan kern. Saat diberi sumber tenaga listrik maka terdapat banyak parameter yang terdapat pada trafo ini yang saling mempengaruhi kinerja daripada fungsi trafo yaitu: μo= permeabilitas dari udara bebas, μr= permeabilitas relatif dari material inti, NP= jumlah lilitan primer, A = luas area coil dalam meter persegi, ℓ  = panjang kawat coil dalam metres.

 

Kata kunci: induksi , emf, fluksi.

 

 

3.5.1 Theory Umum

 

Aksi yang timbul dari Transformer kenyataannya bahwa fluks magnet yang dihasilkan oleh arus dalam satu hubungan coil dengan belitan dalam kumparan lain (s). Induktansi bersama yangada karenanya antara kumparan di didefinisikan dalam bagian 3.4.6.

Untuk IP arus gelombang sinusoidal di primer , emf yang dihasilkan ke sekunder

          Es = ± jωMIp   or  ωMIP

Sudut yang positif atau negatif Untuk memenuhi arti yang gulungan yang terhubung.

 

 

       
 
 
     

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Fig 3-19 Dot notation

 

Untuk menghindari kebingungan, notasi titik sering digunakan pada diagram seperti yang ditunjukkan pada Gambar.3-19. titik-titik ditempatkan di ujung simbol berliku untuk menunjukkan bahwa arus masuk pada saat-produk akhir fluks magnetik dalam inti ke arah yang sama.

Pprinsip dasar dari sirkuit digabungkan dianggap secara lebih mendalam pada bagian 4.7.5 yang berkaitan dengan hf, kopling rendah faktor transformer. Prinsip-prinsip ini berlaku untuk lebih umumnya diakui transformator, yaitu inti besi, frekuensi yang lebih rendah dan faktor kopling lebih tinggi (mendekati satu)

 

 Transformatorr dengan inti besi

 

Termasuk dengan besi atau paduan di jalur magnetik transformator, fluks meningkat pesat adalah karena induktansi primer

           

                                   

Where μo= permeabilitas dari udara bebas

                                                μr= permeabilitas relatif dari material inti

                                                NP= jumlah lilitan primer

                                                A = luas area coil dalam meter persegi.

     ℓ  = panjang kawat coil dalam metres

 

            dan seperti untuk inductansi Ls dari lilitan secunder.

Oleh karena inductansi berbanding lurus maka

 

             dimana M = mutual inductansi

 

Mutual induktansi dari transformator juga berbanding lurus dengan permeabilitas relatif bahan inti.

 

flux  

 

Dan nilai r.m.s. induksi tegangan sekunder,

Es = 4.44NΦmax f volt dimana f adalah frekuensi dari  arus IP dalam Hz.

 

Rasio tegangan

 

Karena mengingat transformator ideal, seperti di atas sebuah fluks Φmax menghasilkan tegangan proporsional seperti pada sekunder untuk putaran sekunder, kemudian karena fluks yang sama memotong gulungan primer, induksi tegangan primer adalah sebanding dengan

lilitan primer yaitu       

 

 

Dengan demikian tegangan sekunder yaitu waktu tegangan primary

 

            Rasio tegangan sama dengan rasio belitan.

 

Rasio Arus

Sekali lagi mempertimbangkan sebuah transformator yang ideal, ketika yang sekunder dihubungkan ke beban resistif (Rs) impedansi primer menjadi yang efektif terutama komponen resistif (ωM) 2 / Rs yang tidak memiliki sudut fase.

Karena daya output = input (dengan asumsi tidak ada kerugian)    

 VPIP=VSIS   dan karena   

 

             ya itu

 

Saat ini rasio arus berbanding terbalik dengan rasio belitan.

 

3.5.2 Matching Impedansi

Seperti di atas, untuk trafo ideal

           

 

Dimana RP and RS primer dan sekunder sebagai beban resistif

 

 

Rasio resistensi adalah sama dengan ( rasio belitan) 2 Dengan alasan yang sama dapat ditunjukkan bahwa jika Zp dan Zs adalah impedansi yang sesuai

               yaitu

 

rasio impedansi juga sama dengan (ratio belitan)2

 

Yang umum digunakan untuk transformator dalam sistem elektronik untuk menyesuaikan beban terhadap sumber untuk mendapatkan transfer daya maksimum (bagian 5.1.5). satu contoh adalah Penyesuai impedansi pengeras suara untuk power amplifier (meskipun daya transistor amplifier dirancang sedapat mungkin untuk menghindari hambatan dan biaya transformator output) misalnya tingkat keluaran memerlukan beban optimal dari 2000 ohm dan mengumpankan suatu loudspeaker impedansi 8 ohm. Transformator diperlukan dalam hal ini harus memiliki rasio lilitan

           

 

  

         

 

           

1

2

3

4

5

A

B

A

B

A

B

A

B

A

B

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1.000

1.414

1.732

2.000

2.236

2.450

2.646

2.828

3.000

3.162

3.162

4.472

5.477

6.325

7.071

7.746

8.367

8.944

9.487

10.00

.7071

1.000

1.225

1.414

1.581

1.732

1.871

2.000

1.121

2.236

2.236

3.162

3.873

4.472

5.000

5.477

5.916

6.325

6.707

7.071

.5773

.8165

1.000

1.155

1.291

1.414

1.528

1.633

1.732

1.826

1.826

2.582

3.162

3.652

4.083

4.472

4.830

5.164

5.477

5.773

 

.5000

.7071

.8660

1.000

1.118

1.225

1.323

1.414

1.500

1.561

1.581

2.236

2.739

3.162

3.535

3.873

4.183

4.472

4.743

5.000

.4472

.6325

.7746

.8944

1.000

1.095

1.183

1.265

1.342

1.141

1.414

2.000

2.450

2.828

3.162

3.464

3.742

4.000

4.243

4.472

 

 

 

 


6

7

8

9

10

A

B

A

B

A

B

A

B

A

B

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

.4083

.5774

.7071

.8165

.9129

1.000

1.080

1.155

1.225

1.291

1.291

1.826

2.236

2.582

2.887

3.162

3.416

3.652

3.873

4.083

.3780

.5345

.6547

.7559

.8452

.9258

1.000

1.69

1.134

1.195

1.195

1.690

2.070

2.390

2.673

2.928

3.162

3.380

3.586

3.780

.3535

.5000

.6124

.7071

.7906

.8660

.9354

1.000

1.061

1.118

1.118

1.581

1.936

2.236

2.500

2.739

2.958

3.162

3.354

3.535

.3333

.4714

.5774

.6667

.7454

.8165

.8819

.9428

1,000

1.054

1.054

1.491

1.826

2.108

2.357

2.582

2.789

2.981

3.162

3.333

.3162

.4472

.5477

.6325

.7071

.7746

.8367

.8944

.9487

1.000

1.00

1.414

1.732

2.000

2.236

2.450

2.646

2.828

3.000

3.162

 

 

 

 

1   -  10

10   -   100

100   -   1000

1000  -  10.000

10.000 – 100.000

 

A

B

A

B

A

B

A

B

A

B

    1  -  10

       10  -  100

  100 -  1000

     1000  -  10.000  100.000  -  100.000

NIL

 

X 10

 

X 100

 

NIL

 

X 10

 

NIL

 

X 10

÷ 10

 

NIL

 

X 10

÷ 10

 

NIL

 

X 10

 

÷ 10

 

NIL

 

 

 

÷ 10

 

NIL

 

÷ 100

 

  ÷ 10

 

  NIL

 

÷ 100

 

  ÷ 10

 

  NIL

 

 

÷ 100

 

  ÷ 10

 

 

     (NIL menunjukkan kolom yang akan digunakan tanpa koreksi)  

     Table 3.11 Nilai Raio lilitan T = N1 / N2 untuk rasio impedance  source / load

   

 
 

 


                                               

                                    

                                                                                                             

 

Tabel 3.11 membuat perhitungan ini dengan praktis cepat untuk berbagai rasio sumber dan nilai beban dimulai dengan bilangan bulat - jika nilai yang sebenarnya terletak antara nilai tabel, tabel masih berguna sebagai panduan atau sebagai koreksi perhitungan. Dalam contoh di atas, jawabannya diberikan persis dengan tabel yang digunakan sebagai berikut

  

  (1) mengambil angka pertama dari kedua sumber dan beban impedansi dan tabel memberikan dua rasio ditandai A dan B. dalam contoh terhadap nilai sumber 2 ohm dan nilai beban 8 ohm adalah rasio A, 0,5000 dan B, 1.581 .

 

(2) mengacu pada bagian bawah tabel menunjukkan bahwa untuk satu sumber di kisaran 1.000-10,000 ohm, dan beban dalam kisaran 1 - 10 ohm, angka B digunakan dan dikalikan dengan 10, memberikan jawaban dari 15.81

   

Namun, jika impedansi sumber kebetulan 2.400 ohm, maka jawaban yang benar harus terletak antara 15.81 dan 19.36 (masing-masing untuk sumber 2000 dan 3000 ohm), mungkin menempatkan nilai sekitar 17 gauss

 

 

Contoh:

 

Sebuah generator e.m.f. 20 V dan resistansi internal 600 ohm untuk dicocokkan/di sesuaikan dengan menggunakan transformator, berapa jumlah rasio belitan diperlukan dan berapa daya dalam beban bila tanpa transformator?

 

Dari Tabel 3.11 ternyata rasio yang dibutuhkan adalah 0,7746: 1.

 

Daya ke beban dengan transformator – rangkaian peyesuai adalah bahwa dari beban 600 (RL) ohm di seluruh terminal pembangkit. Biarkan I1 arus menjadi,

 

            Kemudian  amps

 

            Daya beban input =

 

Daya menuju beban tanpa transformator agar arus I2 menjadi

 

            Kemudian  amps

 

            Daya menuju beban

 

Jadi menunjukkan daya yang lebih besar dalam beban ketika disesuaikan dengan sumber.

 

 

Refferensi:

 

Bernad Babani (publishing)LTD Thegrampians, Stepherds Brush Road

London W6 7NF England

Copyright 2019. Powered by Humas. PPPPTK BOE MALANG