Transformator atau Trafo adalah alat yang mengubah taraf tegangan AC. Ia bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik dan terdiri dari dua kumparan yang dililitkan pada inti besi. Transformator memiliki peranan penting dalam distribusi listrik dengan menaikkan/menurunkan tegangan sesuai kebutuhan. Ada beberapa jenis transformator seperti step-up, step-down, autotransformator, dan isolasi. Transformator mengalami kerugian akibat hambatan

1. TEKNIK TENAGA LISTRIK
PARAREL TRANSFORMATOR
DISUSUN OLEH
HENDI SEIAWAN (1310502008)
DOSEN PENGAMPU
R. SURYOTO EDY RAHARJO, S.T., M.Eng
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TIDAR

2. Pengertian Transformator (Trafo)
Transformator atau sering disingkat dengan
istilah Trafo adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah taraf
suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Maksud dari pengubahan
taraf tersebut diantaranya seperti menurunkan Tegangan AC dari
220VAC ke 12 VAC ataupun 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, dan kemudian
Transformator lainnya menurunkan tegangan listrik tersebut ke
tegangan yang diperlukan oleh setiap rumah tangga maupun
perkantoran yang pada umumnya menggunakan Tegangan AC
220Volt.

3. Prinsip Kerja Transformator (Trafo)
Sebuah Transformator yang sederhana pada dasarnya terdiri
dari 2 lilitan atau kumparan kawat yang terisolasi yaitu kumparan
primer dan kumparan sekunder. Pada kebanyakan Transformator,
kumparan kawat terisolasi ini dililitkan pada sebuah besi yang
dinamakan dengan Inti Besi (Core). Ketika kumparan primer dialiri
arus AC (bolak-balik) maka akan menimbulkan medan magnet atau
fluks magnetik disekitarnya. Kekuatan Medan magnet (densitas
Fluks Magnet) tersebut dipengaruhi oleh besarnya arus listrik yang
dialirinya. Semakin besar arus listriknya semakin besar pula medan
magnetnya. Fluktuasi medan magnet yang terjadi di sekitar
kumparan pertama (primer) akan menginduksi GGL (Gaya Gerak
Listrik) dalam kumparan kedua (sekunder) dan akan terjadi
pelimpahan daya dari kumparan primer ke kumparan sekunder.
Dengan demikian, terjadilah pengubahan taraf tegangan listrik
baik dari tegangan rendah menjadi tegangan yang lebih tinggi
maupun dari tegangan tinggi menjadi tegangan yang rendah.

4. Sedangkan Inti besi pada Transformator atau Trafo
pada umumnya adalah kumpulan lempengan-lempengan
besi tipis yang terisolasi dan ditempel berlapis-lapis dengan
kegunaanya untuk mempermudah jalannya Fluks Magnet
yang ditimbulkan oleh arus listrik kumparan serta untuk
mengurangi suhu panas yang ditimbulkan.
Beberapa bentuk lempengan besi yang membentuk Inti
Transformator tersebut diantaranya seperti :
E – I Lamination
E – E Lamination
L – L Lamination
U – I Lamination

5. Jenis-jenis Transformator
• 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.

6. • 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 dalamadaptor AC-DC.

7. • Autotransformator
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).

8. • Autotransformator Variable
Autotransformator variabel sebenarnya adalah
autotransformator biasa yang sadapan tengahnya bisa
diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan primer-
sekunder yang berubah-ubah.

9. • Transformator Isolasi
Transformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang
berjumlah sama dengan lilitan primer, sehingga tegangan
sekunder sama dengan tegangan primer. Tetapi pada beberapa
desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk
mengkompensasi kerugian. Transformator seperti ini berfungsi
sebagai isolasi antara dua kalang. Untuk penerapan audio,
transformator jenis ini telah banyak digantikan oleh
kopling kapasitor.
● Transformator Pulsa
Transformator pulsa adalah transformator yang didesain
khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa.
Transformator jenis ini menggunakan material inti yang cepat
jenuh sehingga setelah arus primer mencapai titik tertentu, fluks
magnet berhenti berubah. Karena GGL induksi pada lilitan
sekunder hanya terbentuk jika terjadi perubahan fluks magnet,
transformator hanya memberikan keluaran saat inti tidak jenuh,
yaitu saat arus pada lilitan primer berbalik arah.

10. Karakteristik Transformator
• KEADAAN TRANSFORMATOR TANPA BEBAN
Bila kumparan primer transformator dihubungkan
dengan sumber tegangan V1 yang sinusoid maka akan
mengalir arus primer Io yang juga sinusoid dan dengn
menganggap belitan N1 reaktif murni, Io akan tertinggal
90o dari V1 dan fluks sefasa dengn Io. Dengan
mengabaikan rugi tahanan dan adanya fluks bocor: Arus
primer Io yang mengalir dalam kenyataannya bukan
merupakan arus induktif murni, tapi terdiri atas
komponen: · Komponen arus pemagnetan (Im) ·
Komponen arus rugi tembaga (Ic)

11. • KEADAAN BERBEBAN
Apabila kumparan skunder dihubungkan dengan beban
ZL, I2 akan mengalir pada kumparan skunder dimana I2 =
V2/ZL. Persaman arus yang mengalir: I1 = Io + I2’ Io = Im
dianggap kecil N1 I1 = N2 I2 atau I1 / I2 = N2 / N1

12. Kerugian Transformator
Hal-hal yang menyebabkan efisiensi sebuah
transformator tidak bisa 100% adalah adanya berbagai
kerugian yang ada pada transformator. Kerugian-kerugian
tersebut diantaranya kerugian penghantar, bahan inti, arus
pusat, kapasitansi liar dan sebagainya.

13. • Kerugian penghantar
Adalah kerugian yang terjadi karena hambatan dari
kawat yang dipakai untuk membuat lilitan pada
transformator. Arus yang mengalir pada kawat tidak
sepenuhnya terserap oleh induktansi kawat namun juga
terhambat oleh resistansi kawat.
• Kerugian kopling primer-sekunder
Adalah kerugian yang terjadi karena hubungan induksi
magnet antara primer dan sekunder tidak sempurna.
Kerugian ini bisa disebabkan karena pemilihan bahan inti
yang tidak tepat atau penentuan nilai induktansi yang salah
sehingga induktor tidak bisa beresonansi dengan benar.
Selain itu cara melilit kawat primer dan sekunder juga bisa
menimbulkan kerugian kopling ini. Dengan menentukan
induktansi yang tepat dan melilit kawat secara berlapis
primer dan sekunder bisa mengurangi kerugian ini.

14. • Kerugian kapasitansi liar
Adalah kerugian yang disebabkan oleh munculnya
kapasitansi liar diantara lilitan-lilitan sebuah transformator.
Kerugian ini sangat terasa terutama pada aplikasi
transformator dengan frekuensi tinggi. Cara menggulung
kawat pada lilitan primer dan lilitan sekunder secara semi
acak (bank winding) dapat mengurangi kerugian ini.
• Kerugian histeresis
Adalah kerugian yang terjadi karena perubahan arah
medan magnet pada inti transformator saat terjadi
perubahan arah arus pada arus bolak-balik. Semakin cepat
perubahan arus maka dibutuhkan inti dari bahan yang
memiliki reluktansi rendah seperti ferit.

15. • Kerugian efek kulit
Adalah kerugian karena arus bolak-balik hanya
mengalir pada permukaan kawat. Efek kulit semakin terasa
pada aplikasi transformator dengan frekuensi tinggi.
Kerugian ini berakibat arus yang dihasilkan tidak bisa
maksimal karena kawat konduktor tidak dipakai secara
keseluruhan tapi hanya pada kulitnya saja. Untuk
meminimalkan kerugian karena efek kulit bisa
dipergunakan beberapa kawat dengan diameter lebih kecil
untuk satu lilitan primer atau sekunder.
● Kerugian arus pusat
Adalah kerugian karena arus listrik pada lilitan primer
menimbulkan fluks pada inti magnet yang melawan
perubahan fluks magnet yang membangkitkan ggl pada
lilitan sekunder. Kerugian arus pusat terutama banyak
terjadi pada aplikasi frekuensi rendah. Kerugian ini dapat
diatasi dengan menggunakan inti yang berlapis-lapis.

16. Paralel Transformator
1) Perbandingan belitan harus sama
2) Polaritas harus sama
3) Tegangan kerja per fasa harus sama
4) Frekuensi kerja harus sama
5) Perbandingan antara tahanan dan reaktansi bocor
harus sama
6) Pada transformator tiga fasa harus urutan fasa sama

17. REFERENSI
• http://teknikelektronika.com/pengertian-transformator-prinsip-
kerja-trafo/
• https://id.wikipedia.org/wiki/Transformator
• http://teknik-
ketenagalistrikan.blogspot.co.id/2013/05/karakteristik-
transformator-trafo.html#.VnfizLaLR0u
• http://www.nulis-ilmu.com/2015/06/efisiensi-dan-kerugian-
transformator.html

18. SEKIAN DAN TERIMAKASIH