TRANSFORMATOR PRINSIP DASAR RANGKAIAN EKIVALEN

Transkripsi

1 PRISIP DASAR RAGKAIA EKIVALE PEGUKURA SISTEM PER UIT (PU) TAPA BEBA+PEGUJIA BERBEBA+PEGUJIA HUBUG SIGKAT PEGATURA TEGAGA OPERASI PARALEL RUGI DA EFISIESI TIGA FASA AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 0

2 .PRISIP DASAR Transformator ialah peralatan listrik untuk mentranformasikan tegangan (Volt), dengan besar daya tetap (konstan). Transformator merupakan kopling elektromagnetik. Beban dan sumber daya elektris tidak berhubungan hubungan langsung. H φ i i V Load l c AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA

3 .. MEDA MAGET DA MEDA LISTRIK Gerakan elektron menyebabkan terjadinya : Aliran arus Medan magnet (putaran fluks magnet garis gaya magnet ; φ) A Fluks magnet, φ [ Weber ; Wb ] Rapat (Densitas) Medan Magnet B, yaitu banyaknya fluks magnet yang menembus suatu luas permukaan bidang tertentu A, B [ Wb/m ]. AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA

4 Intensitas Medan Magnet (Kuat Medan Magnet), yaitu besarnya fluks magnet sepanjang lintasan l c ; Intensitas Medan Magnet H [ Wb/m ]. B danh merupakan besaran-besaran vektoris yang mempunyai besaran (skalar) dan arah. B φ A [ Wb/m ] φ H i l c V A A A A µ r AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 3

5 Untuk suatu luas elemen tertentu, maka densitas (rapat) medan magnet menjadi : Φ B da [ Wb ] da Elemen luas penampang [ m ] Hubungan antara densitas dan intensitas dinyatakan dengan : B µ H [ Wb/m ] µ µ o. µ r Permeabilitas µ o µ r Permeabilitas udara 4 x 0-7 [ H/m Henry/meter] Permeabilitas material. Setiap material mempunyai nilai permeabilitas yang berbeda-beda tergantung dari jenis material itu sendiri, [ H/m ]. AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 4

6 Hubungan arus listrik dan medan magnet pda sutau inti besi yang dililit oleh kumparan dinyatakan oleh hukum Ampere : i H l [ Ampere-Turn ] Jumlah lilitan i Arus listrik [ A ] H Kuat medan magnet [A/m] l Panjang lintasan [ m ] AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 5

7 .. TEGAGA IDUKSI DA HUKUM FARADAY V λ V max t V s e ind Menurut Faraday medan magnet yang berubah-ubahmenurut waktu akibat arus bolak-balik yang berbentuk sinusoid menyebabkan dibangkitkannya atau diinduksikannya medan listrik, sehingga terjadi tegangan induksi yang disebut sebagai gaya gerak listrik (ggl) e d φ d λ AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 6

8 λ φ merupakan fluks linkage(fluks gandeng) dφ Garha fluks yang berubah-ubah menurut waktu Perubahan fluks yang menghasilkan gaya gerak listrik (ggl) atau tegangan induksi (e ind ) karena : Perubahan besar yegangan menurut waktu karena arus bolak-balik (sinusoid). Fungsi putaran (θ), akibat berputarnya rotor pada mesin-mesin listrik dinamis. R rt R st F mek e ind V t MOTOR Mekanik Rotor Stator Magnet Elektrik GEERATOR AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 7

9 Hukum Faraday, lebih rinci, dituliskan sebagai : Edl d BdA e ind d λ ( θ, t ) d λ ( θ, t) λ d θ + θ λ t e ind λ θ d θ λ t e(induksi) e(rotasi) + e (transformasi) AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 8

10 Untuk mesin listrik statis : Transformasi e (transformasi) Untuk mesin Dinamis : Mesin Arus Searah : Rotasi e (rotasi) Mesin Arus Bolak-balik : Rotasi + Transformasi e (transformasi)+e (rotasi).3. PRISIP DASAR RAGKAIA MAGET Arus yang dialirkan melalui konduktor kawat t berupa kumparan yang melilit suatu inti besi, maka pada kumjparan tersebut akan terkadi Gaya Gerak Magnet (ggm): `FR F i [ Ampere-Turn] AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 9

11 φ I R [Weber] R µ A [Ampere-Turn/Weber] R I φ µ A R V I σ A Gaya Gerak Magnet (ggm) J Gaya Gerak Listrik (ggl) e, E Fluks φ Arus Listrik i, I Reluktasnsi R Tahanan R Kerapatan Fluks B Kerapatan Arus i/a, I/A Kuat Medan H Intensitas Medan Listrik ε Permeabilitas µ Konduktivitas σ AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 0

12 . IDEAL A. IDUKTASI BERSAMA H φ + i i + V V - - l c Hukum Faraday dφ dφ dφ v ( t) + AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA

13 Flukx magnet sebanding dengan arus listrik di v ( t) L + L di Induktansi sendiri Induktansi bersama di v t L L di ( ) + v ( t) L + L di di Bila L L M maka L L L L di v ( t) L + M di di v ( t) M + L di AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA

14 B. TEGAGA H φ + i i + - V V Z L Load - l c Input Tegangan AC Menghasilkan fluks V dφ v ( t) φ dφ v ( t) m 4.44 f φ max AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 3

15 Fluks berubah menurut waktu φ memasuki kumparan, sehingga menghasilkan tegangan pada kumparan. dφ v ( t) Oleh karena itu d φ v v d φ v ( t) Unutk transformator idel, rugi daya dianggap ol, maka : v v V i V i a V /V / AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 4

16 C. ARUS Medan magnet menghasilkan gaya gerak magnet (magnetomotive force), mmf : F i Total medan magnet yang terpakai pada inti besi : F i i R φ Untuk Transformator ideal, dianggap tahanan magnet R 0, maka i i i i AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 5

17 D. IMPEDASI Impedansi beban Z V L I Impedansi masukan Maka Jadi secara menyeluruh dan Z i V I Z V V I Disebut perbandingan tegangan atau perbandingan lilitan i a V /V / Z L I Z i Z n L AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 6

18 E. DAYA Bila daya adalah P vi Maka daya pada kumparan primer P v i Dan daya pada kumparan sekunder atau beban P v i Untuk transformator ideal, daya yang dikirmkan dari sumber pada kumparan primer sama dengan daya yang ditransfer kepada beban (kumparan sekunder) v v i i P vi vi P AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 7

19 3. RAGKAIA EKIVALE Pada transformator aktual : Permeabilitas inti besi tidak tak terbatas (memiliki harga tertentu). Arus magnetisasi (Im) tidak diabaikan. Inti besi digambarkan dengan reaktansi magnet Xm Rugi inti besi, terdiri dari : Histerisis dan Rugi Arus Eddy (Eddy Current), digambarkan dengan Rc Rc dan Xm terhubung paralel. R X X R I I V R C I C I M X M E E Z L V AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 8

20 3.. PEYEDERHAAA RAGKAIA EKIVALE Pada Transformator ideal : E a E I I /a E E Z a Z I a I Impedansi rangkaian sekunder dapat ditransfer ke dalam rangkaian primer R X a X a R I V I R C I C I M X M I I /a E av E V AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 9

21 . TAPA BEBA H φ i i V e e AGUS R UTOMO DEPARTEME TEKIK ELEKTRO UIVERSITAS IDOESIA - JAKARTA 0

22 . BERBEBA H φ i i V E E Z L