Teori, dan Cara Kerja Transformator (Trafo)

Transformator

Transformator (Trafo) adalah komponen listrik yang berfungsi menurunkan tegangan AC (step-down) atau menaikan tegangan AC (step-up). Trafo dibangun dari dua buah lilitan yang terisolasi dan saling menginduksi, satu lilitan disebut lilitan primer yang akan menginduksi lilitan yang lainnya (sekunder). jumlah lilitan dan diameter kawat email dari setiap lilitan akan mempengaruhi tegangan dan arus yang dihasilkan pada bagian lilitan sekunder.

Trafo terdiri dari lilitan primer dan sekunder yang dililitkan bersama dan terisolasi pada lempengan-lempengan besi tipis yang disusun rapat sebagai core lilitan (inti besi). inti besi ini dibuat lempengan untuk mengurangi kerugian pada inti tersebut. Pada trafo step-down jumlah lilitan primer lebih banyak dibanding lilitan sekunder, sedangkan pada trafo step-up jumlah lilitan primer lebih sedikit dari lilitan sekunder.

Cara Kerja Transformator

Ketika lilitan primer diberikan tegangan ac, maka arus yang mengalir akan menimbulkan fluks magnetik pada lilitan primer yang akan menginduksi lilitan sekunder, akibatnya pada lilitan sekunder akan terjadi gaya gerak listrik (ggl) yang dikonversi menjadi tegangan output trafo.

Besar tegangan output trafo ditentukan oleh jumlah lilitan primer dibanding lilitan sekunder. Untuk menghitung tegangan output pada lilitan sekunder berlaku rumus:

Dimana : Vp = Tegangan Primer, Vs = Tegangan Sekunder, Np = Jumlah Lilitan Primer, Ns = Jumlah Lilitan Sekeunder

Faktor kerugian Trafo

Trafo disebut ideal ketika daya primer sama dengan daya sekunder, tetapi pada kenyataannya terjadi perbedaan daya sekunder yang lebih kecil dari daya primer, hal ini terjadi akibat kerugian yang dihasilkan dari histeristis core inti besi dan tahanan (resistansi) kawat email (tembaga).

Yang dimaksud kerugian inti besi dimana sebagian molekul fluks magnet yang dihasilkan oleh lilitan primer tertahan oleh core inti besi, akibatnya energi yang dihasilkan tidak sepenuhnya diinduksi pada lilitan sekunder.  Sedangkan kerugian kawat email dikarenakan adanya tahanan pada kawat email, sehingga arus yang tertahan pada kawat email tersebut akan dibuang melalui energi panas pada trafo. Untuk mengetahui kerugian arus pada lilitan kawat email ini berlaku rumus I2R

Dari penjelasan diatas tidak mungkin membuat trafo yang ideal 100%, tetapi Trafo dikatakan baik jika memiliki faktor kerugian maksimal 6% atau dengan kata lain memiliki efisiensi 94%. Untuk mengetahui berapa besar efisiensi dari sebuah trafo berlaku rumus:

Dimana : Ps = Daya sekunder, Pp = Daya primer, Is = Arus sekunder, Ip = Arus primer.