2.3 Transformator

Dalam sistem tenaga listrik, transformator (trafo) merupakan suatu alat listrik yang mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat ke tingkat yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip-prinsip induksi-elektromagnet. trafo dipergunakan untuk memindahkan energi dari satu rangkaian listrik ke rangkaian listrik berikutnya tanpa merubah frekuensi. Trafo dapat menaikkan dan menurunkan tegangan maupun arus trafo pada sistem tenaga dapat dibagi menjadi:
• Trafo penaik tegangan (step-up) yaitu trafo yang mengubah tegangan bolak-balik rendah menjadi tinggi, trafo ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np)
• Trafo penurun tegangan (step-down) yaitu trafo yang mengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).
• Trafo instrumentasi, trafo yang digunakan untuk pengukuran baik untuk tegangan maupun arus.
Trafo memiliki konstruksi yang terdiri dari sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis yang diklem jadi satu dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.

Gambar 2.10 Trafo

Sebuah trafo, seperti yang terlihat pada gambar 2.10 pada dasarnya terdiri dari dua buah lilitan, masing-masing disebut sebagai lilitan primer dan lilitan sekunder, yang terisolasi satu sama lainnya yang dililitkan pada inti yang sama. pada belitan primer ataupun sekunder diekivalenkan sebagai suatu resistansi R yang terhubung seri dengan induktansi L. Untuk lebih jelas, lihat gambar 2.11.

Gambar 2.11 Rangkaian Ekivalen Trafo

Hubungan antara E dan V pada trafo secara umum adalah sebagai berikut:
E = V – I (R + j XL)
E = V – I Z

Dimana: E = ggl yang dibangkitkan di belitan
V = tegangan yang masuk di primer / tegangan sekunder ke beban

Trafo hanya akan bekerja pada sumber arus bolak balik, jadi jika disuplai oleh suatu sumber searah, trafo tidak akan bekerja. Prinsip kerja trafo adalah berdasarkan hukum Ampere dan hukum Faraday, yaitu: arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Suatu sumber tegangan bolak balik yang disuplaikan pada belitan primer akan menimbulkan aliran arus bolak balik pada belitan primer ini. Aliran arus bolak balik ini akan mengubah jumlah garis gaya magnet. Akibatnya pada sisi primer menghasilkan fluks magnetik disepanjang inti trafo. Fluks magnetik ini akan menghasilkan ggl pada belitan sekunder trafo sesuai dengan hukum Faraday yang menyatakan bahwa “jika sebuah kawat penghantar dipotong oleh medan magnetik yang berubah terhadap waktu maka akan dibangkitkan ggl induksi pada kawat penghantar tersebut”.