Prinsip kerja transformator secara umum sebenarnya sederhana. Konstruksi dari transformator dari dulu hingga sekarang masih itu-itu saja, hanya saja mungkin dari bentuknya saja yang berbeda dan dimensinya yang lebih kecil. Itupun tergantung untuk rangkaian apa sebuah komponen transformator digunakan.
Seperti diketahui, transformator bekerja karena adanya pemindahan tenaga listrik melalui proses induksi elektromagnet. Induksi ini menghasilkan tenaga listrik dengan satuan tegangan dan arus yang lain. Pada dasarnya transformator memiliki tiga bagian utama, yaitu kumparan primer, kumparan sekunder, dan inti. kumparan primer dari trafo akan berfungsi sebagai inputnya, sedangkan bagian sekunder trafo berfungsi sebagai output, dan terakhir bagian inti ini adalah media untuk memperkuat merdan magnet yang dihasilkan pada proses induksi.
Kumparan yang digunakan pada transformator menggunakan lapisan isolasi agar gulungan kumparan tidak terhubung satu sama lain. Kawat yang digunakan pada kumparan trafo ini disebut dengan kawat email. Inti pada trafo tergantung dari kegunaan trafo itu sendiri. Jika keperluan untuk frekuensi rendah, terutama pada teralatan catu daya dan rangkaian audio, inti trafo yang digunakan adalah inti besi lunak. Sedangkan untuk keperluan frekuensi tinggi, digunakan transformator inti ferit atau inti udara.
Prinsip kerja transformator berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, yang mana pada sejarahnya dulu prinsip ini ditemukan oleh seorang ilmuwan yang bernama Faraday. Sebuah trafo akan bekerja jika terdapat perubahan fluks magnetik. Untuk itulah mengapa trafo hanya bisa digunakan pada arus bolak-balik (AC) dan tidak dapat bekerja dengan arus DC.
Arus bolak balik yang mengalir pada kumparan primer transformator menimbulkan arus yang berubah-ubah pula sehingga fluks magnetik akan mengalir melalui inti besi dan melewati kumparan sekunder. Akibat dari induksi magnetik yang berubah-ubah maka akan timbul fluks magnetik yang berubah-ubah juga. Dari fluks magnetik yang berubah-ubah ini akan menimbulkan gaya gerak listrik (ggl) induksi.
Jika arus yang dialirkan melalui kumparan primer semakin besar, maka medan magnet yang dihasilkan juga akan semakin besar yang dialirkan ke kumparan sekunder. Pada kumparan sekunder terjadi perubahan gaya gerak listrik yang akan berpengaruh pada nilai tegangan dan arus yang dihasilkan tergantung dari banyaknya perbandingan antara kumparan primer dan kumparan sekunder. Dari sini lah terjadi perubahan arus dan tegangan yang lebih tinggi atau lebih rendah dari sebuah transformator.
Efisiensi Transformator
Pada prinsip kerja transformator akan berpengaruh pada efisiensi transformator. Efisiensi ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satu diantaranya adalah rugi-rugi transformator itu sendiri. Rugi-rugi ini meliputi kualitas kumparan, seberapa banyak inti besi yang mengelilingi kedua kumparan primer dan sekunder, dan ggl induksi yang kabur. Rugi-rugi transformator biasanya akan timbul panas pada inti besi nya.
Sebuah transformator tidak ada yang memiliki efisiensi yang mencapai 100%. Rata-rata trafo yang terdapat di pasaran memiliki efisiensi antara 80% hingga 85%. Pada postingan ini tidak akan dibahas mengenai rumus-rumus, namun yang akan dibahas adalah hal-hal umum yang bersifat wawasan pengetahuan dasar mengenai transformator.
Rugi-rugi dalam Transformator
Rugi-rugi pada prinsip kerja transformator pada kenyataannya sulit untuk dihilangkan, namun seiring dengan perkembangan teknologi fabrikasi, efisiensi trafo dapat ditingkatkan dengan cara menurunkan prosentase kerugian pada saat pembuatannya, baik itu secara desain maupun pada proses penggulungannya. Berikut jenis rugi-rugi dalam sebuah trafo:
- Kerugian kumparan (lilitan). Sebuah trafo menggunakan kumparan yang terbuat dari bahan tembaga yang dilapisi kawat email. dari kumparan ini menimbulkan resistansi. Semakin banyak lilitan kumparan pada trafo akan menghasilkan resistasi yang semakin besar pula daru arus listrik yang mengalir.
- Kerugian kopling trafo. Kerugian kopling trafo dapat terjadi jika pada saat pembuatannya, kopling antara kumparan primer dan sekunder tidak sempurna sehingga fluks magnet yang mengalir juga tidak sempurna. Maka dari itu desain trafo sekarang menggunakan lilitan yang disusun secara berlapis-lapis untuk mengurangi kerugian kopling.
Kerugian arus eddy. ggl induksi pada trafo yang bolak-balik dapat menimbulkan arus dalam inti magnet yang berubah-ubah dan melawan fluks magnet yang ada didalamnya terutama pada material inti. Hal ini tidak baik dan menyebabkan efisiensi trafo berkurang. Untuk itu sebuah trafo menggunakan intip besi tipis yang ditumpuk secara berlapis-lapis. Ini bertujuan untuk mengurangi arus eddy.
Demikian prinsip kerja transformator secara umum. Untuk rumus-rumus perhitungannya dapat dicari referensi lain yang sudah bertebaran di internet.
Komentar ditutup.