Transformator

Dasar Perbedaan Trafo berdasarkan Frekuensi?
Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi-elektromagnet.
Berdasarkan frekuensi, transformator dapat dikelompokkan sebagai berikut:
1. Trafo daya, 50-60 Hz
2. Trafo pendengaran, 20 Hz-20 kHz
3. Trafo MF 455 kHz
4. Trafo RF,lebih dari 455 kHz
Pengelompokan tersebut didasarkan pada Hukum Faraday yang menjelaskan bahwa Turunan waktu pada Hukum Faraday menunjukkan bahwa fluks dalam teras adalah integral terhadap waktu dari tegangan yang diterapkan. hipotesis transformator ideal akan bekerja dengan arus eksitasi langsung, dengan fluks inti meningkat secara linear dengan waktu .Dalam prakteknya, fluks akan naik ke titik di mana jenuh magnetik inti terjadi, menyebabkan peningkatan yang sangat besar dalam arus dan panas berlebih transformator magnetizing. Praktis semua transformator harus beroperasi dengan bergantian (atau berdenyut)arus.
EMF transformator pada kepadatan fluks meningkat dengan frekuensi. Dengan beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi, transformator dapat secara fisik lebih kompak karena inti yang diberikan mampu mentransfer kekuatan lebih tanpa kejenuhan mencapai dan ternyata lebih sedikit diperlukan untuk mencapai impedansi yang sama. Namun, sifat seperti kehilangan inti dan konduktor efek kulit juga meningkat dengan frekuensi.Pesawat dan militer menggunakan peralatan yang pasokan listriknya 400 Hz yang digunakan untuk mengurangi inti dan beratnya angin. Sebaliknya, frekuensi yang digunakan untuk beberapa sistem elektrifikasi kereta api jauh lebih rendah (misalnya 16,7 Hz dan 25 Hz) dari frekuensi listrik normal (50 – 60 Hz) untuk alasan sejarah terutama berkaitan dengan keterbatasan awal traksi motor listrik . Dengan demikian, transformer digunakan untuk menurunkan kelebihan tegangan tinggi (misalnya 15 kV) jauh lebih berat untuk peringkat kekuatan yang sama daripada yang dirancang hanya untuk frekuensi yang lebih tinggi.
Pengoperasian transformator pada tegangan yang dirancang tetapi pada frekuensi yang lebih tinggi daripada yang dimaksudkan akan mengakibatkan berkurang magnetizing berjalan; pada frekuensi yang lebih rendah, magnetizing arus akan meningkat. Pengoperasian transformator di selain frekuensi desain mungkin memerlukan penilaian tegangan, kerugian, dan pendinginan untuk menentukan apakah operasi yang aman praktis. Sebagai contoh, transformator mungkin perlu dilengkapi dengan “volt hertz per” over-eksitasi relay untuk melindungi transformator dari tegangan lebih pada lebih tinggi dari frekuensi pengenal.
Salah satu contoh di Negara maju adalah transformator yang mereka gunakan untuk beberapa unit kereta api listrik berkecepatan tinggi, terutama yang dibutuhkan untuk beroperasi di perbatasan negara dengan menggunakan standar yang berbeda elektrifikasi. Posisi transformer tersebut dibatasi untuk digantung di bawah kompartemen penumpang. Mereka harus berfungsi pada frekuensi yang berbeda (turun ke 16,7 Hz) dan tegangan (hingga 25 kV) sedangkan menangani kebutuhan listrik yang disempurnakan yang dibutuhkan untuk mengoperasikan kereta api dengan kecepatan tinggi.
Pengetahuan tentang frekuensi alami dari lilitan transformator ini penting untuk penentuan respon transien gulungan untuk impuls dan tegangan gelombang switching.

Mengapa Trafo Pengukuran di bedakan dari Trafo Step-up dan Step-down?
Transformator Ukur
Transformator untuk pengukuran atau yang biasa disebut Transformator Ukur. Transformator ukur adalah Transformator yang di desain secara khusus untuk pengukuran dalam sistem daya. Transformator ini banyak digunakan dalam sistem daya karena mempunyai keuntungan, antara lain:
• Memberikan isolasi elektrik bagi sistem daya
• Tahan terhadap beban untuk berbagai tingkatan
• Tingkat keandalan yang tinggi
• Secara fisik lebih sederhana bentuknya, dan
• Secara ekonomi lebih murah

Transformator pengukuran terdiri dari:
• Transformator tegangan (Voltage transformator, VT atau Potential Transformator, PT)
• Transformator arus (Current Transformator, CT)

Arus dan tegangan pada peralatan daya yang harus dilindungi dirubah oleh transformator arus dan transformator tegangan ke tingkat yang lebih rendah untuk pengoperasian relai. Tingkat-tingkat yang lebih rendah ini diperlukan karena dua alasan, yaitu:
• Tingkat masukan yang lebih rendah ke relai-relai menjadikan komponen-komponen yang digunakan untuk konstruksi relai-relai tersebut secara fisik menjadi cukup kecil, karena itu dilihat dari segi ekonomi biayanya akan lebih murah.
• Dan bagi manusia (pekerja) yang bekerja dengan relai-relai tersebut dapat bekerja dalam suatu lingkungan yang aman.

Daya yang diserap oleh transformator ini untuk melakukan kerjanya tidak seberapa besar, karena beban yang dihubungkan hanya terdiri dari relai-relai dan alat-alat ukur (meteran) yang mungkin hanya digunakan pada waktu tertentu.

Beban pada transformator ukur (CT dan PT) dikenal sebagai muatan (Burden) dari transformator tersebut. Istilah muatan biasanya melukiskan impedansi yang dihubungkan pada kumparan sekunder transformator itu, tetapi dapat juga menetapkan voltampere yang diberikan kepada beban.
Transformator tegangan mempunyai standar tegangan sekunder 120 volt.
Transformator arus (CT) mempunyai standar arus sekunder 5 ampere.
Oleh karena itu Transformator Pengukuran dibedakan dengan Trafo Step-Up dan Step-Down karena hanya dapat melakukan fungsi pengukuran saja. Tidak bias menaikkan atau menurunkan arus dan tegangan, Transformator Pengukuran hanya mempermudah pekerja dalam membaca Tegangan dan Arus Listrik.

Jelaskan Pengertian dari:
a. Fluks Magnetik (Φ) adalah kerapatan garis-garis gaya dalam medan magnet, artinya fluks magnetik yang berada pada permukaan yang lebih luas kerapatannya rendah dan kuat medan magnetik lebih lemah, sedangkan pada permukaan yang lebih sempit kerapatan fluks magnet akan kuat dan kuat medan magnetik lebih tinggi.
Satuan internasional dari besaran fluks magnetik diukur dalam Weber, disingkat Wb dan didefinisikan dengan:
”Suatu medan magnet serba sama mempunyai fluks magnetik sebesar 1 weber bila sebatang penghantar memotong garis-garis gaya magnetik selama satu detik akan menimbulkan gaya gerak listrik (ggl) sebesar satu volt”

b. Gaya Gerak Listrik induksi (GGL induksi) adalah Arus listrik yang timbul karena adanya perubahan jumlah garis gaya magnet, yang mengakibatkan pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial. Beda potensial ini disebut gaya gerak listrik induksi (ggl induksi).
Persamaan Ggl induksi (εind) yang memenuhi hukum Faraday adalah sebagai berikut: