Transformer:5 Kondisi Penting Untuk Efisiensi Terbaik

Transformator

Trafo adalah perangkat listrik sederhana, yang menggunakan properti induksi timbal balik untuk mengubah tegangan bolak-balik dari satu ke yang lain dengan nilai yang lebih besar atau lebih kecil.

The potensi-konstan pertama ditemukan pada tahun 1885, dan sejak saat itu, telah menjadi kebutuhan sebagai perangkat penting untuk transmisi, distribusi, dan pemanfaatan arus bolak-balik (AC).

Ada berbagai jenis transformator yang memiliki desain berbeda yang sesuai untuk aplikasi daya elektronik dan listrik yang berbeda. Ukurannya berkisar dari aplikasi Frekuensi Radio yang memiliki volume kurang dari satu sentimeter kubik, hingga unit besar dengan berat ratusan ton yang digunakan dalam jaringan listrik.

transformator desain DBZ bentuk shell pada tahun 1885
Trafo desain DBZ berbentuk shell pada tahun 1885, Kredit Gambar - Zátonyi Sándor, (ifj.), Trafo DBZCC BY-SA 3.0
transformator
transformer di gardu listrik, Kredit Gambar - sendirian89Stasiun Terminal Melbourne, ditandai sebagai domain publik, detail lebih lanjut tentang Wikimedia Commons

Mereka paling banyak digunakan dalam transmisi dan distribusi energi jarak jauh dengan meningkatkan output tegangan dari transformator sehingga arus berkurang dan selanjutnya, rugi inti resistif menjadi kurang signifikan, sehingga sinyal dapat ditransfer melalui jarak ke gardu induk yang berdekatan dengan konsumen di mana tegangan diturunkan lagi untuk digunakan lebih lanjut.

Struktur Dasar dan Cara Kerja Transformator

Struktur dasar transformator pada umumnya terdiri dari dua buah kumparan yang dililitkan di sekeliling inti besi lunak, yaitu kumparan primer dan sekunder. Tegangan masukan ac diterapkan ke kumparan primer dan tegangan keluaran ac diamati di sisi sekunder. 

Seperti yang kita ketahui bahwa ggl atau tegangan induksi hanya dihasilkan ketika fluks medan magnet berubah relatif terhadap kumparan atau rangkaian, oleh karena itu, saling induktansi antara dua kumparan hanya dimungkinkan dengan bolak-balik, yaitu mengubah/tegangan AC, dan tidak dengan langsung, yaitu stabil/tegangan DC.

cara kerja trafo dan fluks kebocoran
Cara Kerja Trafo dan Fluks Kebocoran
Kredit Gambar:Diriku sendiri, Fluks transformatorCC BY-SA 3.0

The transformator digunakan untuk mentransmutasikan tegangan dan level arus sesuai dengan rasio lilitan koil input dan output. Lilitan pada kumparan primer dan sekunder adalah Np dan Ns, masing-masing. Misalkan Φ adalah fluks yang dihubungkan melalui kumparan primer dan sekunder. Kemudian,

Ggl yang diinduksi melintasi kumparan primer,   =

Ggl yang diinduksi melintasi kumparan sekunder,  = 

Dari persamaan ini, kita bisa menghubungkannya  

Dimana simbol tersebut memiliki arti sebagai berikut:

         

Kekuasaan, P = IpVp = SayasVs

Berkaitan dengan persamaan sebelumnya,

Jadi kami memiliki Vs = ()Vdan sayas = IP

Untuk meningkatkan: Vs > Vp jadi Ns>Np dan sayas<Ip

Untuk mundur: Vs <Vp jadi Ns <Np dan sayas > Sayap

Kumparan primer dan sekunder pada transformator

transformator
Gulungan primer dan sekunder
Kredit Gambar: anonim, Transformer3d colCC BY-SA 3.0

Relasi di atas didasarkan pada beberapa asumsi sebagai berikut:

  • Fluks yang sama menghubungkan primer dan sekunder tanpa kebocoran fluks.
  • Arus sekunder kecil.
  • Hambatan primer dan arus dapat diabaikan.

Oleh karena itu, efisiensi transformator tidak bisa 100%. Meskipun yang dirancang dengan baik dapat memiliki efisiensi hingga 95%. Untuk memiliki efisiensi yang lebih tinggi, empat alasan utama hilangnya energi di dalamnya harus diingat.

Penyebab hilangnya energi Transformer:

  • Kebocoran fluks: Selalu ada kebocoran fluks karena hampir tidak mungkin semua fluks dari primer melewati ke sekunder tanpa kebocoran.
  • pusaran arus arus: Fluks magnet yang bervariasi akan menginduksi arus eddy di inti besi, yang dapat menyebabkan pemanasan dan karenanya kehilangan energi. Ini dapat diminimalkan dengan menggunakan inti besi yang dilaminasi.
  • Resistensi dalam belitan: Energi hilang dalam bentuk pembuangan panas melalui kabel tetapi dapat diminimalkan dengan menggunakan kabel yang relatif tebal.
  • Histeresis: Ketika magnetisasi inti berulang kali dibalik oleh medan magnet bolak-balik, itu menghasilkan pengeluaran atau hilangnya energi oleh pembentukan panas di dalam inti. Ini dapat dikurangi dengan menggunakan bahan yang memiliki rugi histeresis magnetis lebih rendah.

Kami akan belajar tentang Eddy saat inis dan Histeresis Magnetik secara rinci di bagian selanjutnya.

Untuk bahan pelajaran yang lebih berhubungan dengan elektronika klik disini

Gulir ke Atas