ABSTRAK Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak dapat secara langsung menggunakan listrik dari PLN hal ini dikarenakan keluaran listrik dari PLN sangat besar sehingga kita membutuhkan alat yang mampu menurunkan daya listrik tersebut. Alat yang mampu menurunkan atau pun menaikkan tegangan seringkali disebut transformator. Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat menaikkan atau menurunkan tegangan listrik AC dari satu atau lebih rangkaian ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip listrik induksi elektromagnet.. Pada percobaan kali ini dilakukan pada papan rangkaian, dimana kita akan membentuk suatu rangkaian dari gambar rangkaian yang disediakan. Rangkaian tersebut dihubungkan dengan kabel dan regulator yang nantinya akan diketahui pemasukan terhadap rangkaian yang ada dan keluaran yang dihasilkan. Tujuan praktikum ini untuk percobaan pertama yaitu menentukan tegangan primer sebagai fungsi arus magnetisasi pada sebuah transformator beban nol dan beban turun, Menentukan tegangan sekunder pada suatu tegangan tertentu, Menentukan perbandingan transformasi sebuah transformator. Sedangkan Percobaan kedua yaitu tentang Ototransformator berbeban dengan tujuan untuk memeriksa trafo dengan kumparan terpisah yang digunakan sebagai trafo hemat dengan menyusun kumparan primer dan sekunder, menghitung daya trafo hemat dan membebani trafo hemat dengan beban nominal. Peralatan yang digunakan yaitu trafo, kabel, multi tester, 2 buah regulator dan tang meter. Pada percobaan transformator berbeban, variable control adalah tegangan kumparan primer dan arus kumparan sekunder, varibel respon adalah tegangan kumparan sekunder dan arus kumparan primer, dan variable manipulasi adalah pengaturan pada generator. Percobaan yang dilakukan adalah melakukan pengukuran saat beban nol dan saat berbeban. Adapun aplikasi trafo, pada peralatan listrik terutama yang memerlukan perubahan atau penyesuaian besarnya tegangan bolak-balik, pada marine seperti di navigasi kapal, non-marine seperti pada TV, komputer, mesin fotokopi, dll. Kata kunci : Transformator, tegangan, listrik AC
1
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak dapat secara langsung menggunakan listrik dari PLN hal ini dikarenakan keluaran listrik dari PLN sangat besar sehingga kita membutuhkan alat yang mampu menurunkan daya listrik tersebut. Alat yang mampu menurunkan atau pun menaikkan tegangan seringkali disebut transformator. Transformator atau sering juga disebut trafo adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk mengubah (menaikkan/menurunkan) tegangangan listrik bolak-balik (AC). Bentuk dasar transformator adalah sepasang ujung pada bagian primer dan sepasang ujung pada bagian sekunder. Bagian primer dan sekunder adalah merupakan lilitan kawat yang tidak berhubungan secara elektris. Kedua lilitan kawat ini dililitkan pada sebuah inti yang dinamakan inti trafo. 1.2
Rumusan Masalah
Berikut ini adalah rumusan masalah yang akan dipaparkan dalam pembahasan : 1. Apakah fungsi dari penggunaan Transformator? 2. Bagaimanakah prinsip kerja dari Transformator? 3. Bagaimanakah pengaruh beban nol, beban naik dan beban turun terhadap arus primer, arus sekunder, tegangan primer dan tegangan sekunder? 4. Mengapa transformator menggunakan lempengan bukan inti besi? 5. Mengapa transformator menggunakan arus AC bukan DC? 6. Mengapa trafo jika dipegang tidak menimbulkan sengatan listrik? 1.3
Tujuan
Adapun tujuan yang ingin didapatkan oleh praktikan untuk penulisan dan penganalisaan dalam laporan ini adalah: 1.3.1 Percobaan pengukuran transformator beban nol 1. Menentukan tegangan primer sebagai fungsi arus magnetisasi pada sebuah transformator beban nol 2. Menentukan tegangan sekunder pada suatu tegangan tertentu 2
3. Menentukan perbandingan transformasi sebuah transformator 1.3.2 Percobaan pengukuran transformator penghemat 1. Memeriksa trafo dengan kumparan terpisah yang digunakan sebagai trafo hemat dengan menyusun kumparan primer dan sekunder 2. Menghitung daya trafo hemat 3. Membebani trafo hemat dengan beban nominal
BAB II DASAR TEORI 2.1
Pengertian Transformator
Transformator atau sering juga disebut trafo adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk mengubah (menaikkan/menurunkan) tegangangan listrik bolak-balik (AC). Bentuk dasar transformator adalah sepasang ujung pada bagian primer dan sepasang ujung pada bagian sekunder. Bagian primer dan skunder adalah merupakan lilitan kawat yang tidak berhubungan secara elektris. Kedua lilitan kawat ini dililitkan pada sebuah inti yang dinamakan inti trafo. ( Zuhal, Dasar Tenaga Listrik, ITB Bandung, 1991)
Gambar 2.1. Bagian – Bagian Transformator
(Ebook generator dan transformator. Depdiknas 2004. Hal 18)
2.2 Komponen Transformator (trafo) Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai input, kumparan kedua (skunder) yang bertindak sebagai output, dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan. Bagian-Bagian Transformator :
3
Contoh Transformator
Lambang Transformator
Sumber : http://ilmuelektronic.blogspot.com/2012/10/pengertiantransformator-dan-jenisnya.html 2.3 Prinsip Kerja Transformator Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah sebagai berikut. Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolakbalik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance).
Sumber : http://ilmuelektronic.blogspot.com/2012/10/pengertiantransformator-dan-jenisnya.html Pada skema transformator di atas, ketika arus listrik dari sumber tegangan yang mengalir pada kumparan primer berbalik arah (berubah polaritasnya) medan magnet yang dihasilkan akan berubah arah sehingga arus listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan berubah polaritasnya.
4
Sumber : http://ilmuelektronic.blogspot.com/2012/10/pengertiantransformator-dan-jenisnya.html
Hukum Faraday Hukum Lenz
Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer, tegangan sekunder, dan jumlah lilitan sekunder, dapat dinyatakan dalam persamaan:
Dimana, Vp = tegangan primer (volt) Vs = tegangan sekunder (volt) Np = jumlah lilitan primer Ns = jumlah lilitan sekunder Pada transformator (trafo) besarnya tegangan dikeluarkan oleh kumparan sekunder adalah: 1. Sebanding dengan banyaknya lilitan sekunder (Vs ~ Ns). 2. Sebanding dengan besarnya tegangan primer ( VS ~ VP). 3. Berbanding terbalik dengan banyaknya lilitan primer,
yang
Sehingga dapat dituliskan : 2.4 Jenis Rugi-rugi Transformator Rugi-rugi atau Losses pada Trafo antara Lain : 1. Kerugian tembaga. Kerugian dalam lilitan tembaga yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan arus listrik yang mengalirinya. 2. Kerugian kopling. Kerugian yang terjadi karena kopling primersekunder tidak sempurna, sehingga tidak semua fluks magnet yang diinduksikan primer memotong lilitan sekunder. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan secara berlapis-lapis antara primer dan sekunder. 3. Kerugian kapasitas liar. Kerugian yang disebabkan oleh kapasitas liar yang terdapat pada lilitan-lilitan transformator. Kerugian ini sangat memengaruhi efisiensi transformator untuk frekuensi tinggi. Kerugian 5
ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan primer dan sekunder secara semi-acak (bank winding) 4. Kerugian histeresis. Kerugian yang terjadi ketika arus primer AC berbalik arah. Disebabkan karena inti transformator tidak dapat mengubah arah fluks magnetnya dengan seketika. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggunakan material inti reluktansi rendah. 5. Kerugian efek kulit. Sebagaimana konduktor lain yang dialiri arus bolak-balik, arus cenderung untuk mengalir pada permukaan konduktor. Hal ini memperbesar kerugian kapasitas dan juga menambah resistansi relatif lilitan. Kerugian ini dapat dikurang dengan menggunakan kawat Litz, yaitu kawat yang terdiri dari beberapa kawat kecil yang saling terisolasi. Untuk frekuensi radio digunakan kawat geronggong atau lembaran tipis tembaga sebagai ganti kawat biasa. 6. Kerugian arus eddy (arus olak). Kerugian yang disebabkan oleh GGL masukan yang menimbulkan arus dalam inti magnet yang melawan perubahan fluks magnet yang membangkitkan GGL. Karena adanya fluks magnet yang berubah-ubah, terjadi olakan fluks magnet pada material inti. Kerugian ini berkurang kalau digunakan inti berlapislapisan. 2.5 Jenis- jenis Transformator
a. Step –up Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.
http://susahcarisepatu.blogspot.com/2012/05/berbagi-ilmu-plntransformator-2.html b. Step down Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC. 6
http://www.electricityforum.com/electrical-transformers/step-downtransformers.html c. Auto transformator Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer juga merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator biasa. Keuntungan dari autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian yang lebih rendah daripada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis ini tidak dapat memberikan isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder. Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik tegangan lebih dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali).
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Autotransformator.png d. Transformator Center Tap (CT) Terdapat 2 jenis transformator yang dapat digunakan untuk menurunkan tegangan AC dan salah satunya adalah trafo CT. Yang membedakan trafo CT ini dengan trafo biasa adalah adanya titik center tap yang bersifat sebagai ground. Titik center tap adalah titik tengah lilitan 7
sekunder pada trafo CT yang dihubungkan keluar lilitan dan bersifat sebagai sebagai ground. Jadi, semisal terdapat 10 lilitan kawat pada bagian sekundernya maka diantara lilitan ke-5 dan ke-6 dihubungkan pada sebuah kawat yang terhubung keluar lilitan. Aplikasi autotransformator adalah pada speaker audio.
2.6 Aplikasi Transformator Transformator (trafo) digunakan pada peralatan listrik terutama yang memerlukan perubahan atau penyesuaian besarnya tegangan bolak-balik. Misal radio memerlukan tegangan 12 volt padahal listrik dari PLN 220 volt, maka diperlukan transformator untuk mengubah tegangan listrik bolak-balik 220 volt menjadi tegangan listrik bolak-balik 12 volt. Aplikasi di dunia marine 1. Trafo step down untuk generator Penggunaan trafo pada bidang marine digunakan pada penurun tegangan hasil dari generator. 2. Trafo pada Mesin las Biasanya trafo yang terpasang di mesin las sekalian dengan rectifier untuk mengubah arus AC menjadi DC 3.
Alat navigasi kapal
8
Gambar.2.5 Alat-alat Navigasi di Anjungan Kapal
4.
Lampu-lampu penerangan di kapal
Gambar.2.6 Salah satu contoh penerangan di kapal, pada Engine Control Room
5. untuk memasok papan hubung bantu (Sub-switchboard) tegangan rendah untuk kamar mesin dan ruang akomodasi Aplikasi dalam kehidupan sehari –hari Transformator (trafo) digunakan pada peralatan listrik terutama yang memerlukan perubahan atau penyesuaian besarnya tegangan bolak-balik. Contoh alat listrik yang memerlukan transformator adalah: TV, komputer, mesin foto kopi, gardu listrik dan sebagainya.
9
BAB III DATA PRAKTIKUM 3.1
Peralatan dan Fungsi
N o
Nama
Gambar
Fungsi
1
1 Trafo
Tempat dimana terdapat sisi primer dan sekunder Gambar3.1
2
2 multitester
Mengukur tegangan
Gambar3.2
3 3 Tang meter
Mengukurarus
yang
melewatikabel
Gambar3.3
4
4 Regulator sumber tegangan
Mengaturbesarnyategan gansesuaidengankebutuh an
Gambar3.4
10
5
Regulator 5 beban Mengatur beban dan berfungsi sebagai beban
Gambar3.5
6 6 Kabel
untuk menghubungkan rangkaian (saklar wyedelta dan motor)
Gambar3.6
3.2
Langkah Percobaan
3.2.1 Percobaan transformator beban nol 1. Membuat rangkaian sesuai gambar (Gambar. 3.7) 2. Sisi primer trafo phasa dihubungkan jala jala melalui suatu variac 3. Pemasukan tegangan pada sisi primer itu dilakukan secara bertahap dengan cara mengatur variac, mula mula mengarah naik (80 - 160 volt) kemudian mengarah turun (160 - 80 volt ; V = 20 volt). 4. Mencatat arus masuk dan tegangan keluran (output) dari tiap-tiap tegangan input. 3.2.2 Percobaan autotransformator 1 Membuat rangkaian sesuai gambar (Gambar. 3.8) 2 Travo diberi tegangan jala-jala melalui variac hingga tegangan mencapai 110 volt. 3 Atur Rb hingga I2 dinaikkan dari 0.07 sampai 0.15 (I2 = 0.02) 4 Ukur arus dan tegangan primer (I1 dan V1) serta arus dan tengangan sekunder (I2 dan V2). 5 Lakukan langkah 1-4 dengan rangkaian seperti gambar 3.9 11
3.3
Gambar Rangkaian Percobaan 1
Gambar 3.7. Percobaan transformator satu fase tanpa beban
Percobaan 2
Gambar 3.8 Rangkaian Autotrafo Beban
Percobaan 3
Gambar 3.9 Rangkaian Autotrafo Beban
12
3.4
Tabel Hasil Pengamatan 1. Transformator satu fase tanpa beban a. Tegangan naik No. 1 2 3 4 5
V1 80 100 120 140 160
V2 23,2 28,5 34,3 40,5 46,2
I1 0,07 0,09 0,11 0,16 0,23
V2 46,5 40,4 34,4 28,4 23,2
I1 0,24 0,17 0,12 0,09 0,07
b. Tegangan turun No. 1 2 3 4 5
V1 160 140 120 100 80
2. transformator berbeban Rangkaian 1 a. Tegangan naik V1 V2 100 130,5 100 130,5 100 130,6 100 130,9 100 130,7 b. Tegangan Turun V1 100 100 100 100 100
V2 130,2 130,6 130,7 131,2 131,2
I1 0,24 0,28 0,3 0,35 0,38
I2 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14
I1 0,29 0,29 0,26 0,24 0,2
I2 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06
13
Rangkaian 2 a. Tegangan naik No.
V1
V2
I1
I2
1 2 3 4 5
100 100 100 100 100
71.5 70.7 70.88 71.2 71.2
0.14 0.15 0.17 0.19 0.2
0.04
0.06 0.08 0.10 0.12
b. Tegangan Turun No.
V1
V2
I1
I2
1 2 3 4 5
100 100 100 100 100
71.4 71.3 71.1 71.5 71.4
0.2 0.19 0.17 0.16 0.14
0.12 0.10 0.08 0.06 0.04
14
BAB IV DATA PRAKTIKUM IV.1 PERHITUNGAN Berdasarkan data yang telah dicatat, dilakukan perhitungan dan didapatkan hasil – hasil seperti berikut : 1. Tranformator 1. Arus Sekunder (𝑖2 ) Rumus : 𝑖2 =
𝑉1 × 𝑖1 𝑉2
2. Rasio Transformasi (𝛼) Rumus : 𝛼=
𝑉1 𝑉2
3. Daya Input Transformator (𝑃1 ) Rumus : 𝑃1 = 𝑉1 𝑥 𝐼1 𝑥 𝐶𝑜𝑠 𝜙 4. Daya Output Transformator (𝑃2 ) Rumus : 𝑃2 = 𝑉2 𝑥 𝐼2 𝑥 𝐶𝑜𝑠 𝜙 5. Effisiensi (𝜂) Rumus : 𝜂=
𝑃2 𝑥 100% 𝑃1
6. Hambatan Primer (𝑅1 ) Rumus : 𝑅1 =
𝑉1 𝐼1
7. Hambatan Sekunder (𝑅2 ) Rumus : 𝑅2 =
𝑉2 𝐼2
8. Rugi Tembaga Rumus : 𝑅𝑢𝑔𝑖 𝑇𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 = 𝐼12 𝑥𝑅1 + 𝐼22 𝑥𝑅2 15
9. Rugi Inti Rumus : 𝑅𝑢𝑔𝑖 𝐼𝑛𝑡𝑖 = 𝑃1 − 𝐼12 𝑥𝑅1 Sehingga diperoleh data sebagai berikut untuk transformater satu fase beban nol: a. Tegangan Naik η
No.
V1
V2
I1
I2
α
R2
R1
P1 (watt)
P2 (Watt)
(%)
Rugi Tembaga
Rugi Besi
1 2 3 4 5
80 100 120 140 160
23.2 28.5 34.3 40.5 46.2
0.07 0.09 0.11 0.16 0.23
0.24 0.32 0.38 0.55 0.80
3.448 3.509 3.499 3.457 3.463
1142.86 1111.11 1090.91 875.00 695.65
96.11 90.25 89.13 73.23 58.00
4.48 7.2 10.56 17.92 29.44
4.48 7.2 10.56 17.92 29.44
100 100 100 100 100
11.20 18.00 26.40 44.80 73.60
1.12 1.8 2.64 4.48 7.36
P1 (watt) 30.72 19.04 11.52 7.2 4.48
P2 (Watt) 30.72 19.04 11.52 7.2 4.48
η (%) 100 100 100 100 100
Rugi Tembaga 76.80 47.60 28.80 18.00 11.20
Rugi Besi 7.68 4.76 2.88 1.8 1.12
Rugi Tembaga 31.83 38.44 43.06 50.71 56.30
Rugi Besi 4.8 5.6 6 7 7.6
b. Tegangan Turun No.
V1
V2
I1
I2
α
R2
R1
1 2 3 4 5
160 140 120 100 80
46.5 40.4 34.4 28.4 23.2
0.24 0.17 0.12 0.09 0.07
0.83 0.59 0.42 0.32 0.24
3.441 3.465 3.488 3.521 3.448
666.67 823.53 1000.00 1111.11 1142.86
56.31 68.58 82.18 89.62 96.11
2. Ototranformator Data transformater dengan beban pada rangkaian 1 sebagai berikut : a. Tegangan naik No.
V1
V2
I1
I2
α
R2
R1
1 2 3 4 5
100 100 100 100 100
130.5 130.5 130.6 130.9 130.7
0.24 0.28 0.3 0.35 0.38
0.06 0.08 0.10 0.12 0.14
0.766 0.766 0.766 0.764 0.765
416.67 357.14 333.33 285.71 263.16
2175.00 1631.25 1306.00 1090.83 933.57
P1 (watt) 19.2 22.4 24 28 30.4
P2 (Watt) 6.26 8.35 10.45 12.57 14.64
η (%) 32.63 37.29 43.53 44.88 48.15
b. Tegangan turun No.
V1
V2
I1
I2
α
R2
R1
1 2 3 4 5
100 100 100 100 100
130.2 130.6 130.7 131.2 131.2
0.29 0.29 0.26 0.24 0.2
0.14 0.12 0.10 0.08 0.06
0.768 0.766 0.765 0.762 0.762
344.83 344.83 384.62 416.67 500.00
930.00 1088.33 1307.00 1640.00 2186.67
16
P1 (watt) 23.2 23.2 20.8 19.2 16
P2 (Watt) 14.58 12.54 10.46 8.40 6.30
η (%) 62.86 54.04 50.27 43.73 39.36
Rugi Tembaga 47.23 44.67 39.07 34.50 27.87
Rugi Besi 5.8 5.8 5.2 4.8 4
Data transformater dengan beban pada rangkaian 2 sebagai berikut : a. Tegangan naik η
No.
V1
V2
I1
I2
α
R2
R1
P1 (watt)
P2 (Watt)
(%)
Rugi Tembaga
Rugi Besi
1 2 3 4 5
100 100 100 100 100
71.5 70.7 70.88 71.2 71.2
0.14 0.15 0.17 0.19 0.2
0.04
0.06 0.08 0.10 0.12
1.399 1.414 1.411 1.404 1.404
714.29 666.67 588.24 526.32 500.00
1787.50 1178.33 886.00 712.00 593.33
11.2 12 13.6 15.2 16
2.29 3.39 4.54 5.70 6.84
20.43 28.28 33.36 37.47 42.72
16.86 19.24 22.67 26.12 28.54
2.8 3 3.4 3.8 4
P1 (watt) 16 15.2 13.6 12.8 11.2
P2 (Watt) 6.85 5.70 4.55 3.43 2.28
η (%) 42.84 37.53 33.46 26.81 20.40
Rugi Tembaga 28.57 26.13 22.69 20.29 16.86
Rugi Besi 4 3.8 3.4 3.2 2.8
b. Tegangan turun No.
V1
V2
I1
I2
α
R2
R1
1 2 3 4 5
100 100 100 100 100
71.4 71.3 71.1 71.5 71.4
0.2 0.19 0.17 0.16 0.14
0.12 0.10 0.08 0.06 0.04
1.401 1.403 1.406 1.399 1.401
500.00 526.32 588.24 625.00 714.29
595.00 713.00 888.75 1191.67 1785.00
Grafik o
Perbandingan Antara 𝑷𝟏 dan P2 Beban Nol Tegangan Naik
Grafik Hubungan P1 dengan P2 Tanpa Beban Tegangan Turun
Daya ( P )
IV.2
35 30 25 20 15 10 5 0
29,44 P1
17,92
4,48 1
2
P2
10,56
7,2 3
4
5
Percobaan ke -
Nilai daya masuk dan daya keluar dari pembacaan grafik diatas adalah sama. Hal ini sesuai dengan rumus Pin = Pout. 17
o
Perbandingan Antara 𝑷𝟏 dan P2 Beban Nol Tegangan Turun
Grafik Hubungan P1 dengan P2 Tanpa Beban Tegangan Turun 35 30,72
30
Daya ( P )
25 20
19,04
P1
15 11,52
10
P2 7,2
5
4,48
0 1
2
3
4
5
Percobaan ke -
Nilai daya masuk dan daya keluar dari pembacaan grafik diatas adalah sama. Hal ini sesuai dengan rumus Pin = Pout. Pada praktikum beban nol tegangan turun juga menunjukkan trend line turun. o Perbandingan P1 dan P2 Rangkaian ke-Satu Beban Naik
Grafik Hubungan P1 dengan P2 Rangkaian 1 Beban Naik 50 14,64 12,57
Daya ( P )
40 10,45
8,35
30 6,26 19,2
20
22,4
30,4
28
24
P2 P1
10 0 1
2
3
4
5
Percobaan ke -
Daya masuk ke transformator memiliki nilai yang lebih besar karena transformator yang digunakan adalah transformator berjenis step down. Pada transformator berbeban nilai P1 tidak sama dengan P2, dikarenakan 18
sudah ada beban dan transformator yang digunakan adalah transformator step up atau setp down.
o
Perbandingan P1 dengan P2 Rangkaian ke-1 Beban Turun
Grafik Hubungan P1 dengan P2 Rangkaian 1 Beban Turun 40
14,58
35
12,54 10,46
Daya ( P )
30
8,40
25
23,2
23,2
6,30
20,8
20
19,2 16
15
P2 P1
10 5 0 1
2
3 4 Percobaan ke -
5
Pada percobaan dengan beban turun ini, nilai dari P out tetap lebih kecil dari P in karena transformator yang digunakan adalah step down transformator. Trend line yang ditunjukkan menurun karena beban turun. Perbandingan P1 dengan P2 Rangkaian ke-2 BebanNaik
Grafik Hubungan P1 dengan P2 Rangkaian 2 Beban Naik Daya ( P )
25 20 15
3,39 12
2,29 11,2
10
6,84
5,70
4,54 13,6
16
15,2
P2
5
P1
0 1
2
3
4
5
Percobaan ke -
Pada rangkaian 2, diberikan trend line grafik yang sama dengan rangkaian 1. Trend line naik ditunjukkan karena beban naik. 19
o Perbandingan P1 dengan P2 Rangkaian ke-2 Beban Turun
Grafik Hubungan P1 dengan P2 Rangkaian 2 Beban Turun 25 6,85
5,70
Daya ( P )
20
4,55 16
15
15,2
3,43
13,6
2,28 11,2
12,8
10
P2 P1
5 0 1
2
3
4
5
Percobaan ke -
Pada rangkaian 2, diberikan trend line grafik yang sama dengan rangkaian 1. Trend line naik ditunjukkan karena beban naik. IV.3
Pembahasan
Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder. Selain itu, trafo hanya bisa mengubah arus bolak balik saja, dipengaruhi oleh cara kerja trafo dan jenisnya yang berupa step up dan step down Berdasarkan rangkaian dua dan tiga, semakin besar daya yang diberikan 𝑃𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 maka daya yang dikeluarkan akan semakain besar juga 𝑃𝑜𝑢𝑝𝑢𝑡 . 20
Rugi inti, Pc, terjadi pada inti trafo, yang terdiri dari dua komponen, yaitu rugi histeris, Ph, dan rugi arus eddy, Pe. Rugi inti telah juga dibahas sedikit dalam Bag. 4.1.2. Oleh karena itu, rugi inti dapat dinyatakan oleh: Pc = Ph + Pe 𝑥 Rugi histerisis dalam trafo: 𝑃ℎ = 𝐾ℎ 𝑓𝐵𝑚𝑎𝑘 atau 𝑃ℎ = 𝐾ℎ 𝑓 (
𝐾ℎ 𝐾𝑒 𝐵𝑚𝑎𝑘 𝑓 x
1 √2𝜋𝑁𝐴𝑖
2 𝑉 2
) (𝑓 )
2 dan rugi arus eddy: 𝑃𝑒 = 𝐾𝑒 𝑓 2 𝐵𝑚𝑎𝑘 atau 𝑃𝑒 = 𝑘𝑒 𝑉 2 adalah konstanta yang tergantung pada volume dan kualitas bahan inti dan unit yang digunakan Adalah konstanta yang harganya tergantung pada resistifitas dari bahan inti, ketebalan dari laminasi dan unit yang digunakan. Adalah kerapatan fluksi maksimum dari inti. Adalah frekuensi dari fluksi bolak-balik Merupakan suatu eksponen berubah dari 1.5 sampai 2.5 tergantung pada sifar magnetuk dari bahan inti. Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa rugi histerisis tergantung pada tegangan terminal dan frekuensi, sedangkan rugi arus edi tergantung pada kuadrat tegangan, tetapi tidak tergantung pada frekuensi. Rugi Tembaga Bila trafo dibebani, rugi tembaga 𝐼 2 𝑅 terjadi pada kedua tahanan kumparan primer dan sekunder. Jika temperature operasi standard dari mesin elektrik adalah 75°𝐶, maka rugi tembaga harus dihitung pada temperature 75°𝐶. Sebagai tambahan dari rugi inti dan rugi tembaga, masih ada dua macam rugi lagi yang terdapat di trafo, yakni rugi stray (stray load losses) dan rugi dielektrik (dielectric losses).
21
BAB V KESIMPULAN 1.
Fungsi Trafo step up digunakan untuk menaikkan tegangan sedangkan trafo step down digunakan untuk menurunkan tegangan.
2. Transformator atau sering juga disebut trafo adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk mengubah (menaikkan/menurunkan) tegangangan listrik bolak-balik (AC) dengan prinsip kerja induksi elektromagnetik. 3. Transformator beban nol Untuk transformator beban nol tegangan naik maupun tegangan turun, variable kontrolnya adalah nilai tegangan yang masuk ke trafo (V1), variable manipulasi adalah putaran regulator, dan untuk variable responnya adalah nilai V2 dan I1. Dalam persamaan: 𝑉𝑝 𝐼𝑝 = 𝑉𝑠 𝐼𝑠 Perkalian antara tegangan primer dan arus primer akan sama dengan tegangan sekunder dan arus sekunder. Jika tegangan primer diturunkan maka nilai arus sekundernya akan lebih besar dari arus primer. Dan dari hasil percobaan juga didapatkan data bahwa arus primer lebih kecil dari arus sekunder. transformator rangkaian 1 Pada Autotransformator rangkaian 1 untuk beban naik maupun beban turun, variable control; tegangan masuk (V1) dan nilai arus beban (I2), variable manipulasi putaran regulator, dan variable responnya adalah V2 dan I1. Dalam percobaan ini arus I1 tidak akan muncul atau hanya akan bernilai kecil jika tidak ada arus beban (I2). kabel dari regulator beban dihubungkan dengan port 0 V pada kumparan primer dan port 32 V kumparan sekunder. Sesuai dengan persamaan:
Pin = Pout 𝑉𝑝 𝐼𝑝 = 𝑉𝑠 𝐼𝑠 Perkalian antara tegangan primer dan arus primer akan sama dengan tegangan sekunder dan arus sekunder. Nilai I1 pada rangkaian ini lebih besar jika dibandingkan dengan percobaan transformator tanpa beban, dikarenakan pada percobaan ini terdapat arus yang berfungsi sebagai beban transformator rangkaian 2 Sama seperti rangkaian 1, pada rangkaian 2 variabel yang digunakan adalah Pada Autotransformator rangkaian 1 untuk beban naik maupun beban turun, variable control; tegangan masuk (V1) dan nilai arus beban (I2), variable
22
manipulasi putaran regulator, dan variable responnya adalah V2 dan I1. Sesuai dengan persamaan: 𝑉𝑝 𝐼𝑝 = 𝑉𝑠 𝐼𝑠 Perkalian antara tegangan primer dan arus primer akan sama dengan tegangan sekunder dan arus sekunder. Nilai I1 pada rangkaian ini lebih besar jika dibandingkan dengan rangkaian 1. 4. Transformator terdiri dari lempeng besi yang terbuat dari bahan isolasi,hal inilah yang menyebabkan jika seseorang memegang trafo,maka tidak terkena sengatan listrik. 5. Transformator menggunakan arus AC karena jika menggunakan arus DC arus yang masuk dari lilitan primer hanya akan bersirkulasi di rangkaian transformator sementara jika menggunakan arus AC arus masuk dapat saling bertemu dan menjadi output di lilitan sekunder. 6. Transformator dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh “Eddy Current”. Itulah alasan mengapa trafo menggunakan lempeng besi bukan inti besi.
23
