Apa itu Transformator Ideal: Prinsip Kerja dan Diagram Fasor

admin 06/06/2022 elektronika, Pendidikan 22 Views

Apa itu Transformator Ideal – Sebelum membahas transformator ideal, mari kita bahas transformator atau trafo. Transformator adalah alat listrik tetap, digunakan untuk mentransfer energi listrik di antara dua rangkaian dengan tetap mempertahankan frekuensi yang stabil dan juga menaikkan / menurunkan arus atau tegangan.

Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah Hukum Faraday tentang induksi. Ketika arus pada belitan utama diubah, maka fluks magnet akan berubah, sehingga EMF / GGL terinduksi dapat terjadi di dalam kumparan sekunder. Trafo praktis mencakup beberapa kerugian seperti rugi inti dan rugi tembaga.

Kerugian tembaga dapat didefinisikan sebagai, belitan transformator yang mencakup resistansi serta reaktansi untuk menyebabkan beberapa kerugian disebut rugi tembaga. Kehilangan inti pada transformator terjadi ketika transformator diberi energi; kerugian inti tidak berubah dengan beban.

Kerugian ini disebabkan oleh dua faktor seperti eddy & histerisis. Karena kerugian ini, daya output transformator lebih kecil daripada daya input.

Baca juga : Pengertian Transformator Beserta Fungsi dan Jenis Transformator

Apa itu Transformator Ideal?

Definisi: Trafo yang tidak memiliki kerugian seperti tembaga dan inti dikenal sebagai transformator yang ideal. Pada trafo ini, daya keluarannya setara dengan daya masukan. Efisiensi trafo ini adalah 100% yang berarti tidak ada rugi daya di dalam trafo tersebut.

Prinsip Kerja Transformator Ideal

Transformator yang ideal bekerja berdasarkan dua prinsip seperti ketika arus listrik menghasilkan medan magnet dan medan magnet yang berubah dalam kumparan menginduksi tegangan di ujung kumparan. Ketika arus diubah di dalam kumparan primer, maka fluks magnet dikembangkan. Jadi perubahan medan magnet dapat menyebabkan tegangan di dalam kumparan sekunder.

Ketika arus mengalir melalui kumparan primer maka tercipta medan magnet. Kedua belitan tersebut dibungkus di wilayah inti magnet yang sangat tinggi seperti besi, sehingga aliran magnet mengalir melalui kedua belitan tersebut. Setelah beban dihubungkan ke kumparan sekunder, maka tegangan dan arus akan searah dengan yang ditunjukkan.

Properti

Sifat – sifat transformator yang ideal meliputi yang berikut ini.

Kedua belitan transformator ini memiliki hambatan atau resistansi yang kecil.
Karena resistansi, arus eddy dan histeresis tidak ada kerugian pada trafo.
Efisiensi trafo ini adalah 100%
Fluks total yang dihasilkan dalam transformator telah membatasi inti dan menghubungkan dengan belitan. Oleh karena itu, kebocoran fluks dan induktansinya nol.

Inti memiliki permeabilitas yang tidak terbatas sehingga gaya gerak magnet yang dapat diabaikan diperlukan untuk mengatur fluks di dalam inti.

Model transformator yang ideal ditunjukkan di bawah ini. Trafo ini ideal dalam tiga kondisi ketika tidak memiliki fluks bocor, tidak ada hambatan belitan, dan tidak ada kerugian besi di dalam inti. Sifat transformator praktis dan ideal tidak sama satu sama lain.

Persamaan Transformer Ideal

Sifat-sifat yang telah kita diskusikan di atas tidak berlaku untuk transformator praktis. Pada transformator tipe ideal, daya output daya sama dengan daya i/p. Dengan demikian, tidak ada kehilangan daya.

E2*I2*CosΦ = E1*I1*CosΦ sebaliknya E2*I2 = E1*I1

E2/E1 = I2/I1

Jadi, persamaan rasio konversi ditunjukkan di bawah ini.

V2/V1 = E2/E1 = N2/N1 = I1/I2 = K

Arus primer dan sekunder berbanding terbalik dengan lilitannya masing-masing.

Diagram Fasor Transformator Ideal

Diagram fasor transformator ini tanpa beban ditunjukkan di bawah ini. Saat trafo dalam kondisi tanpa beban, maka arus pada kumparan sekunder bisa nol yaitu I2 = 0

Pada gambar di atas

V1’adalah tegangan suplai utama
E1 diinduksi ggl
I1 adalah arus utama
Ø adalah Saling fluks
V2 adalah tegangan output daya sekunder.
E2 adalah ggl yang diinduksi sekunder

Jika belitan transformator memiliki impedansi nol, maka tegangan yang diinduksi dalam belitan utama E1 sama dengan tegangan yang diberikan V1. Tetapi hukum Lenz menyatakan bahwa belitan utama E1 setara dan kebalikan dari tegangan primer V1. Arus utama yang menarik suplai cukup untuk menghasilkan fluks bolak-balik Ø di dalam inti. Jadi arus ini juga dikenal sebagai arus magnetisasi karena magnetisasi inti dan mengatur fluks di dalam inti.

Oleh karena itu, arus utama dan fluks bolak-balik berada pada fasa yang sama. Arus utama tertinggal di belakang suplai tegangan dengan 90 derajat. Karena ggl yang diinduksi dalam dua belitan diinduksi dengan fluks timbal balik serupa Ø. Dengan demikian, kedua belitan tersebut searah.

Ketika belitan sekunder transformator memiliki impedansi nol, maka ggl yang diinduksi pada belitan dan tegangan output daya sekunder akan sama besar dan arahnya.