Tujuan utama menggunakan inti pada transformator adalah untuk mengurangi reluktansi tahanan magnetis dari rangkaian magnetis common
magnetic circuit.
II.3.1 Keadaan Transformator Tanpa Beban
Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan
1
V yang sinusoidal, akan mengalir arus primer I arus eksitasi yang juga
sinusoidal, dan dengan menganggap belitan
1
N reaktif murni, I akan tertinggal
90
o
dari
1
V . Arus primer
I menimbulkan fluks φ yang sefasa dan juga berbentuk sinusoidal.
Fluks bolak-balik ini akan memotong kumparan primer dan kumparan sekunder, dan harganya naik turun dalam arah bolak-balik, sehingga menginduksikan ggl
pada kedua lilitan tersebut. Ggl yang diinduksikan dalam kumparan primer akan melawan tegangan
1
V yang dikenakan.
φ
V
1
I
1
N
1
E
1
E
2
N
2
V
2
Gambar 2.5. Transformator dalam keadaan tanpa beban
Universitas Sumatera Utara
Fluks yang sinusoidal ini akan menghasilkan tegangan induksi е
1
Hukum Faraday.
dt d
N e
φ
. 1
1
− =
dt t
d N
e
ω φ
sin
max 1
1
− =
t N
e
ω φ
ω
cos
max 1
1
− =
tertinggal 90
o
dari φ
90 sin
max 1
1 ο
φ ω
− =
wt N
e …………………………..2.3
Dimana :
1
e = gaya gerak listrik volt
1
N = jumlah belitan di sisi primer turn ω = kecepatan sudut putar radsec
φ
= fluks magnetik weber Harga efektifnya rms :
2
max 1
1
φ ω
N E
=
2 2
max 1
1
φ π f
N E
=
2 14
, 3
2
max 1
1
φ f
N E
× =
2 28
, 6
max 1
1
φ f
N E
=
max 1
1
44 ,
4
φ
f N
E =
volt ……………………………….2.4
Universitas Sumatera Utara
Pada rangkaian sekunder, fluks φ bersama tadi juga menimbulkan :
dt d
N e
φ
2 2
− =
t N
e ω
φ ω
cos
max 2
2
− =
Harga efektifnya rms :
max 2
2
44 ,
4 φ
f N
E =
volt ………………………………..2.5 Karena kedua kumparan dipotong oleh fluks yang sama, maka ggl yang
diinduksikan dalam setiap lilit dari kumparan adalah sama. Maka tegangan setiap lilit dalam kedua kumparan berturut-turut adalah
1 1
N E
dan
2 2
N E
, sehingga :
2 1
2 1
N N
E E
= ………………………………………………..2.6
Dengan mengabaikan rugi tahanan dan adanya fluks bocor, maka :
a N
N V
V E
E =
= =
2 1
2 1
2 1
…………………………………...2.7
Dimana :
1
E = ggl induksi di sisi primer volt
2
E = ggl induksi di sisi sekunder volt
1
V = tegangan terminal sisi primer volt
2
V = tegangan terminal sisi sekunder volt
1
N = jumlah belitan sisi primer turn
2
N = jumlah belitan sisi sekunder turn
a
= faktor transformasi
Universitas Sumatera Utara
Dalam kenyataannya, arus primer I bukanlah merupakan arus induktif murni,
sehingga terdiri dari dua komponen Gambar 2.6 : 1.
Komponen arus pemagnetan
M
I , yang menghasilkan fluks φ. Karena
sifat inti besi yang non-linier, maka arus pemagnetan
M
I dan juga fluks φ dalam kenyataannya tidak berbentuk sinusoidal.
2. Komponen arus rugi tembaga
C
I , menyatakan adanya daya yang hilang akibat adanya rugi hysteresis dan eddy current.
C
I sefasa dengan
1
V , dengan demikian hasil perkaliannya
1
V I
C
× merupakan daya yang hilang.
E
1
I
M
φ
I
o
I
o
I
M
I
C
R
C
X
M
V
1
I
C
V
1
Gambar 2.6. Arus peneralan dalam rangkaian vektoris dan skematis
Universitas Sumatera Utara
II.3.2 Keadaan Transformator Berbeban
