Apa itu Transformator: Pengertian, Bagian, Jenis, Fungsi, Prinsip Kerja, dan Rumus Perhitungannya

Apa itu transformator? Bagaimana bentuknya? Pertanyaan ini mungkin yang pernah melintas di pikiran Anda, untuk mengenal lebih jauh mengenai materi transformator maka artikel ini akan menyajikan informasi seputar transformator untuk Anda.

Pengertian Transformator

Transformator atau yang sering disingkat dengan trafo adalah satu perangkat listrik pasif yang mempunyai fungsi untuk mentransfer energi listrik dari satu rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lainnya. Trafo juga dapat mengubah tegangan listrik bolak balik (alternating current / AC) menjadi lebih rendah atau lebih tinggi.

Bagian Transformator

Sebelum mengetahui materi mengenai transformator lebih lanjut, alangkah lebih baiknya untuk mengetahui apa saja bagian-bagian dari transformator. Dengan mengetahui bagian-bagian trafo maka akan memudahkan Anda untuk memahami materi tentang prinsip kerja transformator, dll. Bagian-bagian dari transformator dapat dilihat dari gambar berikut.

Dari gambar diatas, dapat diketahui bahwa bagian-bagian transformator adalah:

1. Kumparan Primer
2. Kumparan Sekunder
3. Inti Besi (Inti magnetik)

Jenis Transformator

Berikut ini adalah jenis-jenis dari transformator:

1. Intermediate Frequency (IP)

Intermed frekuensi atau disingkat sebagai IP merupakan jenis transformator yang mempunyai fungsi untuk memperkuat frekuensi menengah. Umumnya mempunyai frekuensi 10,7 MHz. trafo jenis ini paling mudah ditemukan pada rangkaian radio AM atau FM.

2. Transformator Pulsa

Transformator pulsa merupakan jenis trafo yang di desain khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa. Untuk media pada transformator jenis ini menggunakan inti besi.

3. Transformator Adaptor

Transformator adaptor dikenal juga dengan istilah power supply. Fungsi utama dari transformator adaptor adalah untuk mengubah tegangan AC (alternating current) menjadi Dc (Direct Current).

4.  Autotransformator

Autotransformator merupakan jenis transformator yang mempunyai fungsi untuk menaikan tegangan. Hal unik dari transformator ini adalah hanya memiliki satu lilitan saja dimana lilitan primer dan sekundernya dijadikan dalam satu bagian. Kelebihan dari jenis ini adalah ukurannya yang lebih kecil sehingga tidak memakan banyak ruang, dan resiko kerugian pemakaian tergolong lebih rendah.

5. Transformator Isolasi

Trafo isolasi merupakan jenis trafo yang dapat dimanfaatkan untuk pemasangan isolasi dua kalung. Dimana nanti keduanya akan memiliki nilai besaran tegangan listrik yang sama atau sebanding. Hal ini disebabkan karena ada kesamaan jumlah antara kedua lilitan baik sekunder atau primernya.

6. Autotransformator Variable

Autotransformator variable adalah jenis trafo yang dapat diubah-ubah bagian sadapan tengahnya, perubahan ini tentunya akan merubah kondisi lilitan primer dan lilitan sekunder nya.

7. Transformator Tiga Fasa

Trafo tiga fasa adalah penggabungan dari ketiga jenis trafo. Dimana lilitan primernya akan terhubung satu sama lain, hal ini juga terjadi pada lilitan sekundernya.

8. Trafo Toroid atau Donat

Transformator toroid atau donat adalah jenis trafo yang mempunyai bagian inti berbentuk lingkaran, inilah alasan mengapa trafo ini juga disebut sebagai trafo donat / cincin karena bentuknya bulat.

Fungsi Transformator

Fungsi transformator adalah sebuah perangkat yang mampu merubah besaran listrik (tegangan) pada suatu rangkaian. Fungsi transformator dikategorikan menjadi dua, yaitu:

1. Trafo Step-Up

Trafo step-up adalah transformator yang mempunyai fungsi untuk menaikan tegangan listrik AC. Beberapa karakteristik trafo step up yang perlu Anda kenali adalah sebagai berikut:

● Besaran tegangan pada bagian kumparan sekunder umumnya memiliki nilai jauh lebih tinggi, apalagi jika dibandingkan dengan besar tegangan pada kumparan primer. (Vs > Vp).

● Besaran arus listrik yang bergerak masuk ke dalam kumparan primer akan memiliki nilai lebih tinggi dibandingkan dengan kumparan sekunder (Ip > Is).

2. Trafo Step-Down

Trafo step-down adalah transformator yang mempunyai fungsi untuk menurunkan tegangan listrik. Setelah mengetahui karakteristik trafo step up, maka Anda perlu juga untuk memahami ciri-ciri trafo step-down, berikut adalah ciri-ciri trafo step-down:

● Besaran tegangan pada bagian kumparan primer umumnya memiliki nilai jauh lebih tinggi, apalagi jika dibandingkan dengan besar tegangan pada kumparan sekunder. (Vp > Vs).

● Besaran arus listrik yang bergerak masuk ke dalam kumparan primer akan memiliki nilai lebih kecil dibandingkan dengan kumparan sekunder (Ip < Is).

● Jumlah lilitan pada kumparan primer lebih banyak dibandingkan dengan kumparan primer (Np > Ns).

Prinsip Kerja Transformator

Transformator mempunyai cara kerja sebagai berikut:

1. Pertama-tama trafo akan dialiri tegangan input kemudian akan di proses masuk melalui kumparan primer
2. Sementara saat itu pada inti besi akan mengalami perubahan sehingga menghasilkan fluks magnet (medan magnet), proses ini terjadi ketika terdapat perubahan arus listrik AC (ada arus yang masuk).
3. elanjutnya, fluks magnet akan berjalan melalui kumparan sekunder maka hasilnya akan terjadi induksi gaya gerak listrik (GGL).

Rumus Transformator

1. Rumus Menghitung Lilitan

secara umum persamaan atau rumus menghitung trafo adalah sebagai berikut:

Keterangan:

V_p = Tegangan pada lilitan primernya (Volt)

V_s = Tegangan pada lilitan sekunder nya (Volt)

N_p = Jumlah lilitan primernya

N_s = Jumlah lilitan sekundernya

Dengan menggunakan rumus diatas, Anda dapat menghitung tegangan yang masuk ataupun keluar dari transformator. Tidak hanya itu saja, rumus ini juga dapat digunakan untuk menentukan berapakah jumlah lilitan yang terpasang pada inti besi baik bagian primer atau sekunder.

2. Rumus Menghitung Efisiensi Trafo

Selain rumus diatas, Anda juga perlu untuk mengetahui rumus menghitung efisiensi trafo. Berikut ini adalah rumusnya:

Keterangan:

η  = Efisiensi transformator (%)

P_s = Daya kumparan sekunder (Watt)

P_p = Daya kumparan primer (Watt)

I_s = Kuat arus kumparan sekunder (Ampere)

I_p = Kuat arus kumparan primer (Ampere)

V_s = Tegangan kumparan sekunder (Volt)

V_p = Tegangan kumparan Primer (Volt)

3. Rumus Menghitung Trafo Ideal

Berdasarkan hasil perhitungan dari rumus efisiensi transformator, jika menghasilkan nilai 100%, berarti besaran daya kumparan primer sama dengan kumparan sekunder. Kondisi seperti ini disebut juga sebagai transformator ideal. Nah untuk rumus matematis dari trafo ideal bisa dituliskan rumus transformator ideal sebagai berikut.

4. Rumus Menghitung Trafo Tidak Ideal

Tapi bagaimana jika nilai yang diperoleh justru kurang dari 100%? Ini artinya telah terjadi kehilangan daya atau dikatakan trafo tidak ideal. Untuk menghitungnya Anda perlu menggunakan rumus trafo tidak ideal. Adapun rumus transformator tidak ideal dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:

P_h = daya listrik yang hilang (W)

P_in = daya listrik yang masuk (W)

P_out = daya listrik yang keluar (W)

P_p = daya listrik lilitan primer (W)

P_s = daya listrik lilitan sekunder (W)