95
TEKNIK DASAR LISTRIK TELEKOMUNIKASI
11.3. Tranformator Ideal
Transformator ideal adalah trafo yang rugi-ruginya nol, artinya daya pada belitan primer sama dengan daya dibelitan sekunder. Dalam kondisi trafo
tanpa beban, hubungan antara tegangan primer dan sekunder dengan jumlah belitan primer dan sekunder berlaku persamaan :
Perbandingan tegangan disebut perbandingan transformasi dituliskan dengan simbol U,
Perbandingan transformasi U juga berlaku pada perbandingan belitan primer dan sekunder
Hubungan antara tegangan dan jumlah belitan, secara teoritis mengikuti hukum induksi yang besarnya jumlah belitan N dan
ΔФΔt. Besarnya tegangan induksi :
Mengingat pada trafo memiliki dua belitan, yaitu belitan primer N1 dan belitan sekunder N2, maka tegangan primer dan sekunder dapat diketahui :
Mengingat ΔФΔt , sisi kiri sama dengan sisi kanan maka persamaan
umum hubungan antara tegangan dan jumlah belitan pada trafo ideal adalah :
Perbandingan transformasi antara arus dengan jumlah belitan transformator dapat diuraikan dengan persamaan :
Dengan demikian perbandingan transformasi untuk arus berlaku
96
TEKNIK DASAR LISTRIK TELEKOMUNIKASI
1 2
I I
U
Perbandingan transformasi untuk impedansi Z, tahanan belitan tembaga R dan induktansi belitan X dapat diturunkan dari tegangan dan arus, dan berlaku
persamaan :
2 1
2
Z Z
U
Æ
2 1
2
R R
U
Æ
2 1
2
Z Z
U
Dengan menggunakan perbandingan transformasi diatas, berlaku juga hubungan antara impedansi Z dengan jumlah belitan N sebagai berikut
Kondisi Trafo Ideal jika ditinjau dari arus primer dan sekunder berlaku :
Belitan kawat primer maupun belitan sekunder mengandung komponen resistansi R dan komponen induktansi XL yang keduanya membentuk
impedansi Z. Persamaan impedansi untuk Trafo Ideal berlaku :
Tegangan primer gambar-4.5a berbentuk sinusoida U dengan frekuensi 50 Hz 20 milidetik, siklus positif dengan sudut 0 sampai 180
dan siklus negatif dari 180
sampai 360 Arus magnetisasi Im gambar-4.5b terlambat 90
dari tegangan primer, menghasilkan fluk magnet Ф pada inti trafo yang juga
berbentuk sinusoida. yang bentuknya sama dengan arus magnetisasi. Induksi magnet yang terjadi pada inti trafo akan diinduksikan ke belitan
sekunder. Tegangan sekunder yang dihasilkan gambar 11.4 c berbeda sudut phasa tegangan primer dengan sekunder sebesar 180
97
TEKNIK DASAR LISTRIK TELEKOMUNIKASI
Gambar 11.4 : Bentuk Tegangan Input, Arus Magnetisasi dan Tegangan Output Trafo
Pada belitan primer ketika dihubungkan dengan sumber tegangan U, timbul arus tanpa beban Io. Arus primer Io terbentuk dari komponen arus
magnetisasi Im yang menghasilkan fluk magnet Ф, dan komponen arus rugi
inti Iv. gambar-4.6. Im = Io. sin
D Iv = Io. cos
D
Gambar 11.5 : Vektor Arus Magnetisasi Garis gaya magnet pada inti trafo tampak pada gambar 11.6. Belitan primer N1
yang dihubungkan dengan tegangan AC dialiri arus primer I1. Arus primer menghasilkan fluk magnet yang mengalir sepanjang inti besi yang melingkupi
juga belitan sekunder N2. Ketika belitan sekunder dipasang kan beban, timbul arus sekunder I2 yang menghasilkan fluk magnet yang berlawanan arah
dengan fluk magnet arus primer.
98
TEKNIK DASAR LISTRIK TELEKOMUNIKASI
Gambar 11.6 : Belitan primer dan sekunder Trafo Satu Phasa
11.4. Inti Transformator