Transformator

Published: Sabtu, 20 Oktober 2012

Kompetensi

- Mengidentifikasi jenis-jenis transformator.
- Menjelaskan prinsip kerja transformator.
- Mendefinisikan Integrated high voltage transformator.
- Mengidentifikasi rangkaian Integrated high voltage transformator.
- Menjelaskan prinsip kerja Integrated high voltage transformator.
- Mendefinisikan pengganda tegangan.
- Mengidentifikasi rangkaian pengganda tegangan.
- Menjelaskan prinsip kerja pengganda tegangan.
- Mendefinisikan fuse.
- Menyebutkan jenis - jenis fuse.
- Mengidentifikasi komponen fuse dalam rangkaian elektronika.
- Menjelaskan prinsip kerja fuse.

Pengantar

Transformator atau trafo adalah alat listrik melalui gandengan magnet memindahkan daya listrik dari suatu rangkaian ke rangkaian lainya dengan frekuensi yang sama. Tegangan dapat di naikan atau diturunkan sesuai dengan besar kecilnya arus yang mengalir dalam rangkaian.

Definisi Transformator

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. Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga listrik yaitu untuk menaikan tegangan dari pembangkit listrik, untuk ditransmisikan. Transformator juga dipakai untuk menurunkan tegangan listrik akan didistribusikan.

Dalam bidang elektronika, transformator digunakan antara lain sebagai gandengan impedansi antara sumber dengan beban, untuk memisahkan satu rangkain dari rangkaian yang lain; dan untuk menghambat arus searah sambil tetap melakukan atau mengalirkan arus bolak-balik antara rangkaian. Berdasarkan frekuensi, transformator dapat dikelompokkan sebagai berikut :

1. Frekuensi daya, 50 - 60 kc/s
2. Frekuensi pendengaran, 50 - 20kc/s
3. Frekuensi radio, diatas 30 kc/s.

Dalam bidang elektronika pemakaian transformator dikelompokkan menjadi :
1. Transformator inti besi
2. Transformator inti ferit
3. Transformator inti udara

Transformator inti besi

Trafo inti besi banyak dipakai sebagai alat interface, step up, step down rangkaian matching impedansi, matching voltage dalam rangkaian elektronik frekuensi rendah.

Simbol
Transformator inti besi

Gambar
Pengawatan Transformator

Gambar
Transformator inti besi

Transformator inti ferit

Trafo inti ferit banyak dipakai sebagai alat interface, Rangkaian matching Impedansi dalam rangkaian elektronik frekuensi menengah

Simbol
Transformator inti ferit

Gambar
Transformator inti ferit

Transformator inti udara

Trafo inti udara banyak dipakai sebagai alat interface rangkaian matching impedansi dalam rangkaian elektronik frekuensi tinggi.

Simbol
Transformator inti udara

Gambar
Transformator inti udara

Prinsip kerja Transformator

Prinsip dasar suatu transformator adalah induksi bersama (mutual induction) antara dua rangkaian yang dihubungkan oleh fluks magnet. Dalam bentuk yang sederhana, transformator terdiri dari dua buah kumparan induksi yang secara listrik terpisah tetapi secara magnet dihubungkan oleh suatu path yang mempunyai relaktansi yang rendah. Kedua kumparan tersebut mempunyai mutual induction yang tinggi. Jika salah satu kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, fluks bolak-balik timbul di dalam inti besi yang dihubungkan dengan kumparan yang lain menyebabkan atau menimbulkan ggl (gaya gerak listrik ) induksi ( sesuai dengan induksi elektromagnet) dari hukum faraday, Bila arus bolak balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl) .

Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban Z_L , I₂ mengalir pada kumparan sekunder, di mana

dengan θ₂ = faktor kerja beban.

Arus beban I₂ ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm) N₂ I₂ yang cenderung menentang fluks (φ) bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan I_M. Agar fluks bersama itu tidak berubah nilainya, maka pada kumparan primer harus dialiri arus I’₂, yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban I₂ hingga keseluruhan arus yang mengalir pada primer menjadi

I₁ = I₀ + I’₂

Bila rugi besi diabaikan (I_C diabaikan) maka I₀ = I_M

Dimana I_c = arus tanpa beban dan I_M = magnetisasi

I₁ = I_M + I’₂

Untuk menjaga agar fluks tetap tidak berubah sebesar ggm yang dihasilkan oleh arus pemagnetan I_Msaja, berlaku hubungan:

N₁ I_M = N₁ I₁ – N₂ I₂

N₁ I_M = N₁ (I_M + I’₂) – N₂ I₂

N₁ I’₂ = N₂ I₂

Karena nilai I_M dianggap kecil maka I’₂ = I₁ Jadi,

N₁ I₁ = N₂ I₂ atau

animasi pengawatan transistor

Definisi Integrated High Voltage Transformator

Setiap pesawat televisi, monitor computer sebagian besar menggunakan flyback atau Integrated High Voltage Transformator. Sedangkan yang dimaksud dengan Integrated High Voltage Transformator adalah transformator yang digunakan untuk membangkitkan tegangan tinggi dalam rangkaian pesawat video.

Gambar Integrated High Voltage Transformator

Gambar Simbol transformator flyback

Pinsip kerja Integrated High Voltage Transformator

Perlu dipahami bahwa yang digunakan untuk membangkitkan tegangan tinggi pada televisi berwarna umumnya adalah sistem flyback pada output sweep horizontal. Tegangan tinggi dihasilkan oleh pulsa retrace horisontal pada transformator out put. Selama sedang retrace horizontal , akan dihasilkan pulsa positif tegangan tinggi (HV) dari trafo fly back dibangkitkan oleh transformator (flyback) . Dan transformator output ini merupakan sirkit output penguat akhir horizontal. Cara-cara pemberian arus pada gulungan defleksi horizontal dan penggunaan demper dihasilkan tegangan yang sama.

Pengganda tegangan

Pengganda tegangan atau multiplier seperti diketahui fungsi transformator untuk menaikan atau menurunkan tegangan. Jika tegangan dinaikan, maka arusnya akan menurun, sebaliknya jika tegangan diturunkan maka arus akan naik. Pengganda tegangan adalah dua atau lebih penyearah tegangan puncak (peak rectifier) yang menghasilkan tegangan sesuai dengan perkalian tegangan input puncak (2V_p, 3V_p, 4V_p) dan seterusnya, penganda tegangan dipergunakan hanya pada beban konstan dan mempunyai impedansi tinggi atau tegangan inputnya stabil.

Pengganda tegangan terdiri dari :
1. Voltage doubler untuk menaikan tegangan input sebesar 2x
2. Voltage tripler untuk menaikan tegangan input sebesar 3x
3. Quadrupler untuk menaikan tegangan input sebesar 4x

Klarifikasi ini berdasarkan rasio tegangan output terhadap tegangan input misal pada voltage multiplier, tegangan inputnya naik sebesar 2 kali maka disebut voltage doubler contoh penggunaanya pada pensuplay CRT pada pesawat TV, Oskiloskop dan display komputer.

Gambar Rangkaian Voltage doubler

Gambar Rangkaian Voltage tripler

Gambar Rangkaian quadrupler

Definisi Sekering / Fuse

Sebagian besar pesawat elektronik menggunakan fuse/sekering, sedangkan pengertian fuse/sekering adalah bagian yang mengamankan pesawat elektronik bila terjadi hubung singkat atau kesalahan lain yang mengakibatkan arus naik secara tidak normal. Dengan demikian, seluruh pesawat dapat dihindari dari kerusakan total, misalnya terjadi hubung singkat dari salah satu atau beberapa komponen di dalam pesawat. Meskipun tugas utama sebagai pengaman, fuse atau sekering ini juga mempunyai tugas/kegunaan (tambahan), yaitu sebagai pemilih tegangan jala-jala.

Macam-macam fuse / sekering

Sekering/fuse yang umum digunakan adalah:

1. Sekering lebur

Sekering lebur akan bekerja ketika ada tegangan lebih (overvoltage) sehingga meleburkan elemen lebur yang memutus aliran arus pada rangkaian