Pengertian, Fungsi dan Prinsip Kerja Transformator

Transformator atau sering disebut dengan trafo merupakan salah satu komponen elektronika yang selalu ada dalam berbagai rangkaian elektronika yang dipakai sehari-hari. Sebenarnya apa fungsi dan cara kerja komponen transformator ini sehingga harus ada di hampir perangkat elekronika? Untuk mengetahuinya lebih lengkap dan jelas, baca pembahasan berikut mulai dari pengertian transformator.

Pengertian Transformator / Trafo

Pengertian Transformator atau biasa disebut trafo adalah sebuah komponen listrik yang berguna untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC. Komponen ini terdiri dari inti besi, coil atau kumparan liliten primer dan sekunder.

Transfornator ini bekerja berdasarkan dari prinsip Induksi Elektromagnetik dan hanya bisa berfungsi pada saat tegangan arus bertipe AC atau bolak balik. Sehingga trafo ini berperan penting dalam proses pendistribusian tenaga listrik.

Trafo ini bisa kita temukan dimana saja, tentunya di peralatan listrik rumah kita. Bila tidak ada trafo, maka kita tidak bisa memanfaatkan sebagian besar peralatan listrik.

Misalnya saja, Transformator ini menurunkan tegangan aliran listrik sebesar 220 V di setiap rumah warga yang umumnya mencapai puluhan hingga ratusan kilo Volt yang dihasilkan dari PLN.  Arus lsitrik 220V ini termasuk arus bolak-balik ( AC atau Alternating Current). Sehingga kita dapat menggunakan peralatan listrik secara aman.

Trafo dibuat sedemikian rupa hingga menjadi seluruh fluks magnet yang dihasilkan arus pada kumparan primer bisa masuk ke kumparan sekunder. Bentuk transformator ini juga hampir serupa dengan cincin induksi Faraday, yang terbagi dari dua kumparan yakni kumparan primer dan kumparan sekunder. Kedua kumparan tersebut dililitkan pada inti besi yang lunak secara terpisah.

Bentuk dan Simbol Transformator

Secara umum sebuah transformator terdiri dari dua lilitan atau kumparan kawat yang sudah terisolasi dan menggulung inti besi. Dua lilitan ini disebut dengan kumparan primer dan kumparan sekunder.

Fungsi Transformator ( Trafo)

Pada dasarnya fungsi transformator sebagai pengubah tegangan dari level tertentu ke level yang diinginkan. Sementara secara garis besar, fungsi transformator sebagai penyaluran energi listrik dari tegangan rendah menuju ke tegangan tinggi. Fungsi tersebut biasa disebut sebagai step up dan step down.

Seperti halnya dengan komponen lain seperti kapasitor, resistor, transistor, hingga dioda, transformator juga memegang peranan penting dalam dunia elektronika.

Berikut adalah fungsi transformator dalam kehidupan sehari-hari:

1. Distribusi dan Transmisi Listrik

Jarak yang terlalu jauh antara pembangkit listrik dengan beban listrik yang digunakan di tiap tumah dapat menyebabkan drop tegangan. Untuk itu tegangan harus dinaikkan sebelum distribusi dan transmisi listrik jarak jauh agar drop tegangan tidak terlalu besar.

Misalkan Perusahaan Listrik Negara (PLN) menghasilkan tegangan sebesar 13,8 KV lalu dinaikkan menjadi 150KV lalu diturunkan menjadi 380 V untuk didistribusikan di rumah-rumah warga.

2. Rangkaian Kontrol

Seperti benda-benda dan peralatan elektronik yang sering kita jumpai di rumah, seperti charger, camera dan sebagainya transformator sering difungsikan untuk menurunkan tegangan arus listrik agar dapat digunakan pada tegangan kontrol (5 Volt, 12 Volt dsb).

Sama halnya dengan rangkaian kontrol motor pada pabrik, trafo ini kerap digunakan untuk meng energize dan meng dienergize kontaktor yang digunakan untuk menghidupkan dan mematikan motor induksi.

3. Rangkaian Pengatur Frekuensi

Peran sebuah transformator juga sering dimanfaatkan di dalam dunia radio frekuensi, yakni sebagai pengatur besaran frekuensi yang dihasilkan. Akan teteapi disini bentuk dan dimensi jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan trafo yang seringkali digunakan pada sebuah rangkaian kontrol apalagi transformer atau trafo transmisi listrik.

Prinsip Kerja Transformator

Seperti yang sudah dijelaskan di atas bahwa sebuah trafo terdiri dari dua lilitan atau kumparan kawat yang terisolasi diantaranya kumparan primer dan kumparan sekunder. Dua kumparan ini meliliti pada sebuah besa yang disebut dengan inti besi atau core.

Cara kerja transformator atau trafo sama dengan prinsip induksi elektromagnet.

Saat kumparan primer (pertama) dilalui arus AC (bolak balik) maka akan membuat medan magnet atau fluks magnetik di sekitarnya. Kekuatan medan magnet (densitas Fluks Magnet) ini dipengaruhi oleh besar kecilnya arus listrik yang dialirinya. Semakin besar arus listrik tersebut maka semakin besar pula medan magnet.

Secara otomatis, fluktuasi medan magnet pada kumparan primer (pertama) akan menginduksi GGL (Gerak Gaya Listrik) dalam kumparan sekunder (kedua) dan terjadilah pelimpaham daya pada kumparan primer ke kumparan sekunder.

Arus induksi pada kumparan sekunder selalu mengalir dengan arah yang berlawanan dengan kumparan primer.

Sehingga, terjadilah pengubahan taraf tegangan listrik. Baik dari tegangan rendah menjadi tegangan yang lebih tinggi maupun dari tegangan tinggi menjadi tegangan yang rendah.

Adapun pada inti besi dari sebuah transformator secara garis besar adalah kumpulan lempengan-lempengan besi tipis yang terisolasi dan ditempel berlapis-lapis. Fungsinya sendiri adalah mempermudah jalannya fluks magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik kumparan serta untuk mengendalikan suhu panas.

Rasio lilitan yang berada pada kumparan sekunder terhadap kumparan primer sangat menentukan besarnya rasio tegangan kedua kumparan tersebut.

Rumus Transformator

Perbandingan pada lilitan pada trafo yaitu dilihat dari jumlah lilitan trafo pada kumparan sekunder (Ns) dengan jumlah lilitan pada kumparan primer (Np). Atau trafo bisa dirumuskan sebagai berikut:

n= Ns/Np

perbandingan pada jumlah lilitan primer  (Np) dengan sekunder (Ns) pada trafo sama dengN perbandingan tegangan primer (input) dan sekunder (output). Untuk menyatakan berapa penurunan serta kenaikan tegangannya adalah menggunakan persamaan sebagai berikut:

Vp/Vs = Np/Ns

Perbandingan antara kuat arus primer (lp) dengan kuat arus sekunder (Is) sama dengan perbandingan jumlah lilitan sekunder dengan lilitan primer.

Np/Ns = Is/Ip

Rumus Efisiensi Transformator

Efisiensi Transformator adalah besaran persentase harga dari perbandingan antara daya yang dihasilkan transformator setiap detik pada kumparan sekunder dengan daya yang diterima transformator tiap detik pada kumparan primer.

Bagian Bagian Transformator

1. Inti Trafo

Inti dari sebuah trafo bisa berasal dari beberapa jenis bahan, bahkan juga ada inti yang terbuat dari bahan udara. Namun secara umum inti trafo yaitu berupa besi.

Inti besi ini memiliki fungsi untuk mempermudah jalannya fluks atau medan magnet yang timbul saat coil/kumparan mendapat aliran arus listrik. Inti trafo ini terbuat dari jenis besi biasa yang disusun dari lempengan-lempengan besi tipis.

Inti trafo dengan bahan besi juga bisa mengurangi panas yang timbul atau lilitan tembaga yang bisa terbakar. Bentuk inti trafo sangat bervariasi, dan yang paling banyak digunakan adalah model El dan Teroid

2. Kumparan Trafo atau Coil

Kumparan atau Coil adalah lilitan kawat berisolasi yang mengelilingi inti besi trafo. Kumparan ini terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder secara terpisah.

Kumparan primer merupakan jalur masuknya arus listrik dari sumber dan ukuran kawat pada kumparan ini selalu lebih kecil dengan jumlah lilitan yang lebih banyak.

Kumparan sekunder merupakan jalur keluarnya arus ke beban dan ukuran diameter kawat pada kumparan ini lebih besar dengan jumlah lilitan yang lebih sedikit.

Penutup

Demikianlah pembahasan seputar pengertian hingga prinsip kerja sebuah transdormator. Semoga bisa paham akan transformator dan beramanfaat.