Transformator

Trafo atau transformator ialah alat yang digunakan PLN untuk menurunkan tegangan yang sebelumnya berpuluh – puluh hingga ratusan kilo Volt menjadi tegangan yang lebih rendah.

Trafo lah yang membuat kita dapat menikmati serunya menonton televisi, mengisi ulang daya handphone, menggunakan terangnya cahaya lampu pijar dan menggunakan alat dapur lainnya. 

Arus listrik yang digunakan pada rumah di desa ataupun kota semuanya diturunkan menjadi  220V. Dan untuk menurunkan tegangannya menjadi 220V, PLN menggunakan transformator. Tiap – tiap rumah pun menggunakannya.

Pengertian Transformator

Transformator atau yang biasa disebut dengan trafo ialah suatu alat listrik yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf tegangan yang lain. Contoh perubahannya seperti menurunkan tegangan AC dari 220VAC ke 12VAC maupun menaikkan tegangan dari 110VAC ke 220VAC.

Trafo beroperasi mengikuti prinsip Induksi Elektromagnet dan hanya bisa berfungsi pada tegangan AC (arus bolak – balik). Peran trafo amat penting dalam pendistribusian tenaga listrik.

Transformator menaikkan tegangan listrik dari pembangkit listrik, lalu tegangan listrik yang hingga ratusan kilo Volt tersebut didistribusikan oleh PLN. Kemudian trafo lainnya menurunkan tegangan listrik ke tegangan yang dibutuhkan setiap rumah tangga ataupun perkantoran yang umumnya menggunakan tegangan AC 220V.

Prinsip Kerja Transformator

Prinsip kerja trafo ialah ketika kumparan primer dihubungkan atau disambungkan dengan sumber tegangan AC, perubahan arus listrik pada kumparan primer menyebabkan medan magnet berubah.

Medan magnet yang berubah diperkuat dengan adanya inti besi kemudian inti besi tersebut dihantarkan ke kumparan sekunder. Sehingga di ujung – ujung kumparan sekunder tersebut akan timbul GGL induksi. Efek ini dikenal dengan induktansi timbal balik (mutual inductance).

Pada rangkaian trafo di atas, saat arus listrik dari sumber tegangan mengalir pada kumparan primer berbalik arah, maka medan magnet yang dihasilkan pun akan berubah arah sehingga arus listrik yang dihasilkan kumparan sekunder akan berubah polaritasnya.

Fungsi Transformator

1. Rangkaian Kontrol 

Transformator sering digunakan untuk menurunkan tegangan pada peralatan elektronik seperti charger, komputer, dan berbagai peralatan lainnya supaya dapat digunakan pada tegangan kontrol 5V, 12V, dsb.

Sama halnya dengan rangkaian kontrol motor pada pabrik, transformator disini digunakan untuk mengenergize dan mengdienergize kontraktor yang digunakan untuk mematikan dan menghidupkan motor induksi. 

2. Rangkaian Pengatur Frekuensi

Dalam dunia radio frekuensi, trafo digunakan untuk mengatur besaran frekuensi yang dihasilkan. Namun dimensi dan bentuknya jauh lebih kecil daripada trafo yang digunakan pada rangkaian kontrol apalagi trafo transmisi listrik.

3. Distribusi dan Transmisi Listrik 

Jarak antara pembangkit listrik dengan beban listrik yang digunakan pemakai listrik atau pelanggan relatif terlalu jauh. Sehingga menyebabkan terjadinya drop tegangan. Oleh karena itu, tegangan harus dinaikkan sebelum distribusi dan transmisi listrik jarak jauh. 

Hal tersebut harus dilakukan supaya drop tegangan tidak terlalu besar dan lebih murah karena kabel yang dipakai lebih kecil. Jika tegangan semakin besar maka arus akan semakin kecil sesuai Hukum Kekekalan Energi.

Layaknya pada PLN, tegangan yang dihasilkan pembangkit listrik sebesar 13,8 KV kemudian dinaikkan menjadi 150 KV. Selanjutnya diturunkan ke 380 V untuk didistribusikan ke rumah – rumah. 

Jenis Transformator 

Terdapat beberapa jenis transformator, diantaranya ialah sebagai berikut :

1. Transformator Step Up

Trafo step up berfungsi untuk menaikkan level tegangan arus bolak – balik atau taraf dari rendah ke yang lebih tinggi. Komponen tegangan sekunder nantinya akan dijadikan tegangan output yang lebih tinggi. Yaitu yang dapat ditingkatkan dengan memperbanyak lilitan di kumparan sekundernya sehingga jumlah lilitan kumparan primernya menjadi lebih sedikit. Trafo step up digunakan untuk menghubungkan trafo generator ke grid yang ada di dalam tegangan listrik.

2. Transformator Step Down

Trafo step down merupakan trafo yang fungsinya untuk menurunkan taraf level tegangan bolak – balik dari taraf tinggi ke taraf yang lebih rendah. Rasio pada trafo ini, untuk jumlah lilitan pada kumparan primernya lebih banyak dibanding jumlah lilitan pada kumparan sekunder. 

Trafo ini digunakan sebagai pengubah tegangan grid yang tinggi menjadi tegangan yang lebih rendah yang dapat dipakai untuk peralatan rumah tangga. Misalnya, untuk disesuaikan dengan alat elektronik di rumah.

3. Transformator Autotransformator

 Trafo yang satu ini hanya mempunyai satu jumlah lilitan, dalam trafo autotransformator sebagian lilitan primer juga disebut sebagai lilitan sekunder. Dalam lilitan, arus sekunder selalu menghadap kepada arus primer. 

Keuntungan menggunakan transformator ini adalah bentuknya yang kecil tetapi performa yang dihasilkan lebih bagus jika dibandingkan dengan trafo yang memiliki jumlah dua lilitan.

4. Transformator Autotransformator Variabel

Transformator autotransformator variabel ini sebenarnya sama seperti trafo biasa. Hanya saja sadapan tengahnya dapat diubah – ubah sehingga memberikan perbandingan antara lilitan primer dan lilitan sekunder yang berubah – ubah.

5. Transformator Isolasi 

Transformator jenis ini mempunyai lilitan sekunder yang jumlahnya sama dengan jumlah lilitan primer sehingga tegangan sekunder dan primernya pun sama. Namun pada beberapa desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk mengkompensasi kerugian. 

Trafo isolasi memiliki fungsi sebagai isolasi antara dua kalang. Pada penerapan audio, trafo isolasi ini telah banyak digantikan dengan kopling katalisator.

6. Transformator Pulsa

Transformator pulsa ini merupakan jenis transformator yang didesain khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa. Trafo ini memakai material inti yang cepat jenuh sehingga setelah arus primer mencapai titik tertentu, flux magnet akan berhenti berubah.

Oleh karena GGL induksi yang ada pada lilitan sekunder hanya terbentuk apabila terjadi perubahan flux magnet, trafo hanya memberikan keluaran saat inti tidak jenuh. Yakni ketika arus pada lilitan primer berbalik arah (berubah polaritasnya).

7. Transformator Tiga Fase

Transformator tiga fase ini ialah trafo jenis biasa pada elektronika yang dihubungkan secara khusus satu sama lain untuk beroperasi dengan arus primer dan sekundernya.

Lilitan primer pada trafo ini biasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan sekundernya dihubungkan secara delta. Pada umumnya, lambang arus primer ialah (Y) dan arus sekunder adalah (Δ). 

8. Transformator CT 

Transformator CT ialah trafo yang memiliki dua gulungan sekunder yang sama dan terhubung secara seri. Atau dapat dikatakan transformator yang mempunyai gulungan sekunder yang dibuat terminal sambungan tepat pada titik tengah gulungannya.

Oleh karena itu, trafo ini disebut dengan trafo Center Tap (CT). Trafo CT mempunyai fungsi untuk membuat rangkaian power supply simetris gelombang penuh.

Seperti yang umumnya dipakai untuk amplifier saat ini yang menggunakan kutub positif, negatif, dan kutub netral.

9. Transformator Non CT

Transformator non CT ini adalah kebalikan dari trafo CT. Trafo jenis ini umumnya digunakan pada power supply tipe non simetris. Output yang dihasilkan oleh trafo non CT ini hanya memakai dua kutub, yakni kutub positif dan kutub negatif.

Pada trafo non CT ini tidak ditemukan tulisan CT pada terminalnya, sehingga mudah dibedakan dengan trafo CT.

10. Transformator Daya

Transformator daya sering digunakan di stasiun pembangkit listrik ataupun gardu transmisi. Biasanya, trafo daya mempunyai tingkat insulasi yang tinggi.

Trafo ini termasuk trafo yang berukuran besar. Fungsi dari transformator daya umumnya digunakan dalam aplikasi transfer daya tinggi dimana dayanya bisa mencapai 33 KV.

11. Transformator Distribusi

Jenis transformator satu ini fungsinya ialah untuk mendistribusikan energi listrik dari pembangkit listrik ke perumahan ataupun pada lokasi industri.

12. Transformator Arus

Transformator arus memiliki fungsi yaitu untuk mengubah atau mengkonversikan arus primer yang memiliki nilai arus yang besar. Umumnya, nilai arus primer ini berkisar sekitar puluhan hingga ribuan ampere.

Arus primer dikonversikan menjadi arus sekunder yang memiliki nilai yang rendah, yaitu 1A atau 5A sesuai dari aplikasi yang diperlukan.

Demikianlah penjelasan lengkap mengenai Transformator. Semoga dapat mudah dipahami dan dapat bermanfaat bagi kita semua.