Transformator | Pengertian, Jenis, dan Manfaatnya

Pengertian transformator – Hampir setiap rumah di Kota maupun Desa dialiri listrik yang berarus 220 V di Indonesia. Dengan adanya kekuatan arus 220 V, sehingga dapat menikmati segala aktivitas baik dalam asyiknya nonton tv, belajar, hingga mengisi baterai handphone dan masih banyak lagi.

Arus listrik 220 V merupakan jenis arus yang memiliki sifat bolak-balik (AC atau Alternating Current) yang berasal dari Pembangkit Listrik Nasional (PLN). Tegangan listrik yang diperoleh dari  PLN pada dasar mampu mencapai puluhan hingga juta-an kilo Volt.

Kemudian demi kebaikan bersama diturunkan menjadi 220 V, seperti yang kita gunakan sampai sekarang ini. Alat yang kita gunakan untuk menurunkan arus listrik tersebut dinamakan Transformator atau Transformer.

Pengertian Transformator

Transformator atau yang kita kenal dengan sebutan Trafo adalah alat listrik yang mampu mengubah dari taraf tegangan AC ke taraf yang lain. Maksud dari pengubahan taraf ini adalah seperti contoh ketika kita ingin menurunkan Tegangan AC dari 220VAC ke 12 VAC atau juga ingin menaikkan Tegangan dari 110VAC ke 220 VAC.

Transformator atau Trafo ini bekerja berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnet dan hanya dapat bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik (AC). Transformator (Trafo) memegang peranan yang sangat penting dalam pendistribusian tenaga listrik. Transformator menaikan listrik yang berasal dari pembangkit listrik PLN hingga ratusan kilo Volt untuk di distribusikan.

Kemudian Transformator lainnya menurunkan tegangan listrik tersebut ke tegangan yang diperlukan oleh setiap rumah tangga maupun perkantoran yang pada umumnya menggunakan Tegangan AC 220 Volt.

Baca juga: Jenis Jenis Trafo

Bentuk dan Simbol Transformator

Seperti yang sudah kita ketahui bahwa transformator memiliki bentuk dan simbol, yang diantaranya akan saya jelaskan seperti di bawah ini.

1. Prinsip Kerja Transformator

Transformator yang sederhana terdiri atas 2 lilitan atau kumparan kawat yang sudah terisolasi diantaranya seperti kumparan primer dan sekunder. Kebanyakan Transformator atau kumparan kawat terisolasi dan dililitkan di sebuah besi atau yang disebut dengan Inti Besi (Core).

Pada saat kumparan primer dialiri arus AC / (bolak-balik) maka biasanya akan mampu menimbulkan medan magnet. Kekuatan Medan magnet (densitas Fluks Magnet) dipengaruhi karena adanya besarnya arus listrik yang dialirkan. Semakin besar arus listrik maka akan semakin besar pula medan magnetnya.

Fluktuasi medan magnet yang terjadi di dalam kumparan pertama (primer) umunya akan menginduksi menjadi Gaya Gerak Listrik (GGS). Selanjutnya dalam kumparan kedua (sekunder) biasanya akan terjadi dan mampu melimpakan daya dari kumparan primer ke sekunder.

Dengan demikian, maka akan terjadi sebuah pengubahan pada taraf tegangan listrik baik dari tegangan rendah menjadi tegangan yang tinggi, atau juga bisa dari tegangan tinggi menjadi tegangan rendah. Sedangkan Inti besi pada Transformator (Trafo) umunya adalah berisi kumpulan lempengan besi yang tipis serta sudah terisolasi dan ditempel dengan berlapis-lapis.

Untuk kegunaanya sendiri adalah mempermudah jalannya pada Fluks Magnet yang ditimbulkan karena adanya arus listrik kumparan serta untuk mengurangi suhu panas. Berikut adalah beberapa bentuk lempengan besi yang membentuk Inti Transformator:

1. E – I Lamination
2. E – E Lamination
3. L – L Lamination
4. U – I Lamination

2. Fluks Transformator

Rasio lilitan pada kumparan sekunder terhadap kumparan primer menentukan rasio tegangan pada kedua kumparan tersebut. Sebagai contoh:

1 lilitan pada kumparan primer dan 10 lilitan pada kumparan sekunder, maka akan mampu menghasilkan tegangan degan kekuatan 10 kali lipat dari pada tegangan input (dalam kumparan primer). Jenis Transformator ini biasa dikenal dengan Transformator Step Up.

Begitupun sebaliknya, apabila terdapat 10 lilitan pada kumparan primer dan 1 lilitan pada kumparan sekunder. Maka dengan demikian tegangan yang dapat dihasilkan oleh Kumparan Sekunder adalah 1 – 10 dari tegangan input pada Kumparan Primer. Transformator jenis ini dikienal dengan Transformator Step Down.

Jenis Transformator

Ada banyak sekali jenis transformator yang pada kali ini akan saya jelaskan secara rinci. Adapun untuk jenis-jenis transformator adalah sebagai berikut ini.

1. Transformator Step Up

Trafo ini mempunyai lilitan sekunder yang banyak jika di bandingkan dengan lilitan pada primer, trafo ini dapat menaikkan tegangan, biasanya trafo ini dapat untuk pembangkit listrik untuk menaikan tegangan.

2. Transformator Step Down

Trafo ini hanya mempunyai julah lilitan sekunder yang sedikit dari jumlah lilitan primernya, dan mempunyai fungsi untuk penurun pada tegangan,

3. Transformator AutoTransformator

Jenis trafo ini hanya memiliki satu jumlah lilitan, dalam trafo ini sebagian lilitan primer di sebut juga sebagai lilitan sekunder. Dalam lilitan arus sekunder selalu menghadap ke arus primer. Menggunakan trafo ini mempunyai keuntungan karna mempunyai bentuk yang kecil dan performa yang dihasilkan lebih bagus dari pada yang mempunyai jumlah dua lilitan.

Baca juga: Pengertian Listrik Secara Umum

4. Transformator Autotransformator Variabel

Trafo jenis ini pada bagian tengahnya dapat diubah yang memungkinkan perubahan pada bagian lilitan primer dan sekundernya.

5. Transformator Isolasi

Pada Trafo ini jumlah lilitan primer dan sekunder mempunyai jumlah yang sama, dan mempunyai tegangan primer dan sekunder yang sama pula,

6. Trasnformator Pulsa

Trafo ini sebenanya dirancang untuk menghasilkan gelombang atau getaran pulsa, trafo ini biasa menggunakan bahan yang cepat naik sehingga ketika pada titik tertentu arus primer yang di trafo ini akan menghasilkan fluks magnet.

7. Transformator Tiga Fase

Trafo jenis biasa pada elektonika dihubungkan secara bersamaan untuk bekerja dengan arus primer dan sekundernya, biasanya lambang pada arus primer adalah (Y) dan arus pada sekundernya ( Δ ).

Baca juga: Mengenal Berbagai Fungsi Amperemeter dan Jenisnya

Bagian-bagian Transformator

Selain memiliki bentuk dan simbol yang berbeda-beda jenis transformator juga memiliki beberapa bagian yang berbeda dan memiliki funggsi lain. Adapun penjelasanya adalah sebagai berikut ini:

1. Inti Besi

Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, dan hal ini timbul karena adanya arus listrik yang melalui kumparan. Serta inti besi terbuat dari lempengan besi tipis yang berisolasi, guna untuk mengurangi panas pada inti besi tersebut.

2. Kumparan Trafo

Kumparan trafo adalah sebuah lilitan kawat berisolasi yang membentuk kumparan. Kumparan tersebut terdiri atas kumparan primer dan sekunder yang sudah diisolasi dengan baik, dan  kumparan tersebut nantinya menjadi alat transformasi tegangan dan arus.

3. Minyak Trafo

Minyak trafo berfungsi sebagai bahan isolasi dan media pendingin dari transformator itu sendiri.

4. Bushing

Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki trafo.

5. Tangki Konservator

Berfungsi untuk menampung minyak cadangan dan uap/udara yang di sebabkan oleh pemanasan trafo karena arus beban. Oleh sabab itulah dipasang silica gel, guna untuk menyerap kelembapan udara.

6. Komponen Pendukung

Ada beberapa komponen pendukung yang ada pada transformator seperti relay buchol, pressure relief valve untuk pengaman, juga ada komponen indikasi seperti thermometer untuk temperature gauge trafo, juga level sensor untuk ketinggian oli.

Ada juga Tap Changer yang kedudukanya sebagai perubah perbandingan transformator dalam mencari /(mendapatkan) tegangan operasi sekunder sesuai dengan keinginan atau kebutuhan dari tegangan jaringan/primer yang berubah-ubah.

Tap changer juga dapat dilakukan dalam keadaan:

1. Terbebani (on-load) atau sebaliknya tidak terbebani (off load).
2. Tap changer juga dillengkapi dengan drain valve atau untuk pergantian oli.
3. Lifting lug : untuk pengangkatan pada waktu instalasi.
4. Dan juga sistem pendingin seperti ONAN (oil natural, air natural), ONAF (oil natural air forced), ODAF (oil directed air forced), OFAF (oil forced air forced) dan OFWF (oil forced water forced)
5. Serta masih banyak lagi semua tergantung dengan sistem pendinginanya.

Baca juga: Pengertian Induksi Elektromagnetik

Kumparan Transformator

Kumparan transformator marupakan beberapa lilitan dari kawat yang berisolasi serta mempunyai bentuk seperti kumparan. Pada kumparan sendiri terdiri atas kumparan primer dan sekunder yang berisolasi baik dari inti besi atau antar kumparan dengan isolasi yang padat dan mirip seperti karton. Kumparan tersebut berfungsi sebagai alat transformasi tegangan pada arus listrik.

Fungsi Transformator

Selain memiliki bentuk dan jenis yang berbeda, maka selanjutnya transformator juga memiliki fungsi yang sama berbeda. Adapun fungsi dari transformator terbagi menjadi beberapa jenis diantaranya adalah sebagai berikut ini.

1. Distribusi dan Transmisi Listrik

Seperti yang kita ketahui bahwa jarak antara pembangkit listrik dengan beban listrik yang digunakan oleh pelanggan relatif terlalu jauh. Sehingga akan terjadinya drop tegangan. Untuk itu kita harus menaikkan tegangan sebelum distribusi dan transmisi listrik jarak jauh agar drop tegangan tidak terlalu besar serta lebih murah karena kabel yang digunakan lebih kecil.

Atau semakin besar tegangan besar maka arus semakin kecil sesuai dengan Hukum kekekalan energi. Seperti Perusahaan Listrik Negara (PLN), Tegangan yang di hasilkan oleh pembangkit sebesar 13,8 KV lalu di naikkan menjadi 150 KV lalu diturunkan ke 380 V untuk di distribusikan ke rumah – rumah.

2. Rangkaian Kontrol

Rangkaian kontrol contoh seperti peralatan elektronik misal komputer, charger, radio, dan masih banyak lagi, transformator biasanya lebih sering digunakan untuk menurunkan tegangan. Dengan maksud agar dapat digunakan pada tegangan kontrol (5 Volt, 12 Volt, 15 Volt dan sebagainya).

Begitu juga dengan rangkaian kontrol motor, Trafo pada motor umumnya dipakai untuk mengenergize dan meng dienergize atau guna untuk menghidupkan dan mematikan motor induksi.

Baca juga: Fungsi Ohmmeter | Rumus dan Cara Kerjanya

3. Rangkaian Pengatur Frekuensi

Dalam dunia radio frekuensi, transformator juga sering kali digunakan untuk mengatur besaran frekuensi yang dihasilkan. Hanya saja bentuk dan dimensinya jauh lebih kecil di bandingkan trafo yang sering kali digunakan pada rangkaian kontrol apalagi transformator atau trafo transmisi listrik.

Rumus Transformator

Keterangan:

• Np = Jumlah lilitan (kumparan) primer
• Ns = Jumlah lilitan (kumparan) sekunder
• Vp = Tegangan pada kumparan primer (masukkan)

Vs = Tegangan pada kumparan sekunder (keluaran)

• Ip = Arus pada kumparan primer
• Is = Arus pada kumparan sekunder

Rumus Efisiensi Trafo

• Ps = Daya listrik sekunder (Watt)
• Pp = Daya listrik primer(Watt)

Efisiensi transformator merupakan perbandingan antara daya primer (masukan) dengan daya sekunder (keluaran). Simbol efisiensi trafo disebut “eta“. Ketika trafo sedang bekerja maka akan menimbulkan panas. Jika terjadi panas, maka ada energi yang hilang kemudian menjadi energi kalor atau panas. Dalam kehidupan sehari-hari, mungkin sangat jarang bahkan tidak ada trafo yang memiliki efisiensi 100%.

Transformator Step-Up dan Step-Down

Transformator Step-Up memiliki fungsi untuk menaikkan tegangan pada listrik bolak-balik / PLN.

Ciri-ciri transformator step up :

• Ns > Np (jumlah lilitan sekunder lebih banyak dibandingkan jumlah lilitan primer
• Vs > Vp (tegangan sekunder lebih tinggi daripada tegangan primer)
• Is < Ip (Kuat arus listrik sekunder lebih kecil daripada kuat arus primer)

Transformator Step Down memiliki fungsi tersendiri yakni untuk menurunkan tegangan listrik bolak-balik  / PLN.

Ciri-ciri transformator step up

• Ns < Np (jumlah lilitan sekunder lebih sedikit dibandingkan jumlah lilitan primer
• Vs < Vp (tegangan sekunder lebih rendah daripada tegangan primer)
• Is > Ip (Kuat arus listrik sekunder lebih besar daripada kuat arus primer)

Contoh soal transformator

1. Suatu trafo step up memiliki jumlah kumparan primer dan sekundernya yang masing yang masing-masing 100 lilitan dan 200 lilitan. Jika trafo tersebut dihubungkan dengan tegangan listrik PLN sebesar 220 volt. Maka berapakah tegangan pada lilitan sekundernya?

Jawaban : Np = 100 : Ns = 200 : Vp = 220 volt

2. Sebuah transformator step down mempunyai tegangan primer yakni 300 volt dan tegangan sekunder 100 volt. Jika kuat arus pada lilitan primer 1 A, maka seberapa kuat arus pada lilitan sekundernya?

Jawaban : Vp = 300 Volt : Vs = 100 Volt : Ip = 1 A

3. Sebuah trafo dihubungkan dengan tegangan arus listrik sebesar 220 volt. Jika tegangan yang keluar hanya 110 volt dan kuat arus pada lilitan sekundernya 4 A. Maka berapakah kuat arus pada lilitan primernya tersebut?

Jawaban : tegangan masukan  = Vp = 220 volt ;

tegangan keluaran = Vs = 110 volt ; Is = 4 A

4. Diketahui efisiensi transformator adalah 60%. Jika daya keluaran pada trafo tersebut 300 Watt, berapakah daya masukannya?

Jawaban : efisiensi = 60% ; Ps = 300 W

Demikian pembahasan artikel kali ini mengenai pengertian transformator, lengkap dengan penjelasan contoh, fungsi, rumus, teori dan rangkain-rangkain transformator. Semoga artikel ini bermanfaat untuk kamu yang bekerja di bidang teknisi, dan sebagainya.

Baca juga:

• Unsur Tabel Periodik Kimia dan Cara Menghapalnya dengan Mudah
• Pengertian Bahan Kimia | Contoh, Manfaat, dan Bahayanya
• Contoh Perubahan Fisika Dan Kimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari

Editor: Syahya Rembulan

---

Temukan pilihan rumah seperti pada perumahan Aulia Pasteur Harmoni dan apartemen terlengkap di Aplikasi Pinhome. Dapatkan properti idaman melalui program NUP untuk akses eksklusif. Untuk kamu agen properti independen atau agen kantor properti bergabunglah menjadi rekan agen properti bersama kami dan iklankan properti kamu di sini. 

Kamu juga bisa belajar lebih lanjut mengenai properti di Property Academy by Pinhome. Gabung menjadi Rekan Jasa Pinhome melalui aplikasi Rekan Pinhome di App Store atau Google Play Store sekarang!

Hanya di Pinhome.id yang memberikan kemudahan dalam membeli properti. Pinhome – PINtar jual beli sewa properti.