Transformator adalah peralatan listrik yang menyalurkan daya listrik dari tegangan tinggi ke rendah atau sebaliknya dengan frekuensi yang sama melalui dua kumparan yang terpisah secara elektrik namun terhubung secara magnetis. Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik di mana fluks magnet yang dihasilkan kumparan primer akan menginduksi tegangan pada kumparan sekunder.

1. TRANSFORMATOR

4. Transformator/ Transformer / Trafo adalah suatu
peralatan listrik yang termasuk dalam
klasifikasi mesin listrik statis dan berfungsi untuk
menyalurkan tenaga / daya listrik dari tegangan
tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya,
dengan frekuensi sama.
Definisi

5. Dasar dari teori transformator
“Apabila ada arus listrik bolak-
balik yang mengalir mengelilingi
suatu inti besi maka inti besi itu
akan berubah menjadi magnet
dan apabila magnet tersebut
dikelilingi oleh suatu belitan
maka pada kedua ujung belitan
tersebut akan terjadi beda
tegangan mengelilingi magnet,
sehingga akan timbul gaya gerak
listrik (GGL)”.

6. • Transformator terdiri atas dua buah kumparan (primer dan sekunder) yang
bersifat induktif.
• Kedua kumparan ini terpisah secara elektris namun berhubungan secara
magnetis melalui jalur yang memiliki reluktansi (reluctance) rendah.
• Apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik
maka fluks bolak-balik akan muncul di dalam inti yang dilaminasi, karena
kumparan tersebut membentuk jaringan tertutup maka mengalirlah arus
primer. Akibat adanya fluks di kumparan primer maka di kumparan primer
terjadi induksi (self induction) dan terjadi pula induksi di kumparan sekunder
karena pengaruh induksi dari kumparan primer atau disebut sebagai induksi
bersama (mutual induction) yang menyebabkan timbulnya fluks magnet di
kumparan sekunder, maka mengalirlah arus sekunder jika rangkaian
sekunder di bebani, sehingga energi listrik dapat ditransfer keseluruhan
(secara magnetisasi)
Dasar dari teori transformator

7. t
N



Dimana :
 = gaya gerak listrik (Volt)
N = jumlah lilitan (turn)
 = perubahan flux magnet
t = perubahan waktu
Perlu diingat bahwa hanya tegangan listrik arus bolak-balik
yang dapat ditransformasikan oleh transformator,
sedangkan dalam bidang elektronika, transformator
digunakan sebagai gandengan impedansi antara sumber dan
beban untuk menghambat arus searah sambil tetap
melakukan arus bolak-balik antara rangkaian.

8. Keadaan Transformator Tanpa Beban
Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan
dengan sumber tegangan V1 yang sinusoidal, akan mengalirkan
arus primer I0 yang juga sinusoidal dan dengan menganggap
belitan N1 reaktif murni. I0 akan tertinggal 900 dari V1. Arus
primer I0 menimbulkan fluks (Ф) yang sefasa dan juga
berbentuk sinusoidal.
Gambar 2.1 Transformator Dalam Keadaan Tanpa Beban dan Ekivalensinya

9. Tegangan Sinusoidal
Ф = Ф Maxsin ωt (weber)
Fluks yang sinusoid ini akan
menghasilkan tegangan induksi e1
(Hukum Faraday):
t
N


 11
t
t
N


 )sin( max
11

tN  cosmax11 
)90sin(max11  tN 
Tertinggal 900 dari Ф
Dimana :
1 = gaya gerak listrik (Volt)
N1 = jumlah belitan di sisi primer (turn)
ω = kecepatan sudut putar (rad/sec)
Ф = fluks magnetik (weber)

10. Gambar 1 tertinggal 900 dari Ф
)90sin(max11  tN 
Gambar. Gambar Gelombang 1 tertinggal 900 dari Ф

11. Harga Efektif
Untuk N2 juga sama, tetapi beda lilitan saja, sehingga :
Dimana :
1 = ggl induksi di sisi primer (Volt)
2 = ggl induksi di sisi sekunder (Volt)
N1= jumlah belitan sisi primer (turn)
N2 = jumlah belitan sisi sekunder (turn)
a = faktor transformasi

12. Keadaan Transformator Berbeban
Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban Zl, I2 mengalir pada
kumparan sekunder, dimana :
lZ
V
I
2
2 
Gambar. Transformator Dalam Keadaan Berbeban Gambar. Rangkaian Ekivalen Transformator
Dalam Keadaan Berbeban
Arus beban I2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm) N2I2 yang cenderung
menentang fluks () bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan. Agar fluks
bersama itu tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus mengalir arus I2 yang
menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban I2 hingga keseluruhan arus yang
mengalir pada kumparan primer menjadi : I1 = I0 +I2 (ampere)

13. Bila komponen arus rugi inti (IC)
diabaikan, maka I0 = Im , sehingga :
I1 = Im +I2
Dimana:
I1 = arus pada sisi primer (Ampere)
I’2 = arus yg menghasilkan ‘2
I0 = arus penguat (Ampere)
Im = arus pemagnetan (Ampere)
Ic = arus rugi-rugi int i (Ampere)
Gambar. Rangkaian Ekivalen Transformator
Dalam Keadaan Berbeban
Gambar. Transformator Dalam Keadaan Berbeban
lZ
V
I
2
2 

14. Contoh Trafo
Transformator Step Down
Transformator Step Up

15. Klasifikasi Transformator
1. Transformator daya / Tenaga
2. Transformator distribusi
3. Transformator pengukuran; yang terdiri dari
transformator arus dan transformator
tegangan.

16. Transformator Distribusi
• Transformator distribusi merupakan alat yang
memegang peran penting dalam sistem distribusi.
Transformator distribusi mengubah tegangan
menengah menjadi tegangan rendah.
• Transformator distribusi yang umum digunakan
adalah transformator step-down 20KV/400V.
• Tegangan fasa ke fasa sistem jaringan tegangan
rendah adalah 380V. Karena terjadi drop tegangan,
maka pada rak tegangan rendah dibuat di atas 380V
agar tegangan pada ujung penerima tidak lebih kecil
dari 380V.

17. Transformator Distribusi 2

18. FINISH

19. FLUKS MAGNETIK
• Fluks = medan magnet x luasan yg ditembus medan
magnet)
• Fluks magnetik (sering disimbolkan Φm), adalah
ukuran atau jumlah medan magnet B yang melewati
luas penampang tertentu, misalnya kumparan kawat
(hal ini sering pula disebut "kerapatan medan
magnet").
• Satuan fluks magnetik dalam Satuan
Internasionaladalah weber (Wb) (Weber merupakan
satuan turunan dari volt-detik). Sedang satuan
menggunakan sistem CGS adalah maxwell.

21. • Fluks magnet melalui loop kawat menunjukkan jumlah garis
medan magnet yang melewati permukaan loop. Fluks magnet
didefinisikan sebagai berikut:
Φ = B. A
dimana “B” adalah kekuatan medan magnet dan “A” adalah luas
permukaan loop.
Flux tergantung pada arah antara
bidang permukaan juga.
Sebagai contoh jika permukaan loop
sejajar dengan arah lapangan : fluks
bersih adalah nol karena tidak ada
garis-garis medan yang memasuki
permukaan loop.
back
Φ = B. A
Φ=0

22. Sinusoidal
BACK

23. 2 kumparan
BACK

24. Istilah-istilah
Reluktansi (R)= Perlawanan terhadap fluks medan
magnet melalui volume yang diberikan dari ruang atau
bahan. Analoginya dengan reisitansi listrik
BACK