Pengertian Travo – Pernahkah Anda mendengar kata Trafo atau Transformator? Trafo atau transformator adalah komponen penting dalam sistem distribusi listrik. Perannya adalah mengubah tingkat tegangan listrik dari sumber ke tingkat yang diinginkan, seperti menaikkan tegangan dari PLN ke ratusan kilovolt untuk di distribusikan.
Pada artikel ini, akan dijelaskan secara detail mengenai trafo, mulai dari pengertian, fungsi, hingga berbagai jenis yang ada. Jadi, pastikan untuk membaca sampai selesai, untuk mendapatkan pemahaman yang baik tentang trafo.
Pengertian Travo
Trafo adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mengubah tegangan listrik atau arus listrik dari satu tingkat ke tingkat lainnya. Trafo terdiri dari dua atau lebih lilitan yang dipasang berdekatan dan diisolasi satu sama lain. Saat arus listrik mengalir melalui salah satu lilitan (lilitan primer), arus induksi yang dihasilkan akan menyebabkan arus listrik melalui lilitan lainnya (lilitan sekunder). Dengan demikian, trafo digunakan untuk meningkatkan atau menurunkan tegangan atau arus listrik.
Fungsi Trafo
Fungsi utama trafo adalah untuk mengubah tegangan listrik atau arus listrik dari satu tingkat ke tingkat lainnya. Hal ini dilakukan dengan mengubah hubungan antara lilitan primer dan sekunder pada trafo.
Beberapa fungsi lain dari trafo adalah:
- Menyalurkan daya dari sumber ke beban yang berbeda.
- Menghubungkan sistem tenaga listrik yang berbeda, seperti sistem tegangan tinggi dan tegangan rendah.
- Melindungi peralatan listrik dari tegangan yang terlalu tinggi atau arus yang terlalu besar.
- Menghasilkan tegangan AC yang diperlukan untuk operasi peralatan listrik.
- Menghubungkan sistem listrik yang berbeda dari negara atau wilayah yang berbeda.
Karakteristik Trafo
Beberapa karakteristik yang penting dari trafo adalah:
- Rasio Transformasi: Rasio transformasi adalah rasio antara tegangan primer dan tegangan sekunder. Ini menentukan seberapa banyak tegangan yang akan diubah oleh trafo.
- Daya Trafo: Daya trafo adalah jumlah daya listrik yang dapat diteruskan oleh trafo.
- Losses: Losses dalam trafo adalah selisih antara daya masuk dan daya keluar. Losses ini dapat berupa loss dalam lilitan atau loss dalam core.
- Frekuensi: Frekuensi operasi trafo harus sesuai dengan frekuensi sistem listrik yang digunakan.
- Isolasi: Trafo harus memiliki isolasi yang cukup antara lilitan primer dan sekunder.
- Efisiensi: Efisiensi trafo adalah perbandingan antara daya yang diteruskan dan daya yang masuk ke trafo.
- Impedansi: Impedansi trafo adalah perbandingan antara tegangan dan arus pada lilitan primer dan sekunder.
- Kompatibilitas mekanis dan lingkungan: trafo harus dapat digunakan dalam lingkungan yang sesuai dan harus kompatibel dengan peralatan listrik yang digunakan.
Kegunaan Transformator
Transformator dapat digunakan untuk beberapa hal, diantaranya:
- Mengubah tegangan listrik: Transformator digunakan untuk mengubah tegangan listrik dari satu tingkat ke tingkat lainnya.
- Menyalurkan daya: Transformator digunakan untuk menyalurkan daya listrik dari sumber ke beban yang berbeda.
- Menghubungkan sistem tenaga listrik: Transformator digunakan untuk menghubungkan sistem tenaga listrik yang berbeda, seperti sistem tegangan tinggi dan tegangan rendah.
- Melindungi peralatan listrik: Transformator digunakan untuk melindungi peralatan listrik dari tegangan yang terlalu tinggi atau arus yang terlalu besar.
- Menghasilkan tegangan AC: Transformator digunakan untuk menghasilkan tegangan AC yang diperlukan untuk operasi peralatan listrik.
- Menghubungkan sistem listrik yang berbeda: Transformator digunakan untuk menghubungkan sistem listrik yang berbeda dari negara atau wilayah yang berbeda.
- Aplikasi industri: Transformator digunakan dalam berbagai aplikasi industri seperti pabrik, listrik, pembangkit listrik, transmisi dan distribusi listrik.
- Penstabil tegangan: Transformator juga digunakan sebagai penstabil tegangan untuk menjaga tegangan yang stabil dan konstan.
Rumus Transformator
Beberapa rumus yang digunakan dalam menganalisis transformator adalah:
- Rasio Transformasi (Np:Ns) : Rasio transformasi adalah rasio antara jumlah lilitan primer dari trafo dengan jumlah lilitan sekunder.
- Tegangan Primer (Vp) dan Tegangan Sekunder (Vs) : Tegangan primer (Vp) dan tegangan sekunder (Vs) dapat dihitung dengan rumus Vp = Np * Vs.
- Arus Primer (Ip) dan Arus Sekunder (Is) : Arus primer (Ip) dan arus sekunder (Is) dapat dihitung dengan rumus Ip = Is * (Np/Ns).
- Daya Primer (Pp) dan Daya Sekunder (Ps) : Daya primer (Pp) dan daya sekunder (Ps) dapat dihitung dengan rumus Pp = Ps * (Np/Ns)^2.
- Losses : Losses dapat dihitung dengan rumus Losses = Pp – Ps.
- Efisiensi : Efisiensi dapat dihitung dengan rumus efisiensi = (Ps / Pp) x 100%.
- Impedansi : Impedansi primer (Zp) dan impedansi sekunder (Zs) dapat dihitung dengan rumus Zp = Zs * (Ns/Np)^2.
- Regulation : Regulation adalah perubahan tegangan sekunder terhadap perubahan tegangan primer. Regulation dapat dihitung dengan rumus Regulation = (Vs-Vs’)/Vp.
Sebagian besar rumus diatas mengasumsikan trafo ideal yang tidak ada loss yang berarti dalam kumparan dan core. Dalam dunia nyata, loss tersebut harus diperhitungkan dalam perhitungan yang lebih kompleks.
Jenis Transformator
Ada beberapa jenis transformator yang digunakan dalam industri, diantaranya:
Transformator step down
Transformator step down adalah jenis transformator yang digunakan untuk menurunkan tegangan listrik. Ini dilakukan dengan mengurangi jumlah lilitan pada kumparan sekunder dibandingkan dengan kumparan primer. Karena rasio lilitan primer dan sekunder adalah Np:Ns, dengan Np > Ns, maka tegangan sekunder lebih kecil dari tegangan primer, sehingga transformator ini disebut juga dengan step-down transformer.
Contoh aplikasi transformator step down adalah pada sistem distribusi listrik, dimana tegangan yang diterima dari jaringan transmisi harus diturunkan agar sesuai dengan tegangan yang diperlukan oleh peralatan rumah tangga dan industri. Transformator step down juga digunakan dalam aplikasi industri, seperti pabrik-pabrik, untuk menurunkan tegangan ke peralatan listrik yang memerlukan tegangan yang lebih rendah.
Transformator isolasi
Transformator isolasi adalah jenis transformator yang digunakan untuk memisahkan secara elektrik dua sistem listrik yang berbeda, atau untuk melindungi peralatan listrik dari tegangan yang terlalu tinggi atau arus yang terlalu besar. Transformator isolasi ini dapat digunakan pada kondisi tegangan yang berbeda dan arus yang berbeda antara kumparan primer dan sekunder. Kumparan primer dan sekunder dari transformator isolasi tidak berhubungan secara elektris sehingga tidak ada arus yang mengalir dari satu kumparan ke kumparan lainnya.
Transformator isolasi digunakan untuk menghubungkan sistem listrik yang berbeda secara elektris, seperti sistem tegangan tinggi dan tegangan rendah, atau sistem listrik yang berbeda dari negara atau wilayah yang berbeda. Transformator isolasi juga digunakan untuk melindungi peralatan listrik dari tegangan yang terlalu tinggi atau arus yang terlalu besar yang dapat merusak peralatan tersebut.
Transformator isolasi memiliki karakteristik yang sama dengan transformator step up dan step down dalam hal rasio transformasi, daya, efisiensi, dan kompatibilitas mekanis dan lingkungan. Namun perbedaannya adalah transformator isolasi tidak mengalirkan arus antar kumparan, sehingga tidak ada arus yang mengalir dari satu sistem ke sistem lainnya.
Transformator daya
Transformator daya adalah jenis transformator yang digunakan untuk menyalurkan daya listrik dari sumber ke beban. Transformator ini dapat digunakan pada kondisi tegangan dan arus yang berbeda antara kumparan primer dan sekunder. Transformator daya digunakan untuk mengubah tegangan dan arus listrik dari satu tingkat ke tingkat lainnya sesuai dengan kebutuhan peralatan listrik atau sistem listrik yang digunakan.
Transformator daya digunakan dalam berbagai aplikasi industri seperti pabrik-pabrik, listrik, pembangkit listrik, transmisi dan distribusi listrik. Transformator daya juga digunakan dalam aplikasi rumah tangga seperti pemasangan listrik rumah, gedung-gedung, dan lainnya. Transformator daya memiliki karakteristik yang sama dengan transformator step up dan step down dalam hal rasio transformasi, daya, efisiensi, dan kompatibilitas mekanis dan lingkungan.
Transformator distribusi
Transformator distribusi adalah jenis transformator yang digunakan untuk menurunkan tegangan listrik dari jaringan transmisi ke jaringan distribusi. Transformator distribusi digunakan untuk mengubah tegangan yang tinggi dari jaringan transmisi ke tegangan yang lebih rendah yang diperlukan oleh peralatan rumah tangga dan industri. Ini dilakukan dengan mengurangi jumlah lilitan pada kumparan sekunder dibandingkan dengan kumparan primer. Karena rasio lilitan primer dan sekunder adalah Np:Ns, dengan Np > Ns, maka tegangan sekunder lebih kecil dari tegangan primer, sehingga transformator ini disebut juga dengan step-down transformer.
Transformator distribusi digunakan pada jaringan distribusi listrik untuk menurunkan tegangan dari jaringan transmisi ke tegangan yang lebih rendah yang diperlukan oleh peralatan rumah tangga dan industri. Transformator distribusi digunakan pada jaringan distribusi listrik untuk mengalirkan daya listrik dari jaringan transmisi ke beban yang ada di dalam lingkungan. Transformator distribusi memiliki karakteristik yang sama dengan transformator step down dalam hal rasio transformasi, daya, efisiensi, dan kompatibilitas mekanis dan lingkungan.
Transformator ukur
Transformator ukur adalah jenis transformator yang digunakan untuk mengukur tegangan dan arus listrik. Transformator ukur digunakan untuk mengubah besarnya tegangan dan arus listrik menjadi besarnya yang lebih kecil yang dapat diukur dengan alat ukur yang tersedia. Transformator ukur ini dapat digunakan pada kondisi tegangan dan arus yang berbeda antara kumparan primer dan sekunder.
Transformator ukur yang umum digunakan adalah CT (Current Transformer) dan PT (Potential Transformer). CT digunakan untuk mengukur arus listrik, sedangkan PT digunakan untuk mengukur tegangan listrik. Kedua jenis transformator ini digunakan pada sistem tenaga listrik untuk mengukur tegangan dan arus yang ada pada jaringan. Transformator ukur memiliki karakteristik yang sama dengan transformator step up dan step down dalam hal rasio transformasi, daya, efisiensi, dan kompatibilitas mekanis dan lingkungan.
Transformator arus
Transformator arus adalah jenis transformator yang digunakan untuk mengukur arus listrik. Transformator arus digunakan untuk mengubah besarnya arus listrik menjadi besarnya yang lebih kecil yang dapat diukur dengan alat ukur yang tersedia. Transformator arus ini dapat digunakan pada kondisi arus yang berbeda antara kumparan primer dan sekunder.
Transformator arus yang umum digunakan adalah CT (Current Transformer). CT digunakan untuk mengukur arus listrik. CT digunakan pada sistem tenaga listrik untuk mengukur arus yang ada pada jaringan. Transformator arus memiliki karakteristik yang sama dengan transformator step up dan step down dalam hal rasio transformasi, daya, efisiensi, dan kompatibilitas mekanis dan lingkungan.
Perbedaan dengan transformator ukur adalah transformator arus hanya digunakan untuk mengukur arus listrik saja, sementara transformator ukur dapat digunakan untuk mengukur arus dan tegangan listrik.
Transformator padam
Transformator padam adalah jenis transformator yang digunakan untuk mengalirkan arus listrik pada saat padam listrik. Transformator padam ini dikenal juga dengan nama transformator backup atau transformator cadangan. Transformator padam ini digunakan untuk menyediakan sumber listrik cadangan pada saat terjadi gangguan atau padam pada jaringan listrik utama. Transformator padam ini memiliki kumparan primer yang dihubungkan dengan jaringan listrik utama dan kumparan sekunder yang dihubungkan dengan sumber listrik cadangan.
Transformator padam digunakan pada berbagai aplikasi industri seperti pabrik-pabrik, listrik, pembangkit listrik, transmisi dan distribusi listrik. Transformator padam juga digunakan dalam aplikasi rumah tangga seperti pemasangan listrik rumah, gedung-gedung, dan lainnya. Transformator padam memiliki karakteristik yang sama dengan transformator step up dan step down dalam hal rasio transformasi, daya, efisiensi, dan kompatibilitas mekanis dan lingkungan.
Transformator uji
Transformator uji adalah jenis transformator yang digunakan untuk menguji peralatan listrik. Transformator uji ini digunakan untuk menguji berbagai jenis peralatan listrik seperti meter listrik, rel, switchgear, dll. Transformator uji memiliki kumparan primer yang dihubungkan dengan peralatan yang akan diuji dan kumparan sekunder yang dihubungkan dengan peralatan ukur seperti multimeter atau tester.
Transformator uji digunakan untuk menguji kondisi peralatan listrik dan menentukan apakah peralatan tersebut berfungsi dengan baik atau tidak. Transformator uji digunakan untuk menguji peralatan listrik sebelum dioperasikan atau setelah dioperasikan selama periode tertentu. Transformator uji memiliki karakteristik yang sama dengan transformator step up dan step down dalam hal rasio transformasi, daya, efisiensi, dan kompatibilitas mekanis dan lingkungan.
Transformator khusus
Transformator khusus adalah jenis transformator yang digunakan untuk aplikasi khusus. Transformator khusus ini dapat digunakan pada berbagai jenis aplikasi seperti trafo tinggi frekuensi, trafo audio, trafo medan magnet, dll.
Contoh aplikasi dari transformator khusus:
- Trafo tinggi frekuensi: digunakan pada peralatan elektronik seperti televisi, radio, dll.
- Trafo audio: digunakan pada peralatan audio seperti amplifier, mixer, dll.
- Trafo medan magnet: digunakan pada peralatan medis seperti MRI, CT-scan, dll.
- Trafo khusus lainnya: digunakan pada peralatan industri seperti welding, furnace, dll.
Transformator khusus memiliki karakteristik yang sesuai dengan aplikasi yang digunakan, seperti daya yang dibutuhkan, frekuensi yang digunakan, tingkat kebisingan, dll. Transformator khusus ini dapat dibuat sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan oleh aplikasi yang digunakan.
Simbol Transformator
Simbol-simbol yang digunakan untuk menggambarkan transformator pada diagram listrik atau skematik elektrik adalah:
- Simbol umum transformator, yang terdiri dari dua lingkaran yang berdekatan dengan garis putus-putus yang menghubungkan kedua lingkaran tersebut. Lingkaran yang berdekatan dengan garis sumber listrik dikenal sebagai kumparan primer, sementara lingkaran yang berdekatan dengan garis beban dikenal sebagai kumparan sekunder.
- Simbol khusus untuk transformator step-up, yang terdiri dari simbol umum transformator di mana lingkaran yang berdekatan dengan garis sumber listrik (kumparan primer) memiliki jumlah lilitan yang lebih banyak dari lingkaran yang berdekatan dengan garis beban (kumparan sekunder).
- Simbol khusus untuk transformator step-down, yang terdiri dari simbol umum transformator di mana lingkaran yang berdekatan dengan garis sumber listrik (kumparan primer) memiliki jumlah lilitan yang lebih sedikit dari lingkaran yang berdekatan dengan garis beban (kumparan sekunder).
Simbol-simbol tersebut digunakan untuk menunjukkan jenis transformator yang digunakan dan juga untuk menunjukkan jenis hubungan antara kumparan primer dan sekunder.
Prinsip Kerja Transformator
Prinsip kerja transformator adalah mengubah tegangan listrik dari satu tingkat ke tingkat lainnya dengan mengubah jumlah lilitan pada kumparan primer dan sekunder. Transformator mengubah tegangan dengan memanfaatkan hukum Faraday yang menyatakan bahwa tegangan yang dihasilkan pada kumparan listrik akan berubah seiring dengan perubahan arus yang mengalir melalui kumparan tersebut.
Secara umum, transformator terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang terpisah secara elektris tapi terhubung secara magnetik. Kumparan primer dikenal sebagai kumparan utama yang dihubungkan dengan sumber tegangan, sementara kumparan sekunder dikenal sebagai kumparan penerima yang dihubungkan dengan beban. Pada saat arus listrik mengalir pada kumparan primer, akan terjadi medan magnet yang mempengaruhi kumparan sekunder. Karena kedua kumparan tersebut saling terhubung secara magnetik, arus yang mengalir pada kumparan sekunder akan berubah sesuai dengan perubahan arus pada kumparan primer.
Rasio antara jumlah lilitan pada kumparan primer dan sekunder menentukan besarnya tegangan yang dihasilkan pada kumparan sekunder. Jika jumlah lilitan pada kumparan primer lebih banyak dari jumlah lilitan pada kumparan sekunder, maka tegangan yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan lebih rendah dari tegangan yang masuk pada kumparan primer. Hal ini disebut sebagai step-down transformer.
Sebaliknya, jika jumlah lilitan pada kumparan sekunder lebih banyak dari jumlah lilitan pada kumparan primer, maka tegangan yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan lebih tinggi dari tegangan yang masuk pada kumparan primer. Hal ini disebut sebagai step-up transformer.
Transformator juga memiliki efisiensi yang cukup tinggi karena hanya sedikit energi yang hilang dalam bentuk panas saat proses transformasi tegangan terjadi. Transformator juga dapat digunakan pada berbagai jenis aplikasi dan dapat dibuat dalam berbagai ukuran dan kapasitas daya.
Komponen Transformator
Komponen utama dari transformator adalah:
- Kumparan primer: terdiri dari lilitan tembaga atau besi yang dibungkus dengan isolator dan dihubungkan dengan sumber tegangan.
- Kumparan sekunder: terdiri dari lilitan tembaga atau besi yang dibungkus dengan isolator dan dihubungkan dengan beban.
- Kerangka: berfungsi sebagai pendukung kumparan primer dan sekunder, serta melindungi komponen-komponen dari kerusakan mekanis.
- Kepala bushing: digunakan untuk memasukkan dan mengeluarkan kabel-kabel listrik ke dalam transformator.
- Terminal: digunakan untuk menghubungkan kumparan primer dan sekunder dengan sumber tegangan dan beban.
- Isolasi: digunakan untuk melindungi komponen-komponen dari kerusakan elektris.
Beberapa transformator juga dilengkapi dengan komponen tambahan seperti:
- Termistor/PTC: digunakan untuk melindungi transformator dari arus beban yang berlebihan.
- Fuse: digunakan untuk melindungi transformator dari arus listrik yang berlebihan.
- Oil indicator: digunakan untuk mengetahui tingkat minyak pada transformator.
- Oil drain valve: digunakan untuk mengeluarkan minyak yang ada pada transformator.
Klasifikasi Transformator
Ada beberapa klasifikasi transformator yang dapat dikelompokkan berdasarkan beberapa faktor, diantaranya:
- Berdasarkan jenis arus: Transformator AC dan Transformator DC
- Berdasarkan jenis kumparan: Transformator tiga fasa dan Transformator satu fasa
- Berdasarkan jenis pemakaian: Transformator Trafo Distribusi, Transformator Trafo Trafo Pengukuran, Transformator Trafo Trafo Trafo Padam, Transformator Trafo Trafo Trafo Uji, Transformator Trafo Trafo Trafo Khusus
- Berdasarkan rasio transformasi: Transformator step-up dan Transformator step-down
- Berdasarkan jenis medan: Transformator medan terbuka dan Transformator medan tertutup
- Berdasarkan jenis minyak: Transformator minyak tanah dan Transformator minyak buatan.
Beberapa klasifikasi ini dapat digabungkan sehingga akan menghasilkan jenis transformator yang lebih spesifik, misalnya Transformator AC satu fasa step-up atau transformator DC tiga fasa minyak tanah.
Kesimpulan
Transformator adalah peralatan listrik yang digunakan untuk mengubah tegangan listrik dari satu tingkat ke tingkat lainnya dengan mengubah jumlah lilitan pada kumparan primer dan sekunder. Prinsip kerja transformator adalah memanfaatkan hukum Faraday yang menyatakan bahwa tegangan yang dihasilkan pada kumparan listrik akan berubah seiring dengan perubahan arus yang mengalir melalui kumparan tersebut.
Transformator dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis berdasarkan jenis arus, jenis kumparan, jenis pemakaian, rasio transformasi, jenis medan, dan jenis minyak. Transformator umum digunakan pada aplikasi industri, transmisi dan distribusi listrik, serta pada aplikasi rumah tangga. Transformator memiliki karakteristik yang sama dengan transformator step up dan step down dalam hal rasio transformasi, daya, efisiensi, dan kompatibilitas mekanis dan lingkungan.
Itulah penjelasan lengkap terkait dengan Pengertian Travo: Fungsi, Karakteristik, Rumus dan Jenis-Jenisnya.