DASAR TENAGA LISTRIK | 23
TRAFO
Induksi Timbal Balik
Trafo adalah alat elektromagnetik yang memindahkan tenaga listrik dari satu sirkuit ke
sirkuit lainnya dengan induksi timbal balik. Trafo satu fasa mempunyai sebuah kumparan primer dan suatu kumparan sekunder. Generator AC menyediakan daya listrik kepada kumparan primer, lalu medan magnet yang diproduksi oleh kumparan primer
mempengaruhi voltase kumparan sekunder, yang menyediakan tenaga ke beban. Trafo digunakan secara luas dalam sistem distribusi tenaga listrik untuk menaikkan voltase atau menurunkannya.
Koefisien Timbal Balik
Induksi bolak-balik antara dua lilitan kawat tergantung dari hubungan flux keduanya.
Timbal balik ini akan mencapai maksimum apabila seluruh garis flux dari lilitan primer memotong seluruh lilitan kedua. Besarnya timbal-balik yang terjadi disebut dengan
koefisien timbal balik. Untuk memaksimalkan koefisien timbal balik, kedua lilitan seringkali dipasang pada sebuah inti besi yang dipakai sebagai pengarah untuk garis flux. Berikut ini tentang trafo step-up dan step-down yang dipasang pada inti besi.
DASAR TENAGA LISTRIK | 24
Voltase, Arus dan Banyaknya Lilitan di Kumparan
Ada hubungan langsung antara voltase, impedansi, arus dan banyaknya lilitan pada
kumparan trafo. Hubungan ini dapat dipakai untuk mendapatkan voltase primer maupun sekunder, arus, dan banyaknya lilitan di setiap kumparan. Jumlah lilitan pada kumparan menentukan sebuah trafo merupakan jenis step-up atau step-down.
Jika lilitan kumparan primer < lilitan kumparan sekunder, maka disebut dengan step-up trafo.
Jika lilitan kumparan primer > lilitan kumparan sekunder, maka disebut dengan step-down trafo.
Pada saat jumlah lilitan pada kumparan primer maupun sekunder adalah sama maka input voltase, arus, dan impedansi adalah sama dengan outputnya.
Step-Up Trafo
Kumparan primer < kumparan sekunder. Jumlah lilitan pada kumparan primer maupun sekunder membentuk suatu nilai perbandingan. Di dalam contoh sirkuit di bawah ini
voltase mengalami kenaikan dari 120 Volt AC ke 240 Volt AC. Karena impedansi juga mengalami kenaikan, arus mengalami penurunan dari 10 Ampere ke 5 Ampere.
DASAR TENAGA LISTRIK | 25
Step-Down Trafo
Step-down Trafo digunakan apabila diperlukan untuk menurunkan voltase. Rangkaian
berikut ini menjelaskan tentang step-down trafo, dimana jumlah lilitan pada kumparan primer lebih banyak dari jumlah lilitan pada kumparan sekunder dengan perbandingan 2:1. voltase dan impedansi menurun, sedangkan arus mengalami kenaikan.
Trafo Satu Fasa
Berikut ini penjelasan trafo satu fasa dengan tegangan 120 atau 240 VAC. Dari sumber 240 VAC dijadikan dua buah sumber tenaga 120 VAC.
DASAR TENAGA LISTRIK | 26
Rumus untuk Voltase, Kuat Arus, dan Lilitan pada Trafo Untuk mencari Voltase (V):
VS = Untuk mencari Kuat Arus (I): IS =
Untuk mencari jumlah lilitan (N):
VPxIP VSxIS dan IP = VS VP
NS
dengan:
VPxIP VSxIS dan VP = IS IP
NPXVS NSXVP dan NP VP VS
VS = Voltase sekunder VP = Voltase primer IS = Arus sekunder IP = Arus primer
NS = Lilitan di Kumparan sekunder NP = Lilitan di Kumparan Primer
Dengan menggunakan nilai untuk step-down Trafo di contoh sebelumnya, voltase kumparan sekunder akan bisa dicari.
VS = (VP x IP) / IS
VS = (240 Volt x 5 Ampere) / 10 Ampere VS = 1200 / 10 VS = 120 Volt
DASAR TENAGA LISTRIK | 27
Ukuran Trafo
Trafo diukur dalam kVA (kiloVolt-amps). Ukuran ini dipakai daripada Watt karena beban tidak murni resistif. Hanya beban resistif diukur dalam Watt. Ukuran kVA menentukan arus pada Trafo yang disalurkan ke beban tanpa menghasilkan panas. Dalam Volt dan Ampere, kVA dapat dihitung. Misalnya ada nilai kVA dan Volt, maka Ampere dapat dihitung.
kVA = (Volt x Ampere) / 1000
Ampere=(kVA x 1000) / Volt dengan menggunakan gambar step-down Trafo, ukuran kVA dapat dihitung. Ukuran kVA pada Trafo berlaku sama pada lilitan primer maupun sekunder. Primer kVA=(240 x 5) / 1000 = 1.2 kVA
Sekunder kVA=(120 x 10) / 1000 = 1.2 kVA Kehilangan Energi pada Trafo
Kebanyakan energi listrik yang disediakan pada kumparan primer trafo dipindahkan ke
kumparan sekunder. Dalam keadaan ini terjadi kehilangan energi yang disebabkan timbulnya panas pada kawat atau pada inti. Kehilangan energi pada inti dapat dikurangi dengan membuat inti menjadi lempengan-lempengan yang disatukan (laminasi).
