Transformator [Tugas Motor-Motor Listrik]

1. Berdasar frekuensi kerjanya trafo dibedakan menjadi 4 macam. Apa dasar pembedaan tersebut??

jawab :

Berdasarkan frekuensi kerjanya trafo dibedakan menjadi 4 macam dengan dasar utama pembedaanya adalah perbedaan frekuensi yang dihasilkan, yaitu:

  • trafo daya (50Hz-60Hz)
  • trafo pendengaran (20Hz-20kHz)
  • trafo MF (445kHz)
  • trafo Rf (>445kHz)

Transformator atau sering juga disebut trafo adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk mengubah (menaikkan/menurunkan) tegangangan listrik bolak-balik (AC). Bentuk dasar transformator adalah sepasang ujung pada bagian primer dan sepasang ujung pada

bagian sekunder. Bagian primer dan skunder adalah merupakan lilitan kawat email yang tidak berhubungan secara elektris. Kedua lilitan kawat ini dililitkan pada sebuah inti yang dinamakan inti trafo. Untuk trafo yang digunakan pada tegangan AC frekuensi rendah biasanya inti trafo terbuat dari lempengan2 besi yang disusun menjadi satu membentuk teras besi. Sedangkan untuk trafo frekuensi tinggi (digunakan pada rangkaian2 Radio Frequency/RF) menggunakan inti ferit (serbuk besi yang dipadatkan).

Pada penggunaannya trafo juga digunakan untuk mengubah impedansi.
Untuk trafo frekuensi rendah contohnya adalah trafo penurun tegangan (Step Down Trafo) yang digunakan pada peralatan2 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.

Jenis2 trafo yang lain adalah trafo OT(Output Trafo) dan IT(Input Trafo). Trafo jenis ini banyak digunakan pada peralatan audio. Untuk trafo frekuensi tinggi mungkin nanti akan kita bahas pada bagian Radio Frekuensi (RF) karena penggunaannya lebih banyak dalam rangkaian2 RF.

2. Sedangkan Menurut penggunaannya dalam tenaga listrik trafo dibedakan menjadi trafo step up (trafo daya), step down (trafo distribusi) dan trafo pengukuran. Mangapa trafo pengukuran dibedakan dari trafo penurun / penaik tegangan??

jawab :

Pada dasarnya trafo tegangan adalah trafo yang merubah tegangan tinggi atau tegangan menengah ke suatu tegangan rendah yang layak untuk perlengkapan indikator, alatukur, relay, dan alat sinkronisasi serta berfungsi untuk merubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah sehingga dapat diukur dengan voltmeter.  Maka pada trafo tegangan diambil dari trafo penurun tegangan(step down). Sedangkan trafo pengukuran digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan ampere dari arus yang mengalir dalam jaringan tegangan tinggi. Disamping untuk pengukuran arus, trafo arus juga digunakan untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan relay proteksi. Kumparan primer trafo arus dihubungkan seri dengan jaringan atau peralatan yang akan diukur arusnya, sedang kumparan sekunder dihubungkan dengan meter atau relay proteksi. Pada umumnya peralatan ukur dan relay membutuhkan arus 1 atau 5 A.Trafo arus bekerja sebagai trafo yang terhubung singkat, kawasan trafo arus yang digunakan untuk pengukuran biasanya 0,05 s/d 1,2 kali arus yang akan diukur, sedang trafo arus untuk proteksi harus mampu bekerja lebih dari 10 kali arus pengenalnya. Maka trafo arus harus diambil dari trafo penaik tegangan(step up).

3. Jelaskan pengertian dari :

  1. fluks magnetik
  2. gaya gerak listrik (GGL) induksi

jawab :

1. flux 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 (lihat Gambar 1 dan 2):

mana 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 . (Lihat permukaan yang tidak terpisahkan untuk rincian lebih lanjut.)

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 adalah sangat kecil elemen vektor yang Σ kontur.

Fluks magnetik biasanya diukur dengan sebuah fluxmeter. fluxmeter berisi mengukur gulungan dan elektronik yang mengevaluasi perubahan tegangan pada kumparan ukur untuk menghitung fluks magnet.

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 :

dimana (lihat Gambar 3):

adalah EMF ,

m Φ adalah fluks melalui permukaan dengan pembukaan yang dibatasi oleh kurva ∂ Σ (t),

∂ Σ (t) adalah kontur tertutup yang dapat berubah dengan waktu; EMF yang ditemukan di sekitar kontur ini, dan kontur adalah batas dari permukaan di mana m Φ ditemukan,

d adalah sangat kecil elemen vektor kontur ∂ Σ (t),

v adalah kecepatan dari segmen d,

E adalah medan listrik,

B adalah medan magnet .

EMF ditentukan dalam persamaan ini dalam dua cara: pertama, sebagai kerja per satuan muatan yang dilakukan terhadap gaya Lorentz dalam memindahkan muatan uji di sekitar mungkin bergerak) ditutup kurva ∂ Σ (t), dan kedua, sebagai fluks magnetik ( Σ menyeluruh permukaan terbuka (t).

Persamaan ini adalah prinsip di balik generator listrik .

2. gaya gerak listrik (GGL) induksi

Bila sebatang logam panjang berada di dalam medan listrik,(Eo), maka akan menyebabkan elektron bebas akan bergerak ke kiri yang akhirnya akan menimbulkan medan listrik induksi yang sama kuat dengan medan listrik . (lihat Gambar 11.1) sehingga kuat medan total menjadi nol. Dalam hal ini potensial kedua ujung logam menjadi sama besar dan aliran elektron akan berhenti, maka kedua ujung logam terdapat muatan induksi. Agar aliran elektron bebas berjalan terus maka harus muatan induksi ini terus diambil, sehingga pada logam tidak timbul medan listrik induksi. Dan sumber ggl (misal baterai) yang dapat membuat beda potensial kedua ujung logam harganya tetap, sehingga aliran electron tetap berjalan.

Photobucket

Selanjutnya sumber ggl atau sering disebut sumber tegangan), bila dihubungkan dengan perumusan medan listrik, dapat dilakukan melalui hubungan kerja. Bila dalam rangkain tertutup ada sumber tegangan dengan ggl sebesar ?, muatan q mendapat tambahan energi q?, sehingga kerja yang dilakukan oleh medan listrik untuk menggerakkan muatan q dalam lintasan tertutup haruslah:

Photobucket

atau

Photobucket

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s