Trafo
Transformator atau transformer atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain.Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.
Trafo terdiri dari dua gulungan kawat yang terpisah, satu sama lain, yang dibelitkan pada inti yang sama.
Daya listrik dipisahkan dari kumparan primer ke kumparan sekunder dengan perantaraan garis gaya magnet (flux magnet) yang dibangkitkan oleh aliran listrik yang mengalir melalui kumparan primer.
Untuk dapat membangkitkan tegangan listrik pada kumparan sekunder, flux magnet yang dibangkitkan oleh kumparan primer harus berubah-ubah. Untuk memenuhi hal ini, aliran listrik yang mengalir melalui kumparan primer ini haruslaah aliran listrik bolak-balik.
Saat kumparan primer dihubungkan ke sumber listrik AC, pada kumparan primer timbul gaya gerak magnet bersama yang bolak-balik juga. Dengan adanya gaya gerak magnet ini, di sekitar kumparan primer timbul flux magnet bersama yang juga bolak-balik. Adanya flux magnet bersama ini, pada ujung-ujung kumparan sekunder timbul gaya listrik induksi sekunder yang mungkin sama, lebih tinggi, atau lebih rendah dari gaya gerak listrik primer. Hal ini tergantung pada perbandingan transformasi kumparan trafo tersebut.
Jika kumparan sekunder dihubungkan ke beban, maka pada kumparan sekunder timbul arus listrik bolak-balik sekunder akibat adanya gaya gerak listrik induksi sekuder. Hal ini mengakibatkan timbul gaya gerak magnet pada kumparan sekunder dan akibatnya pada beban timbul tegangan sekunder.
Kombinasi antara gaya gerak magnet induksi sekunder dan primer disebut induksi silang atau mutual
Berdasarkan frekuensi kerjanya trafo dibedakan menjadi 4 macam dengan dasar utama pembedaanya adalah perbedaan frekuensi yang dihasilkan, yaitu:
a. trafo daya (50Hz-60Hz)
b. trafo pendengaran (20Hz-20kHz)
c. trafo MF (445kHz)
d. trafo Rf (>445kHz)
Yang menjadi dasar dari perbedaan tersebut adalah terletak pada pembuatan inti trafo yang terbuat dari lempengan2 besi yang disusun menjadi satu membentuk teras besi. trafo jenis ini biasanya digunakan pada tegangan AC frekuensi rendah. sedangkan jenis trafo dengan frekuensi tinggi biasanya menggunakan inti ferit (serbuk besi yang dipadatkan). trafo jenis ini biasanya digunakan pada rangkaian-rangkaian Radio Frequency/RF.
Transformer atau trafo pada penggunaannya juga digunakan untuk mengubah impedansi. Trafo frekuensi rendah contohnya adalah trafo penurun tegangan (Step Down Trafo) yang digunakan pada peralatan-peralatan elektronik tegangan rendah, adaptor, pengisi battery dsb. Trafo jenis ini jika pada bagian primernya kita hubungkan dengan tegangan AC misalnya 220 volt maka pada bagian skundernya akan mengeluarkan tegangan yang lebih rendah. Pada rangkaian tersebut trafo berfungsi untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala PLN yang 220 volt menjadi sebesar tegangan yang dibutuhkan peralatan tersebut agar dapat bekerja normal, misalnya 3 volt, 6 volt atau 12 volt dsb.
Jenis-jenis trafo yang lain adalah trafo OT(Output Trafo) dan IT(Input Trafo). Trafo jenis ini banyak digunakan pada peralatan audio.
Menurut penggunaannya dalam tenaga listrik trafo dibedakan menjadi trafo step up (trafo daya), step down (trafo distribusi) dan trafo pengukuran. Sebab trafo pengukuran dibedakan dari trafo penurun / penaik tegangan??
Karena pada penggunaannya trafo juga digunakan untuk mengubah impedansi. Untuk trafo frekuensi rendah/trafo penurun tegangan (Step Down Trafo) yang digunakan pada peralatan-peralatan elektronik tegangan rendah, adaptor, pengisi battery dsb. Trafo jenis ini jika pada bagian primernya dihubungkan dengan tegangan AC misalnya 220 volt maka pada bagian skundernya akan mengeluarkan tegangan yang lebih rendah. Pada rangkaian tersebut trafo berfungsi untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala PLN yang 220 volt menjadi sebesar tegangan yang dibutuhkan peralatan tersebut agar dapat bekerja normal, misalnya 3 volt, 6 volt atau 12 volt dsb.
Sementara itu trafo penaik tegangan (Step Up Trafo) adalah kebalikan dari step down trafo yaitu untuk menaikkan tegangan listrik AC. Sebuah trafo penurun tegangan bisa juga digunakan untuk menaikkan tegangan dengan membalik bagian primernya menjadi skunder dan bagian skunder menjadi primer, tentu dengan memperhatikan tegangan kerja trafo tersebut. Contoh penggunaan trafo penaik tegangan adalah pada rangkaian emergency light/lampu darurat yang menyala saat PLN padam dan UPS pada PC. Prinsip kerjanyanya adalah tegangan DC (searah) yang berasal dari battery diubah menjadi tegangan AC (bolak-balik) lalu dinaikan menjadi 220 volt oleh trafo sehingga mampu menyalakan lampu atau PC di saat PLN padam.
pengertian dari :
a. fluks magnetik
paling sering dinotasikan sebagai Φ m), adalah ukuran dari jumlah medan magnet B (juga disebut “kerapatan fluks magnet”) melewati permukaan yang diberikan (seperti coil melakukan). The SI unit fluks magnetik adalah weber (dalam satuan turunan: volt-detik). The CGS unit adalah Maxwell . Fluks magnetik melalui permukaan yang diberikan sebanding dengan jumlah garis-garis medan magnet B yang melewati permukaan. Ini adalah angka bersih, yaitu nomor melalui satu arah, minus nomor melewati ke arah lain. (Lihat di bawah untuk bagaimana tanda positif dipilih.) Untuk medan magnet B seragam melewati tegak lurus daerah fluks magnet diberikan oleh produk dari medan magnet dan area elemen. Fluks magnet untuk B seragam di setiap sudut ke permukaan didefinisikan oleh dot product dari medan magnet dan area elemen vektor.(B seragam dengan luas datar saja) di mana θ adalah sudut antara B dan vektor yang tegak lurus (normal) ke permukaan.
Dalam kasus umum, fluks magnetik melalui permukaan S didefinisikan sebagai integral dari medan magnet di daerah permukaan.Dimana adalah fluks magnet, B adalah medan magnet,
S adalah permukaan (daerah), menunjukkan dot produk, dan d S adalah vektor sangat kecil, yang besarnya adalah luas elemen diferensial S, dan yang arah adalah permukaan normal . Dari definisi vektor potensial magnetik A dan teorema fundamental dari curl fluks magnet juga dapat didefinisikan sebagai:
mana tertutup garis integral melebihi batas permukaan dan d ℓ adalah sangat kecil elemen vektor yang Σ kontur.
fluks magnetik melalui permukaan tertutup
Beberapa contoh permukaan tertutup (kiri) dan permukaan terbuka (kanan). Waktu: permukaan bola, permukaan torus, permukaan kubus. Kanan: Disk permukaan , permukaan persegi, permukaan belahan bumi. (Permukaan adalah biru, batas merah.)
Artikel utama: ‘s hukum Gauss untuk magnetisme
Teman-hukum Gauss untuk magnet , yang merupakan salah satu dari empat ‘s persamaan Maxwell , menyatakan bahwa total fluks magnetik melalui permukaan tertutup sama dengan nol. (A “permukaan tertutup” adalah permukaan yang benar-benar membungkus volume (s) dengan tidak berlubang.) Hukum ini merupakan konsekuensi dari pengamatan empiris yang monopoles magnetik belum pernah ditemukan.
Dengan kata lain, hukum Gauss untuk magnetisme adalah pernyataan:
untuk setiap permukaan tertutup S.
fluks magnetik melalui permukaan yang terbuka
Artikel utama: ‘s hukum induksi Faraday
Gambar 3: Sebuah medan vektor F (r, t) didefinisikan seluruh ruang angkasa, dan permukaan Σ ∂ Σ dibatasi oleh kurva bergerak dengan kecepatan v dimana lapangan terintegrasi.
Sedangkan fluks magnetik melalui permukaan tertutup selalu nol, fluks magnetik melalui permukaan yang terbuka tidak perlu nol dan merupakan kuantitas yang penting dalam elektromagnetisme. Sebagai contoh, perubahan dalam fluks magnet melewati sebuah loop kawat konduktif akan menyebabkan daya elektro , dan karenanya arus listrik, dalam loop. Hubungan ini diberikan oleh Teman-hukum Faraday
b. Gaya gerak listrik (GGL) induksi
Tahun 1821 Michael Faraday membuktikan bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik (artinya magnet menimbulkan listrik) melalui eksperimen yang sangat sederhana. Sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan dapat menghasilkan arus listrik pada kumparan itu. Galvanometer merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya arus listrik yang mengalir. Ketika sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan (seperti kegiatan di atas), jarum galvanometer menyimpang ke kanan dan ke kiri. Bergeraknya jarum galvanometer menunjukkan bahwa magnet yang digerakkan keluar dan masuk pada kumparan menimbulkan arus listrik. Arus listrik bisa terjadi jika pada ujung-ujung kumparan terdapat GGL (gaya gerak listrik). GGL yang terjadi di ujung-ujung kumparan dinamakan GGL induksi. Arus listrik hanya timbul pada saat magnet bergerak. Jika magnet diam di dalam kumparan, di ujung kumparan tidak terjadi arus listrik.
