Rabu, 13 November 2019

Transformator

Sejarah Asal Transformator

Penemuan Induksi
Induksi elektromagnetik, prinsip operasi transformator, ditemukan secara independen oleh Michael Faraday pada tahun 1831, Joseph Henry pada tahun 1832, dan lainnya. [1] Hubungan antara EMF dan fluks magnet adalah persamaan yang sekarang dikenal sebagai hukum induksi Faraday:
 
dimana adalah besarnya EMF dalam Volt dan ΦB adalah fluks magnet melalui rangkaian di weber. [2]

Kumparan Induksi
Jenis transformator pertama yang digunakan secara luas adalah kumparan induksi, ditemukan oleh Pendeta Nicholas Callan dari Maynooth College, Irlandia pada tahun 1836.
 

Transformer Arus AC Pertama
Pada tahun 1870-an, generator efisien yang memproduksi arus bolak-balik (AC) tersedia, dan ternyata AC dapat menyalakan koil induksi secara langsung, tanpa pengganggu. 



Awal Distribusi Transformator Rangkaian Seri
Kumparan induksi dengan sirkuit magnetik terbuka tidak efisien dalam mentransfer daya ke beban. Sampai sekitar tahun 1880, paradigma untuk transmisi daya AC dari suplai tegangan tinggi ke beban tegangan rendah adalah rangkaian seri.

Transformator Inti Tertutup
Pada musim gugur 1884, Károly Zipernowsky, Ottó Bláthy dan Miksa Déri (ZBD), tiga insinyur yang terkait dengan pabrik Ganz, telah menentukan bahwa perangkat open-core tidak dapat dipraktikkan, karena mereka tidak mampu mengatur voltase yang andal. [3]

Perbaikan Westinghouse
Meskipun George Westinghouse telah membeli paten Gaulard dan Gibbs pada tahun 1885, Edison Electric Light Company memegang opsi tentang hak AS untuk transformator ZBD, mengharuskan Westinghouse untuk mengejar desain alternatif dengan prinsip yang sama.

Desain Transformator Awal Lainnya
Pada tahun 1889, insinyur kelahiran Rusia Mikhail Dolivo-Dobrovolsky mengembangkan transformator tiga fase pertama di Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft ('Perusahaan Listrik Umum') di Jerman. [4]



Definisi Transformator
Trafo adalah perangkat listrik pasif yang mentransfer energi listrik antara dua atau lebih sirkuit. Arus yang bervariasi dalam satu kumparan transformator menghasilkan fluks magnet yang bervariasi, yang, pada gilirannya, menginduksi gaya gerak listrik yang bervariasi di seluruh gulungan kumparan kedua di sekitar inti yang sama.
Prinsip Kerja Transformator
Image result for transformator 
Perubahan Ip akan menimbulkan Φp, selanjutnya akan menimbulkan perubahan Φs, akibatnya timbul Gaya Gerak Listrik (GGL) induksi pada kumparan sekunder dan begitu pula sebaliknya.
 
Jika Vp < Vs maka Trafo Step Down
Jika Vp < Vs maka Trafo Step Up
 
 
 
Vp=Tegangan Primer
Vs=Tegangan Sekunder
Np=Jumlah Lilitan Primer
Ns=Jumlah Lilitan Sekunder
Pp=Daya Primer
Ps=Daya Sekunder
Ip=Arus Primer
Is=Arus Sekunder
n=Efektivitas

Rugi - Rugi
Rugi Arus Putar (Eddy Current)
Arus yang terus menerus mengalir pada inti trafro karena tegangan yang dinduksi oleh fluks, akibat dari Eddy Current akan menimbulkan panas. [5]
solusinya 
Material trafo harus tipis
Berlapis dengan laminasi
Sistem pendingin yang baik
Pe=Rugi Arus Pusar (w/kg)
Ke=Konstanta Material Inti
t=Ketebalan Material (m)
Bmax= Nilai Puncak Medan Magnet (T)
Rugi Histeris
terjadi karena respon inti lambat, hal ini disebabkan masih ada residu medan magnet. hal yang diakibatkan adalah [5]



memperbesar arus eksistasi
Pin akan menjadi besar karena Pin=VpIp, dimana Ip=Arus eksistansi
Ph=rugi histeris (w/kg)
kh= konstanta
Bm= Medan Magnet Puncak (T)
n=N, eksponan, tergantung pada material
Rugi Besi (Pi)
Pi=Pe+Ph

Rugi Tembaga (Pcu)

 
Contoh Trafo
Trafo Gantung / Distribusi, merek trafo seperti Trafindo, Schneider, Bambang Djaja
Image result for trafo bambang djaja

Trafo Power / Besar, merek seperti Unindo, CG Power, Areva

Image result for unindo transformer

Trafo instrumen / kontrol
 

Referensi
[2] Chow, Tai L. (2006). Introduction to Electromagnetic Theory: A Modern Perspective. Sudbury, Mass.: Jones and Bartlett Publishers. p. 171. ISBN 978-0-7637-3827-3.
[3] Hughes 1993, pp. 95–96

[4] Coltman & Jan-Feb 2002
[5] http://riza-electrical.blogspot.com/2013/03/rugi-dan-efisiensi-transformator.html
[6] https://teknikelektronika.com/jenis-jenis-transformator-trafo/