Pengertian Transformator dan Prinsip Kerja Transformator

Pengertian Transformator dan Prinsip Kerja Transformator. Keberadaan energi listrik menjadikan aktivitas dan pekerjaan manusia menjadi sangat mudah. Dengan adanya listrik hampir seluruh kegiatan manusia digantikan dengan peralatan-peralatan yang dioperasikan oleh energi listrik. Energi listrik yang kita nikmati di rumah tidak terjadi begitu saja. Listrik dengan tegangan 220 volt di rumah kita tersebut dapat digunakan untuk menyalakan televisi sehingga kita dapat menikmati serunya menonton drama dan film-film aksi bolywood, mengatur suhu ruangan menggunakan air conditioner (AC), kipas angin, mengisi ulang daya perangkat-perangkat elektronik pribadi hingga menggunakan peralatan rumah tangga lainnya seperti kulkas, rice cooker, mixer, mesin cuci, dan banyak lagi.

Tegangan listrik 220 volt tersebut merupakan jenis tegangan dengan arus bolak balik/AC (Alternating Current). Listrik yang sampai di rumah kalian hingga dapat dinikmati umumnya berasal dari perusahaan listrik atau PLN. Tegangan listrik yang dihasilkan oleh PLN biasanya dapat mencapai ribuan bahkan jutaan volt untuk didistribusikan kepada pelanggannya yang sebelumnya tegangan listrik tersebut telah diturunkan sesuai kebutuhan dan umumnya 220 volt untuk pengguna rumah-rumah. Untuk dapat melakukan proses penurunan tegangan PLN menggunakan sebuah alat yang disebut dengan transformator. Transformator juga dikenal dengan istilah transformer.

Pengertian Transformator

Transformator atau biasa disingkat dengan istilah trafo adalah sebuah alat listrik yang digunakan untuk mengubah taraf tegangan listrik. Trafo listrik hanya beroperasi mengalirkan tegangan dengan arus bolak balik/AC. Pada transformator bekerja menggunakan prinsip induksi elektromagnet yang dimana konstruksinya menggunakan kawat penghantar atau konduktor yang dililitkan hingga menimbulkan fluks magnet di sekitar kawat penghantar tersebut ketika dialiri listrik.

Transformator mengubah taraf tegangan listrik maksudnya adalah menjadikan tegangan listrik yang keluar dari transformator berubah menjadi lebih tinggi ataupun lebih rendah dari tegangan listrik yang masuk ke transformator. Contohnya seperti tegangan 220 volt yang diturunkan menjadi 24 VAC dan 12 VAC ataupun tegangan listrik 12 volt yang dinaikkan menjadi tegangan 220 VAC.
Baca juga : Pengertian Trafo Step Up

Penggunaan trafo mempunyai peranan yang sangat penting dalam industri energi listrik. Pada perusahaan listrik atau PLN tegangan listrik yang dihasilkan oleh pembangkit kemudian dinaikkan menjadi ratusan kilo volt untuk dikirimkan ke wilayah-wilayah pengguna. Kemudian transformator lainnya berfungsi untuk menurunkan kembali tegangan yang akan digunakan di rumah-rumah ataupun perkantoran yang umumnya menggunakan listrik dengan tegangan 220 volt arus bolak balik.

Simbol Transformator dalam Rangkaian

Berikut adalah simbol transformator di dalam rangkaian elektronika.

simbol transformator atau simbol trafo dalam rangkaian

Prinsip Kerja Transformator

Transformator pada dasarnya memiliki dua buah kumparan atau lilitan yang disusun dari kawat-kawat penghantar listrik yang dililitkan pada sebuah inti besi. Inti besi juga disebut dengan Core. Kawat penghantar yang digunakan sebagai penyusun kumparan adalah kawat penghantar yang terisolasi dan biasanya material yang digunakan adalah tembaga.

Pada transformator bekerja dengan menggunakan prinsip elektromagnetik yang didasarkan pada hukum Faraday dan hukum Lorentz dibawah ini :

Hukum Faraday :

Gaya gerak listrik yang melewati kawat penghantar melingkar berbanding lurus dengan perubahan arus induksi per satuan waktu pada kawat penghantar melingkar tersebut, sehingga ketika ada arus yang mengalir pada kumparan maka akan menimbulkan medan magnet disekitar kumparan tersebut

Hukum Lorentz :

Arus bolak-balik (AC) yang mengalir mengelilingi inti besi akan mengakibatkan inti besi tersebut memiliki gaya magnet, dan apabila inti besi tersebut dikelilingi oleh suatu lilitan maka akan terjadi perbedaan tegangan diantara kedua ujung lilitan

Berdasarkan kedua hukum tentang induksi elektromagnetik tersebut, maka ketika kumparan primer dialiri arus bolak balik (AC) akan menyebabkan terjadinya medan magnet atau fluks magnetik pada inti besi transformator. Besarnya medan magnet yang dihasilkan tergantung pada arus listrik yang diberikan pada kumparan primer. Semakin besar arus yang diberikan maka semakin besar pula medan magnet yang dihasilkan.

Fluks magnetik yang terjadi akan menginduksi kumparan sekunder sehingga akan menimbulkan GGL (Gaya Gerak Listrik) induksi. Gaya gerak listrik ini kemudian akan mengakibatkan pelimpahan daya pada kumparan primer ke kumparan sekunder. Melalui proses tersebut, maka terjadilah perubahan taraf tegangan baik dari tegangan rendah menjadi tegangan yang lebih tinggi ataupun tegangan tinggi menjadi tegangan yang lebih rendah.
Baca juga : Pengertian Transformator Step Down

Inti besi pada transformator atau trafo pada dasarnya adalah material besi yang terisolasi dan tersusun secara berlapis-lapis dan berfungsi untuk mempermudah aliran fluks magnetik yang ditimbulkan oleh kumparan dan pelimpahan daya. Beberapa inti besi juga didesain untuk mengurangi suhu panas yang dihasilkan di dalam transformator.

Jika kita pernah membuka tranformator, sebenarnya inti besi yang digunakan tersusun dari lapisan-lapisan lempengan besi. Beberapa bentuk lapisan lempengan inti besi yang sering digunakan pada transformator adalah seperti berikut :

Lapisan lempengan besi berbentuk L-L
Lapisan lempengan besi berbentuk U-I
Lapisan lempengan besi berbentuk E-I
Lapisan lempengan besi berbentuk E-E

Rumus Transformator

Kapasitas transformator sangat ditentukan dari diameter kawat penghantar yang digunakan. Semakin besar diameter kawat penghantar yang digunakan maka akan semakin besar pula kapasitas transformator. Secara teori, semakin banyak lilitan maka akan semakin besar tegangan dan sebaliknya semakin sedikit lilitan maka akan semakin rendah tegangan yang dihasilkan. Hal tersebut didasarkan pada rumus transformator berikut :