17 Fungsi Trafo Berdasarkan Jenis dan Cara Kerjanya

Fungsi trafo – Listrik, tidak bisa dipungkiri, merupakan salah satu penemuan manusia yang paling fenomenal.

Bagaimana tidak? Berawal dari pemikiran Thales pada tahun 640-546 sebelum masehi, kemudian dikembangkan oleh Benjamin Franklin pada tahun 1751-an. Setelah itu, listrik menjadi kebutuhan utama manusia.

Di era modern seperti sekarang, keberadaan listrik adalah hal yang mutlak. Tanpa listrik, banyak kegiatan yang terhenti. Nah, untuk memastikan kita semua tetap mendapatkan pasokan aliran listrik setiap saat, digunakan sebuah alat yang disebut dengan transformator alias trafo.

Fungsi trafo yang utama adalah untuk mentransfer tenaga listrik pada rangkaian listrik, selain itu trafo juga sering dimanfaatkan untuk menurunkan maupun menambah level tegangan pada setiap rangkaian.

Meskipun memiliki peran yang penting, tidak banyak orang yang mengerti apa itu trafo, sistem kerja dan juga fungsi trafo yang lainnya. Maka dari itu, Gramedia akan mengajak kamu mengenal trafo lebih jauh lagi.

Prinsip kerja trafo

Sebagai alat yang berfungsi mentransfer tenaga listrik, trafo memiliki prinsip kerja tersendiri yang menggunakan prinsip induksi elektromagnetik GGl induksi. Dengan kata lain, trafo mampu mengubah tegangan berdasarkan jumlah lilitan yang ada pada kawatnya untuk mentransmisikan energi.

Transmisi energi sendiri bisa diartikan sebagai energi yang masuk dan keluar melalui kapas trafo. Artinya, dalam prosesnya akan ada energi yang hilang sehingga efisiensi dari trafo harus dihitung. Untuk menghitung efisiensinya, digunakanlah rumus berikut ini:

Berdasarkan hasil perhitungan efisiensi ini, trafo kemudian dibagi menjadi dua jenis, yaitu trafo ideal dan juga trafo tidak ideal.

Trafo Ideal 

Seperti namanya, trafo ideal merupakan trafo yang memiliki efisiensi 100% atau Pprimer = Psekunder. Dengan demikian, pada trafo ideal energi yang masuk akan sama dengan daya yang keluar, sehingga tidak akan ada energi yang hilang. Sayangnya, trafo ideal hanya berhenti sampai konsep dan tidak bisa ditemukan di dunia nyata.

Transformator Tidak Ideal 

Jenis yang kedua adalah trafo tidak ideal yang efisiensinya beragam, mulai dari 0% sampai dengan 100%. Pada jenis trafo ini, daya yang keluar adalah Psekunder < energi yang masuk sehingga saat transmisi terjadi, ada energi yang hilang.

Lebih jauh lagi, trafo adalah alat yang terdiri dari 2 buah kumparan kawat yang terisolasi, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Ketika kumparan primer dialiri dengan arus AC, akan menimbulkan medan magnet di sekitarnya.

Kemudian fluktuasi medan magnet pada kumparan primer ini akan menginduksi gaya gerak listrik di dalam kumparan sekunder. Nah, disinilah terjadi proses transfer daya antara kumparan primer dengan kumparan sekunder agar taraf tegangan listrik dapat berubah.

Perubahan tegangan ini bisa dari tegangan yang tinggi ke tegangan rendah maupun sebaliknya. Selain itu, di dalam trafo juga ada inti besi yang biasanya berupa kumpulan lempeng besi tipis yang terisolasi. Kumpulan lempeng besi ini ditempel berlapis supaya fluk magnet dapat berjalan dengan mudah dan juga untuk mengurangi suhu panas yang dihasilkan arus listrik.

Grameds, berbicara tentang fungsi trafo pasti akan berhubungan dengan arus listrik. Buat kamu yang ingin belajar tentang arus listrik, buku Mesin Listrik Arus Bolak-Balik bisa jadi referensi utamamu. Pasalnya dalam buku ini ada teori dasar tentang mesin-mesin listrik arus bolak-balik yang mencakup generator sinkron, motor sinkron, dan motor induksi.

Fungsi Trafo

Sebagai salah satu komponen elektronik yang krusial, fungsi trafo tentu tidak bisa dianggap sepele. Salah satunya seperti yang sudah disebutkan di awal tadi, yaitu untuk memindahkan tenaga listrik diantara dua buah rangkaian listrik yang terjadi dalam frekuensi yang sama. Namun masih ada fungsi trafo yang lainnya, yaitu:

1. Sebagai transmisi Listrik

Trafo sering digunakan untuk menaikan tegangan listrik yang ada pada pembangkit listrik sebelum didistribusikan pada pelanggan. Biasanya hal ini dilakukan karena jarak antara pembangkit dengan rumah pelanggan yang jauh.

Dengan metode ini, tegangan tidak akan menurun dan biaya listrik jadi lebih murah karena kabel yang digunakan lebih kecil dari metode lainnya, Kemudian trafo juga digunakan untuk menurunkan maupun menaikkan tegangan listrik sebab secara teori semakin besar tegangannya, arus akan semakin kecil.

2. Sebagai rangkaian kontrol

Trafo juga dimanfaatkan dalam berbagai perangkat elektronik sebagai rangkaian kontrol yang menurunkan tegangan listrik. Dengan bantuan trafo, perangkat elektronik bisa digunakan pada tegangan yang lebih kecil, mulai dari 5V, 12V, dan yang lainnya.

Kalau kamu penasaran, coba perhatikan charger smartphone yang kamu miliki. Di charger tersebut pasti ada tulisan “Input: 200V, Output: 5V”. Tulisan ini menunjukkan bahwa tegangan 200 volt akan diubah menjadi tegangan DC 5 volt dengan menggunakan trafo.

Contoh lainnya, anggaplah kamu mempunyai laptop yang hanya mampu menahan daya 19V sementara tegangan listrik di rumahmu adalah 200V. Untuk mengecas laptop tersebut, kamu harus menurunkan tegangan listrik di rumah menggunakan chaarger laptop.

Prinsip yang sama digunakan juga pada rangkaian kontrol yang ada di pabrik-pabrik besar. Di pabrik, trafo dimanfaatkan untuk meng-energize dan meng-dienergize kontraktor saat menyalakan maupun mematikan motor induksi.

Masih bingung dengan prinsip rangkaian listrik? Tak perlu khawatir sebab buku Dasar-dasar Rangkaian Listrik bisa kamu jadikan sebagai referensi untuk mempelajari hal ini lebih dalam lagi.

3. Sebagai rangkaian pengatur frekuensi

Fungsi trafo yang berikutnya adalah menjadi rangkaian pengatur frekuensi dalam Radio, hanya saja dimensi serta bentuk trafo untuk ini lebih kecil daripada trafo yang dipakai pada rangkaian kontrol.

Fungsi Trafo Berdasarkan Jenisnya

Saat ini ada banyak jenis trafo yang digunakan oleh manusia dan setiap jenis memiliki fungsi yang berbeda-beda. Namun secara umum, trafo biasa dibedakan berdasarkan fungsinya, cara kerja, komponen, dan yang lainnya.

1. Trafo Step Up

Trafo step up merupakan jenis trafo dengan lilitan sekunder yang lebih banyak dibanding lilitan primernya sehingga berfungsi sebagai penarik tegangan. Trafo jenis ini banyak digunakan dalam rangkaian pembangkit tegangan pada perangkat elektronik. Contohnya seperti trafo inverter yang ada pada TV serta monitor LCD. Selain itu, trafo step up juga sering dipakai untuk menaikan tegangan AC.

2. Trafo Step Down

Trafo step down adalah kebalikan dari trafo step up karena jumlah lilitan sekundernya lebih sedikit dibanding lilitan primernya. Dengan demikian, trafo jenis ini biasa digunakan sebagai penurun tegangan.

Kamu bisa menemukan trafo step down dengan mudah di toko-toko elektronik. Misalnya seperti trafo 1A, 2A, 3A dan yang lainnya. Selain itu, kamu juga bisa menemukan trafo step down dalam speaker aktif, power amplifier, TV dan peralatan listrik rumah tangga.

3. Trafo Isolasi

Trafo isolasi adalah jenis trafo yang jumlah lilitan sekundernya sama dengan lilitan primer sehingga kedua tegangannya sama besar. Akan tetapi, beberapa trafo isolasi sengaja dibuat dengan gulungan sekunder yang lebih sedikit untuk menghindari kerugian.

Jenis trafo ini biasa dipakai dalam rangkaian inverter yang berfungsi mengubah tegangan DC menjadi tegangan AC tanpa mengubah besar tegangannya. Adapun prinsip kerja trafo ini adalah mengisolasi tegangan tanpa meningkatkan maupun menurunkan tegangannya.

4. Trafo CT dan Trafo Non CT

Trafo CT dan Trafo Non CT adalah dua jenis trafo dengan fungsi yang berbeda. Trafo CT biasanya dipakai untuk membuat rangkaian power supply simetris dengan gelombang yang penuh.

Seperti yang ada pada amplifier. Sementara itu, trafo Non CT banyak digunakan pada power supply non simetris yang hanya memiliki dua buah kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif.

5. Trafo Daya

Trafo daya adalah jenis trafo yang banyak dipakai di gardu transmisi maupun stasiun pembangkit listrik. Secara umum, trafo daya termasuk ke dalam trafo yang tingkat insulasinya tinggi.

Selain itu, trafo daya juga mempunyai ukuran yang besar sehingga sangat cocok untuk digunakan dalam transfer daya yang tinggi. Batas maksimal yang bisa ditangani oleh trafo ini mencapai 33 Kilo Volt lho Grameds.

6. Trafo Distribusi

Trafo distribusi merupakan jenis trafo yang berfungsi mendistribusikan energi listrik dari pembangkit ke lokasi industri maupun rumah-rumah pelanggan. Karena itu trafo ini disebut sebagai”trafo distribusi”.

7. Trafo PLN

Trafo PLN adalah jenis trafo yang keberadaannya sangat penting bagi keberlangsungan listrik di negeri kita. Yup, seperti namanya, trafo ini digunakan oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN) menaikkan dan menurunkan daya, serta keperluan yang lainnya.

8. Trafo Arus

Trafo arus adalah jenis trafo yang memiliki fungsi mengkonversi arus primer dengan nilai arus yang besar. Biasanya, nilai arus primernya berkisar antara puluhan hingga ribuan ampere.

Nah, nilai yang besar ini nantinya akan dikonversi ke dalam arus sekunder yang nilainya lebih rendah, seperti 1A, 5A, atau nilai lain yang sesuai dengan kebutuhannya.

9. Autotransformator

Jenis trafo yang satu ini hanya mempunyai satu lilitan yang berlanjut secara listrik serta dilengkapi dengan sadapan tengah. Selain itu, sebagian lilitan primer dalam trafo ini berlaku juga sebagai lilitan sekunder.

Fasa arus yang ada pada lilitan sekunder autotransformator akan selalu berlawanan dengan arus primernya. Dengan demikian, tarif daya lilitan sekunder yang sama bisa dibuat dengan memakai kawat yang ukurannya lebih tipis dari kawat pada trafo biasa.

Keunggulan utama trafo ini terletak pada ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian yang lebih rendah dibanding trafo dua lilitan. Sayangnya, trafo ini tidak mampu memberikan isolasi antara lilitan primer dengan lilitan sekundernya. Makanya, autotransformator biasanya tidak digunakan untuk menarik tegangan lebih dari 1,5 kali.

10. Autotransformator variabel

Autotransformator variabel merupakan pengembangan dari autotransformator biasa. Pada trafo ini, sadapan tengahnya bisa diubah-ubah sesuai kebutuhan sehingga perbandingan antara lilitan primer dan lilitan sekundernya pun menjadi tidak tetap.

11. Trafo pulsa

Trafo pulsa merupakan trafo yang dibuat khusus agar bisa mengeluarkan gelombang pulsa. Trafo jenis ini memakai material inti yang cepat jenuh, karena itu fluks magnet akan berhenti berubah setelah arus primernya mencapai titik tertentu.

Kemudian, GGL induksi pada lilitan sekunder dalam trafo ini hanya terbentuk ketika ada perubahan fluks magnet sehingga trafonya hanya menghasilkan gelombang pulsa saat inti tidak jenuh, yaitu ketika arus pada lilitan primernya berbalik arah.

12. Trafo satu fasa

Trafo satu fasa merupakan trafo daya yang bekerja dengan memanfaatkan arus bolak-balik satu fasa. Dengan kata lain, trafo ini sangat mengandalkan siklus tegangan yang beroperasi dalam satu fasa saja.

Trafo jenis ini identik dengan lilitan kumparan yang dililitkan pada inti serta saling terhubung satu sama lain secara magnetis. Kemudian, dalam trafo ini terdapat dua garis di bagian atas dan bawahnya. Kedua garis ini berguna untuk mengidentifikasikan terminal belitan primer dan sekunder.

13. Trafo tiga fasa

Trafo tiga fasa merupakan tiga buah trafo yang dihubungkan secara khusus. Lilitan primer ketiga trafo ini umumnya dihubungkan secara bintang (Y) sedangkan lilitan sekundernya dihubungkan secara delta ().

14. Trafo tegangan

Jenis trafo yang terakhir adalah trafo tegangan. Ini merupakan trafo satu fasa step-down yang dapat mentransformasi tegangan yang tinggi maupun tegangan menengah ke tegangan rendah sehingga bisa digunakan pada perlengkapan indikator, alat sinkronisasi, relay, dan alat ukur.

Trafo tegangan diciptakan dengan pertimbangan harga serta bahaya yang mungkin ditimbulkan oleh tegangan tinggi. Itulah mengapa, prinsip kerjanya mirip seperti trafo daya, namun pada rancangannya ada beberapa perbedaan:

• Kapasitasnya lebih kecil, yaitu 10 sampai 150 VA karena hanya digunakan untuk daya yang kecil
• Galat faktor transformasi serta sudut fasa tegangan primer dan sekundernya lebih kecil agar bisa mengurangi terjadinya kesalahan dalam pengukuran.
• Salah satu terminal pada sisi tegangan tinggi dibumikan
• Tegangan pengenal sekunder biasanya berkisar antara 100 atau 1003.

Jenis Transformator Berdasarkan Bahan Inti (Core)

Jika dilihat dari bahan inti (core) nya, trafo dapat dibedakan menjadi empat jenis yaitu trafo berinti udara (air core transformer), trafo berisi besi (iron core transformer), trafo berinti ferit, dan trafo berinti toroidal.

1. Trafo berinti Udara (Air Core Transformer)

Trafo berinti udara (air core transformer) memiliki gulungan primer dan gulungan sekunder yang dililitkan pada inti yang terbuat dari bahan non magnetik. Bahan non-magnetik ini bisa berupa karton maupun kertas.

Dengan kata lain, hubungan fluks antara gulungan primer dan gulungan sekunder terjadi melalui udara. Kemudian, induktansi mutual atau tingkat kopling antar lilitan nya lebih kecil daripada trafo memiliki inti besi.

Salah satu fungsi utama dari trafo ini adalah untuk memenuhi keperluan pada frekuensi yang tinggi sebab kerugian histeris dan juga kerugian arus eddy yang sering muncul pada trafo inti besi bisa diminimalisir.

2. Trafo berinti Besi (Iron Core Transformer)

Trafo berinti besi (iron core transformer) merupakan trafo yang gulungan primer dan gulungan sekundernya dililitkan pada inti besi. Inti besi ini terdiri dari beberapa lapis besi tipis yang dilaminasi.

Salah satu keunggulan trafo jenis ini adalah efisiensinya lebih baik daripada trafo dengan inti udara. Keunggulan ini didapatkan dari bahan besi yang memiliki sifat magnetik dan konduktif.

Dengan demikian, fluks magnet yang dihasilkan dari arus listrik kumparan dapat berjalan lebih mudah dan juga tidak terlalu banyak mengeluarkan suhu yang panas. Jenis trafo ini biasanya dimanfaatkan untuk keperluan pada frekuensi yang rendah.

3. Trafo inti ferit

Trafo inti ferit dirancang secara khusus untuk mengatasi permeabilitas magnetik yang cukup tinggi. Itulah sebabnya trafo ferit memiliki kerugian yang sangat rendah ketika digunakan daripada trafo yang berfrekuensi tinggi.

4. Trafo inti toroidal (toroidal core transformer)

Trafo inti toroidal adalah trafo yang memakai bahan berbentuk toroid seperti yang ada pada inti ferit atau inti besi. Toroid sendiri merupakan bahan inti yang bentuknya mirip seperti donat. Pada praktiknya, trafo berinti toroidal ini lebih sering dipakai untuk kinerja listrik yang lebih unggul. Salah satu keunggulan trafo ini ada pada lilitannya yang relatif lebih pendek serta bobot yang lebih ringan daripada jenis trafo lainnya.

Penutup

Berdasarkan penjelasan tentang fungsi trafo dan juga jenis-jenisnya, ada satu hal yang bisa kita pelajari yaitu manusia selalu punya cara untuk memenuhi kebutuhannya, termasuk dalam urusan listrik.

Buktinya, meski secara umum trafo berfungsi untuk transmisi listrik, rangkaian kontrol, dan rangkaian pengatur frekuensi, namun kebutuhan manusia yang beragam telah melahirkan 14 jenis trafo yang berbeda.

Nah Grameds, selesai sudah pembahasan mengenai fungsi trafo. Kalau kamu ingin mempelajari alat-alat listrik yang lainnya, kamu bisa membaca buku Instalasi dan alat-alat listrik karena dalam buku ini ada penjelasan soal nama peralatan untuk instalasi listrik dan fungsinya. Buku ini bisa kalian dapatkan di gramedia.com.

Untuk mendukung Grameds dalam menambah wawasan, Gramedia selalu menyediakan buku-buku berkualitas dan original agar Grameds memiliki informasi #LebihDenganMembaca.

Penulis: Gilang Oktaviana

sumber:

https://www.merdeka.com/jabar/8-fungsi-trafo-berdasarkan-jenisnya-ketahui-cara-kerjanya-kln.html

https://www.zenius.net/blog/transformator

https://www.duniaelektronik.net/fungsi-trafo-jenis-jenis-trafo/

Idham A. Djufri(\ (2021) Transformator. Penerbit Deepublish

Baca juga: