l8 - transformator - labdasar dan sentral UNAND

LISTRIK DAN OPTIK
L8 - TRANSFORMATOR
TUJUAN
1. Mempelajari tegangan dan arus induksi sebagai fungsi dari jumlah lilitan
2. Mempelajari karakteristik tegangan-arus dan daya-arus pada transformator
3. Menentukan bilangan transformator
I. LANDASAN TEORI
Transformator merupakan suatu peralatan listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari
satu atau lebih rangkaian ke rangkaian lainnya melalui suatu gandengan elekgtromagnetik yang bekerja
berdasarkan pronsip induksi elektromagnetik.
Jika arus bolak-balik I yang mengalir pada kumparan, menurut Hukum II Maxwell akan menghasilkan
tengangan induksi dalam kumparan sebesar :
=−
∙
∅
(1)
dengan N1 adalah jumlah lilitan dari kumparan dan  adalah kerapatan fluks magnet. Tegangan ini berlawanan
dengan V1, oleh karena itu :
=
∙
∅
(2)
Jika kumparan kedua terletak pada inti besi yang sama sehingga kerapatan fluks  yang sama menembus
kumparan kedua, maka tegangan induksi V2 adalah :
=
(3)
Transformer adalah sebuah alat yang terdiri dari lilitan primer, lilitan skunder dan inti yang berfungsi untuk
merubah besaran listrik. Hubungan antara tegangan V, arus I kumparan N dari Persamaan (3) dengan A sebagai
pembanding (bilangan transformator) :
=
=
=
(4)
dengan A > 1 untuk trafo step down dan A < 1 untuk trafo step up
Kerugian daya pada transformer terjadi pada inti material dan lilitan kawat primer dan arus skunder.
Kerugian lilitan (kerugian tembaga), dapat dihitung dari tahanan lilitan R dan arus :
kerugian daya = I p2  R p + I S2  R S
(5)
Kerugian inti dapat dihitung dari rangkaian tanpa beban :
Kerugian inti = daya primer - I p2  R p
(6)
Untuk menghitung efisiensi transformer dapat dilakukan dengan :
Efisiensi 
daya keluaran
daya keluaran  kerugian tembaga  kerugian inti
Laboratorium Fisika Dasar – UNAND
(7)
20
LISTRIK DAN OPTIK
II. PROSEDUR KERJA
II.1 Alat dan Bahan
1. Sumber tegangan bolak balik (AC)
2. Transformator
3. Papan rangkaian
4. Potensiometer
5. Kabel penghubung
II.2 Cara Kerja
A. Perbandingan Tegangan
1. Buat rangkaian seperti gambar berikut :
V
Vp
Vs
0
2. Ukur tegangan primer dan skunder untuk beberapa harga tegangan !
3. Tukarlah kumparan primer dan skunder, kemudian lakukan pengukuran seperti langkah 2!
B. Perbandingan Arus
1. Buat rangkaian seperti gambar berikut :
V
Ip
Is
0
2. Ukur tegangan primer dan skunder untuk beberapa harga arus!
3. Tukarlah kumparan primer dan skunder, kemudian lakukan pengukuran seperti langkah 2!
C. Transformer dengan beban
1. Buat rangkaian seperti gambar berikut :
V
0
Is
500
lilit
100
0
V
200/3
W
2. Aturlah tegangan primer sehingga diperoleh tegangan skunder 20 V pada kondisi tanpa beban
(untuk melakukan ini bukalah hubungan amperemeter dengan sekunder)!
3. Sambungkan ampermeter pada arus sekunder, kemudian atur arus sekunder dengan
potensiometer!
4. Catat beberapa nilai arus sekunder dan tegangan sekunder
Laboratorium Fisika Dasar – UNAND
21
LISTRIK DAN OPTIK
D. Kerugian Transformer
D.1. Kerugian inti
1. Ukurlah arus dan tegangan primer untuk keadaan tanpa beban
2. Ulangi langkah 1 untuk arus dan tegangan yang berbeda
D.2. Kerugian lilitan
1. Dari percobaan C tentukan arus skunder, kemudian ukur arus primer
2. Ulangi langkah 1 untuk beberapa harga arus
3. Ukurlah hambatan kawat pada lilitan primer dan lilitan skunder
PERTANYAAN
1.
2.
3.
4.
5.
Mengapa transformer dapat merubah tegangan dan arus?
Apa yang disebut dengan transformer step-up arus transformer step-down?
Jelaskan mekanisme terjadinya kerugian pada inti dan bagaimana cara mereduksinya!
Jelaskan tentang isolating, auto transformer dan variabel auto transformer?
Sebutkan manfaat dari transformer serta peralatan yang dapat memanfaatkan transformer!
EVALUASI
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Cari hubungan tegangan dengan kumparan transformer!
Cari hubungan arus dengan kumparan transformator!
Gambarlah karakteristik tegangan arus transformator!
Gambarlah karakteristik daya-arus transformator!
Hitung efisiensi transformator!
Beri analisa dan kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan!
Laboratorium Fisika Dasar – UNAND
22