Materi Transformator : Pengertian, Sejarah, Simbol, Konstruksi, Cara dan Prinsip Kerja (Pelajar dan Umum)

Posting Komentar

pengertian trafo, cara dan prinsip kerja trafo, simbol trafo

Kali ini, kita akan bersama-sama berdiskusi dan membahas mengenai salah satu komponen listrik statis yang bernama Trafo. Tapi sebelum kita berdiskusi panjang lebar mengenai apa itu transformator, alangkah baiknya kita batasi terlebih dahulu topik pembahasan kita kali ini agar tidak lari kemana-mana.

Pertama, pembahasan akan kita mulai dengan topik pengertian transformator, kemudian sejarah transformator, kemudian simbol trafo, bagian-bagian trafo, prinsip dan cara kerja trafo.

Baik, tanpa berlama-lama kita langsung saja.

Daftar Isi 

  1. Pengertian Transformator
  2. Sejarah Transformator
  3. Simbol Transformator
  4. Konstruksi Utama Trafo
  5. Cara Kerja Trafo

Pengertian Transformator  

Trafo atau transformator adalah alat atau komponen listrik [komponen elektronika] yang mampu difungsikan untuk menaikan tegangan (step up) atau pun difungsikan untuk menurunkan tegangan (step down) dengan memanfaatkan proses induksi elektromagnetik agar besaran tegangan dan arus listriknya dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

Tegangan yang dinaikan atau pun yang diturunkan disini adalah tegangan yang berarus bolak-balik atau AC (Alternating Current).

Sederhanannya begini, yang sebelumnya sumber bertegangan tinggi kemudian jika dihubungkan dengan transformator maka tegangan tadi akan turun. (Step down).

Ada proses perpindahan atau transformasi tegangan dalam hal ini. Makannya trafo dapat dikatakan sebagai transformator atau transformer.

Pasti timbul pertanyaan dibenak teman-teman. Mengapa tegangan mesti di naikan atau pun diturunkan ?

Begini alasannya.

Coba perhatikan oleh teman-teman mengenai peralatan elektronik yang berada didalam rumah. Pasti semuanya work dan berfungsi dengan baik kan. Misalnya saja kulkas, televisi, lampu pijar, lampu neon dan masih banyak lagi. Kesemuanya itu menggunakan tegangan 220 V dari PLN.

Sebetulnya, sebelum tegangan masuk kerumah kita menjadi 220 V, ada proses penurunan tegangan listrik (step down) menggunakan transformator, sehingga suplai tegangan yang tadinya bertegangan tinggi berubah menjadi tegangan rendah 220 volt yang dapat digunakan untuk peralatan elektronik.

Tegangan yang sesungguhnya dari pembangkit listrik PLN bukanlah langsung 220 volt melainkan nilai tegangannya sangat tinggi, besarannya dapat mencapai puluhan bahkan mencapai ratusan kilo volt.

Coba bayangkan jika tegangan sebesar itu langsung dihubungkan dengan peralatan elektronik yang kita miliki. Pasti akan terjadi kerusakan.

Disamping peralatan rumahan tersebut, ada juga peralatan elektronik yang membutuhkan suplai tegangan 12 volt sampai dengan 24 volt.

Proses penurunan tegangannya sama menggunakan trafo. Kebutuhan energi listrik sebesar itu mesti diturunkan lagi menggunakan transformator. Misalnya saja charger untuk handphone dan charger untuk laptop.

Lantas, jika ada step down, kapan kah transformator dikatakan sebagai penaik tegangan (step up) ?

Begini,

Pembangkit listrik milik PLN mampu menghasilkan energi listrik. Listrik yang dihasilkan tersebut kemudian di distribusikan hingga ke pelosok-pelosok rumah kita.

Dalam rangkaian proses pendistribusian listrik tersebut, akan mengalami kendala drop tegangan atau penurunan tegangan yang disebabkan oleh jangkauan kabel listrik yang sangat jauh antara lokasi pembangkit listrik dengan rumah kita.

Untuk itu, dibutuhkan transformator pada sisi jaringan distribusi agar tegangan dapat dinaikan (step up) hingga ratusan kilo volt sehingga pendistribusian listrik akan berjalan dengan baik. 

Bagaimana, apakah sampai sini sudah mulai ada gambaran mengenai trafo ?

Lanjut. 

Sejarah Transformator

Pada tahun 1831 ada seorang ilmuwan asal Inggris yang menemukan teori mengenai induksi elektromagnetik. Pada sebuah percobaannya itu beliau menemukan gerakan-gerakan listrik yang dihasilkan akibat dari interaksi antara medan magnet dengan rangkaian listrik, yang kemudian fenomena ini diabadikan sebagai induksi elektromagnetik. Dari sini lahirlah Hukum Induksi Faraday sebuah persamaan dari hukum dasar elektromagnetik. Kata "Faraday" pada Hukum Induksi Faraday diambil dari nama seorang penemunya yaitu Michael Faraday.

Tak lama berselang, pada tahun 1832 Joseph Henry menemukan suatu konsep, dimana akibat dari flux magnet yang cepat pada suatu kumparan atau gulungan (coil) akan menghasilkan suatu tegangan listrik yang besar.

Akhirnya, transformator pertama kali hadir pada tahun 1836 yang dibuat oleh Nicholas Callan. Trafo pertama ini merupakan hasil dari memodifikasi dan melakukan penyempurnaan atas konsep yang telah ditemukan oleh Joseph Henry sebelumnya (1832). 

Trafo yang dihasilkan oleh Nicholas Callan ini dibuat dari dua buah kumparan atau gulungan coil yang saling didekatkan satu sama lain. Seperti yang disimbolkan oleh lambang trafo dibawah ini.

Simbol Transformator

Konstruksi Utama Trafo

Pada prinsipnya sebuah trafo terdiri dari dua bagian penting yaitu inti trafo dan kumparan trafo.

inti trafo dan kumparan trafo
1. Inti trafo

Bahan yang digunakan pada inti trafo biasanya berupa besi. Inti trafo berfungsi sebagai media atau tempat mengalirnya flux atau medan magnet yang timbul akibat dari kumparan / lilitan trafo yang diberi arus listrik.

Dipasaran, kita dapat menemukan inti besi trafo yang terbuat dari lempengan-lempengan besi yang disusun sedemikian rupa agar menghasilkan kualitas trafo yang baik. Susunan lempengan besi tersebut biasanya disebut dengan kern

Susunan lempengan besi yang digunakan sebagai inti trafo memberikan keuntung tersendiri yaitu secara material, besi lebih kuat dan tahan ketika terjadi pemanasan (overheat) yang ditimbulkan oleh lilitan tembaga ketika dialiri arus listrik, sehingga inti besi akan tahan lama dan tidak mudah terbakar.

Bentuk-bentuk lempengan besi pada inti trafo diantaranya :

  • E - E Laminasi
  • E - I Laminasi
  • L - L Laminasi
  • U - I Laminasi

2. Lilitan Trafo 

Lilitan trafo atau lilitan coil atau kumparan trafo  pada dasarnya menggunakan bahan tembaga.

Trafo memiliki dua buah kumparan lilitan, secara konstruksi masing-masing lilitan primer dan lilitan sekunder keduanya terpisah.

Ukuran diameter kawat lilitan pada sebuah trafo akan sangat berpengaruh pada kapasitas / kemampuan trafo itu sendiri. 

Cara Kerja Trafo

Pada prinsipnya, trafo terdiri dari 2 buah konstruksi utama yaitu inti trafo dan lilitan trafo.

Lilitan trafo merupakan kumparan kawat yang terisolasi, dimana lilitan tersebut dililitkan pada sebuah inti besi (core). Kumparan kawat tersebut terdiri dari 2 buah lilitan yang masing-masing dililitkan pada inti besi pada sisi primer mau pun pada sisi sekunder.

Secara elektrik kumparan-kumparan ini terpisah satu sama lain dan tidak saling terhubung, namun secara magnetik keduanya akan saling berhubungan (mutual induction) melalui sebuah media besi yang memiliki reluktansi yang rendah. 

Lihat gambar berikut.

Tegangan primer, tegangan sekunder, inti besi, fluks magnetik, kumparan lilitan coil

Trafo bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Berdasarkan hukum induksi tersebut, ketika kumparan kawat pada sisi primer dialiri arus listrik AC (Bolak-ballik) maka fluks magnet akan terbentuk disekitar sisi primer yang dinamakan induksi sendiri (self induction). Pada kondisi ini pula akan terbentuk arus primer yang mengalir. Besar kecilnya fluks magnet tersebut dipengaruhi oleh besar kecilnya arus listrik yang dialirkannya. Pengaruh fluktuasi medan magnet akibat induksi pada sisi kumparan primer akan membuat sisi kumparan sekunder ikut terinduksi (mutual induction).

Saat kumparan sisi sekunder terinduksi maka terjadi fluks magnet disekitarnya dan kemudian terjadilah GGL atau Gaya Gerak Listrik. Pada saat itulah terdapat arus sekunder jika di hubungkan dengan sebuah beban.

Trafo Step up dan Step Down

Kapankah sebuah trafo dapat dikatakan trafo step up ataupun trafo step down?

Trafo dapat dikatakan sebagai step up maupun step down dapat terlihat dari rasio atau perbandingan jumlah lilitan pada suatu kumparan antara sisi primer dan sisi sekunder. Disamping itu, rasio jumlah lilitan mampu mentukan besaran nilai tegangan pada kedua sisi kumparan tersebut.

Kita ambil iIustrasinya sebagai berikut,  jika pada kumparan sisi primer terdapat 1 buah lilitan dan pada sisi sekunder terdapat 100 buah lilitan, maka pada kondisi ini memiliki arti bahwa tegangan pada sisi output (kumparan sekunder) akan menghasilkan tegangan sebesar 100 kali lipat dari tegangan input (kumparan primer), dalam hal ini dapat dikatakan bahwa transformator berjenis step up.

Sebaliknya jika pada kumparan pada sisi kumparan primer terdapat 100 lilitan dan 1 lilitan pada sisi kumparan sekunder, maka pada kondisi ini memiliki arti bahwa tegangan pada sisi output (kumparan sekunder) akan menghasilkan tegangan sebesar 1/100 kali lipat dari tegangan input (kumparan primer), dalam hal ini dapat dikatakan bahwa transformator berjenis step down.

Akhir Kata

Demikian yang dapat saya sampaikan, kurang dan lebihnya mohon maaf apabila terdapat banyak kesalahan.


KANGNURDIN
Pernah bersekolah di Jurusan Teknik Elektro. Pernah menjadi seorang Teknisi Perencanaan dan Penjadwalan Laboratorium Kalibrasi di salah satu Perusahaan BUMN. Saat ini, sedang menyukai belajar apapun dan menuliskannya di kakangnurdin.com. Mudah-mudahan ilmu yang sedikit ini dapat bermanfaat untuk saya pribadi dan orang-orang. Dah, Gitu aja !

Related Posts

Posting Komentar