99
BAB 4 TRANSFORMATOR
4.1 Mesin Listrik
Mesin listrik dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu mesin listrik statis dan mesin listrik dinamis. Mesin listrik statis adalah transformator, alat untuk mentransfer
energi listrik dari sisi primer ke sekunder dengan perubahan tegangan pada frekuensi yang sama. Mesin listrik dinamis terdiri atas motor listrik dan generator.
Motor listrik merupakan alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik putaran. Generator merupakan alat untuk mengubah energi mekanik menjadi energi
listrik. Anatomi keseluruhan mesin listrik tampak pada Gambar 4.1 berikut.
4.2 Transformator
Berikut adalah ilustrasi pentingnya pemakaian transformator dalam sistem distribusi tenaga listrik. Daya listrik sebesar 5.500 kW disalurkan sejauh 100
km dengan tegangan 220 V, faktor kerja cos ϕ
=1. Besarnya arus yang mengalir sebesar I =
cos P
U
ϕ =
5.500.000 W 220 V 1
= 25.000 A.
Gambar 4.1 Peta jenis-jenis mesin listrik
100
Gambar 4.3 Nameplate Trafo Satu Pasa
Jika drop tegangan yang diijinkan sepanjang penghantar 10, maka penampang penghantar yang digunakan q =
2 cos
L I x Uv
ϕ =
2.100.000 m25.000 A1 5622 V
= 4.05 m
2
Bisa dibayangkan penampang penghantar 4.05m
2
sepanjang 100 km akan sangat merepotkan, harganya akan sangat mahal, tiang penyangga kabel akan
sangat besar. Untuk itu jika tegangan listrik dinaikkan menjadi 220 kV, maka besarnya arus hanya 25 A saja dan penampang kabel penghantar cukup 4,05
mm
2
. Ilustrasi di atas pentingnya peranan transformator untuk menyalurkan tenaga listrik dalam sistem distribusi, dengan sistem tegangan tinggi, arus listrik
yang dialirkan cukup kecil dan penampang penghantarnya kecil serta ekonomis.
4.3 Prinsip Kerja Transformator
Transformator Gambar 4.2 memiliki konstruksi sebuah inti dari tumpukan pelat tipis bahan ferro magnetis yang satu sisi dipasang belitan primer N
1
, dan satu sisi lainnya dipasangkan belitan sekunder N
2
. Belitan primer N
1
dihubungkan ke sumber listrik AC dengan tegangan primer U
1
dan arus primer I
1
. Pada inti trafo timbul garis gaya magnet yang diinduksikan ke belitan sekunder N
2
. Pada belitan sekunder N
2
timbul tegangan sekunder U
2
dan arus sekunder I
2
. Pada trafo ideal berlaku daya primer sama dengan daya sekunder. Energi listrik sekunder
disalurkan ke beban listrik. Besarnya tegangan induksi berlaku persamaan sebagai berikut:
U = 4,44 B. A
fe
. f. N
U = Tegangan induksi
B = Fluks magnet
A
fe
= Luas inti f
= Frekuensi N
= Jumlah belitan
Spesifikasi teknik sebuah transformator dicantumkan dalam nameplate, seperti Gambar 4.3 berikut ini:
Daya trafo 20 KVA
Tegangan primer 6.000 V
Arus primer 3,44 A
Frekuensi 50 Hz
Tegangan sekunder 230 V Arus sekunder
87 A Impedansi trafo
5
Gambar 4.2 Prinsip kerja transformator satu phasa
101
Berbagai bentuk inti transformator salah satunya disebut tipe Core, seperti Gambar 4.4. Satu kaki dipasang belitan primer dan kaki lainnya dipasang belitan
sekunder. Transformator ideal tidak memiliki rugi-rugi sehingga daya primer sama dengan daya sekunder.
Transformator: a
memindahkan daya listrik dari satu sisi ke sisi lainnya b
tidak ada perubahan frekuensi c
bekerja berdasarkan induksi elektromagnetis d
dua rangkaian terjadi mutual induksi saling mempengaruhi
4.4 Transformator Ideal
Kategori