DASAR TENAGA LISTRIK 23 TRAFO Induksi Timbal Balik Trafo adalah alat elektromagnetik yang memindahkan tenaga listrik dari satu sirkuit ke sirkuit lainnya dengan induksi timbal balik. Trafo satu fasa mempunyai sebuah kumparan primer dan suatu kumparan sekunder. Generator AC menyediakan daya listrik kepada kumparan primer, lalu medan magnet yang diproduksi oleh kumparan primer mempengaruhi voltase kumparan sekunder, yang menyediakan tenaga ke beban. Trafo digunakan secara luas dalam sistem distribusi tenaga listrik untuk menaikkan voltase atau menurunkannya. Koefisien Timbal Balik Induksi bolak-balik antara dua lilitan kawat tergantung dari hubungan flux keduanya. Timbal balik ini akan mencapai maksimum apabila seluruh garis flux dari lilitan primer memotong seluruh lilitan kedua. Besarnya timbal-balik yang terjadi disebut dengan koefisien timbal balik. Untuk memaksimalkan koefisien timbal balik, kedua lilitan seringkali dipasang pada sebuah inti besi yang dipakai sebagai pengarah untuk garis flux. Berikut ini tentang trafo step-up dan step-down yang dipasang pada inti besi.
DASAR TENAGA LISTRIK 24 Voltase, Arus dan Banyaknya Lilitan di Kumparan Ada hubungan langsung antara voltase, impedansi, arus dan banyaknya lilitan pada kumparan trafo. Hubungan ini dapat dipakai untuk mendapatkan voltase primer maupun sekunder, arus, dan banyaknya lilitan di setiap kumparan. Jumlah lilitan pada kumparan menentukan sebuah trafo merupakan jenis step-up atau step-down. Jika lilitan kumparan primer < lilitan kumparan sekunder, maka disebut dengan step-up trafo. Jika lilitan kumparan primer > lilitan kumparan sekunder, maka disebut dengan step-down trafo. Pada saat jumlah lilitan pada kumparan primer maupun sekunder adalah sama maka input voltase, arus, dan impedansi adalah sama dengan outputnya. Step-Up Trafo Kumparan primer < kumparan sekunder. Jumlah lilitan pada kumparan primer maupun sekunder membentuk suatu nilai perbandingan. Di dalam contoh sirkuit di bawah ini voltase mengalami kenaikan dari 120 Volt AC ke 240 Volt AC. Karena impedansi juga mengalami kenaikan, arus mengalami penurunan dari 10 Ampere ke 5 Ampere.
DASAR TENAGA LISTRIK 25 Step-Down Trafo Step-down Trafo digunakan apabila diperlukan untuk menurunkan voltase. Rangkaian berikut ini menjelaskan tentang step-down trafo, dimana jumlah lilitan pada kumparan primer lebih banyak dari jumlah lilitan pada kumparan sekunder dengan perbandingan 2:1. voltase dan impedansi menurun, sedangkan arus mengalami kenaikan. Trafo Satu Fasa Berikut ini penjelasan trafo satu fasa dengan tegangan 120 atau 240 VAC. Dari sumber 240 VAC dijadikan dua buah sumber tenaga 120 VAC.
DASAR TENAGA LISTRIK 26 Rumus untuk Voltase, Kuat Arus, dan Lilitan pada Trafo Untuk mencari Voltase (V): Untuk mencari Kuat Arus (I): Untuk mencari jumlah lilitan (N): dengan: VS = Voltase sekunder VP = Voltase primer IS = Arus sekunder IP = Arus primer NS = Lilitan di Kumparan sekunder NP = Lilitan di Kumparan Primer VPxIP VS = dan IS VPxIP IS = dan VS NPXVS NS dan VP VSxIS VP = IP VSxIS IP = VP NSXVP NP VS Dengan menggunakan nilai untuk step-down Trafo di contoh sebelumnya, voltase kumparan sekunder akan bisa dicari. VS = (VP x IP) / IS VS = (240 Volt x 5 Ampere) / 10 Ampere VS = 1200 / 10 VS = 120 Volt
DASAR TENAGA LISTRIK 27 Ukuran Trafo Trafo diukur dalam kva (kilovolt-amps). Ukuran ini dipakai daripada Watt karena beban tidak murni resistif. Hanya beban resistif diukur dalam Watt. Ukuran kva menentukan arus pada Trafo yang disalurkan ke beban tanpa menghasilkan panas. Dalam Volt dan Ampere, kva dapat dihitung. Misalnya ada nilai kva dan Volt, maka Ampere dapat dihitung. kva = (Volt x Ampere) / 1000 Ampere=(kVA x 1000) / Volt dengan menggunakan gambar step-down Trafo, ukuran kva dapat dihitung. Ukuran kva pada Trafo berlaku sama pada lilitan primer maupun sekunder. Primer kva=(240 x 5) / 1000 = 1.2 kva Sekunder kva=(120 x 10) / 1000 = 1.2 kva Kehilangan Energi pada Trafo Kebanyakan energi listrik yang disediakan pada kumparan primer trafo dipindahkan ke kumparan sekunder. Dalam keadaan ini terjadi kehilangan energi yang disebabkan timbulnya panas pada kawat atau pada inti. Kehilangan energi pada inti dapat dikurangi dengan membuat inti menjadi lempengan-lempengan yang disatukan (laminasi).