Induksi Timbal Balik - Alumni Teknik Sipil UNS Surakarta

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):
VS =
Untuk mencari Kuat Arus (I):
IS =
Untuk mencari jumlah lilitan (N):
VPxIP
VSxIS
dan IP =
VS
VP
NS 
dengan:
VPxIP
VSxIS
dan VP =
IS
IP
NPXVS
NSXVP
dan NP 
VP
VS
VS = Voltase sekunder
VP = Voltase primer
IS = Arus sekunder
IP = Arus primer
NS = Lilitan di Kumparan sekunder
NP = Lilitan di Kumparan Primer
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).