Informasi

Dasar-dasar transformator

Dasar-dasar transformator

Transformer banyak digunakan di semua cabang elektronik. Salah satu kegunaannya yang paling terkenal adalah dalam aplikasi daya di mana mereka digunakan untuk mengubah tegangan operasi dari satu nilai ke nilai lainnya. Mereka juga berfungsi untuk mengisolasi rangkaian pada keluaran dari sambungan langsung ke rangkaian primer. Dengan cara ini mereka mentransfer daya dari satu sirkuit ke sirkuit lainnya tanpa koneksi langsung.

Trafo yang sangat besar digunakan pada Jaringan Nasional untuk mengubah tegangan saluran antara nilai berbeda yang diperlukan. Namun untuk amatir radio atau penggemar rumah trafo biasanya terlihat di catu daya. Transformer juga banyak digunakan di sirkuit lain dari frekuensi audio hingga radio di mana propertinya banyak digunakan untuk menggabungkan berbagai tahap dalam peralatan.

Apa itu trafo?

Trafo dasar terdiri dari dua belitan. Ini dikenal sebagai primer dan sekunder. Pada dasarnya kekuasaan masuk pada primer, dan pergi pada sekunder. Beberapa transformator memiliki lebih banyak belitan tetapi dasar operasinya masih sama.

Ada dua efek utama yang digunakan dalam sebuah transformator dan keduanya berhubungan dengan arus dan medan magnet. Yang pertama ditemukan bahwa arus yang mengalir dalam kawat membentuk medan magnet di sekitarnya. Besarnya medan ini sebanding dengan arus yang mengalir di kawat. Ditemukan juga bahwa jika kawat dililitkan menjadi kumparan maka medan magnet meningkat. Jika medan magnet yang dihasilkan secara listrik ini ditempatkan di medan yang ada maka gaya akan diberikan pada kawat yang membawa arus dengan cara yang sama seperti dua magnet tetap yang ditempatkan berdekatan satu sama lain akan menarik atau menolak satu sama lain. Fenomena inilah yang digunakan pada motor listrik, meter, dan sejumlah unit listrik lainnya.

Efek kedua adalah ditemukan bahwa jika medan magnet di sekitar konduktor berubah maka arus listrik akan diinduksi dalam konduktor. Salah satu contohnya dapat terjadi jika magnet digerakkan dekat dengan kabel atau kumparan. Dalam keadaan ini arus listrik akan diinduksi, tetapi hanya ketika magnet bergerak.

Kombinasi dari dua efek tersebut terjadi ketika dua kabel, atau dua gulungan ditempatkan bersama. Ketika arus berubah besarnya pada yang pertama, ini akan menghasilkan perubahan fluks magnet dan ini pada gilirannya akan menghasilkan arus yang diinduksi pada detik. Ini adalah konsep dasar di balik transformator, dan dapat dilihat bahwa ia hanya akan beroperasi ketika arus bolak-balik melewati input atau rangkaian primer.

Rasio putaran transformator

Agar arus dapat mengalir, EMF (gaya gerak elektro) harus ada. Beda potensial atau tegangan pada keluaran ini tergantung pada rasio belitan pada transformator. Diketahui bahwa jika lebih banyak lilitan yang ada di primer daripada sekunder maka tegangan pada input akan lebih besar dari pada output dan sebaliknya. Sebenarnya tegangan dapat dengan mudah dihitung dari pengetahuan tentang rasio belitan:

Es = ns
Ep np

Dimana
Ep adalah EMF utama
Es adalah EMF sekunder
np adalah jumlah belokan pada primer
ns adalah jumlah putaran pada sekunder

Jika rasio lilitan ns / np lebih besar dari satu maka trafo akan memberikan tegangan yang lebih tinggi pada output dari pada input dan dikatakan trafo step up. Demikian pula dengan trafo dengan rasio belitan kurang dari satu adalah trafo step down.

Rasio tegangan dan arus melintasi transformator

Ada sejumlah faktor lain yang dapat dihitung dengan mudah. Yang pertama adalah rasio arus dan tegangan masukan dan keluaran. Karena daya masukan sama dengan daya keluaran, maka dimungkinkan untuk menghitung tegangan atau arus jika tiga nilai lainnya menggunakan rumus sederhana yang ditunjukkan di bawah ini. Fakta ini tidak memperhitungkan kerugian pada trafo yang untungnya dapat diabaikan untuk sebagian besar perhitungan.

Vp x Ip = Vs x Apakah

Misalnya ambil kasus transformator listrik yang menghasilkan 25 volt pada satu amp. Dengan tegangan input 250 volt ini berarti arus input hanya sepersepuluh amp.

Untuk beberapa transformator, jumlah kumparan pada primer akan sama dengan yang pada sekunder, dan arus serta tegangan pada input akan sama dengan pada keluaran. Namun jika rasio putarannya bukan 1: 1, maka rasio tegangan dan arus akan berbeda pada input dan output. Dari hubungan sederhana yang ditunjukkan di atas akan terlihat bahwa rasio tegangan terhadap arus berubah antara input dan output. Misalnya transformator dengan rasio putaran 2: 1 dapat memiliki input 20 volt dengan arus 1 amp, sedangkan pada output tegangan akan menjadi 10 volt pada 2 amp. Karena rasio tegangan dan arus menentukan impedansi, dapat dilihat bahwa transformator dapat digunakan untuk mengubah impedansi antara input dan output. Faktanya impedansinya bervariasi sebagai kuadrat dari rasio putaran seperti yang terlihat oleh:

Zp = np2
Zs ns2

Digunakan

Transformer banyak digunakan di banyak aplikasi di radio dan elektronik. Salah satu aplikasi utamanya adalah di dalam catu daya utama. Di sini transformator digunakan untuk mengubah tegangan listrik yang masuk (sekitar 240 V di banyak negara, dan 110V di banyak negara lain) menjadi tegangan yang diperlukan untuk memasok peralatan. Dengan sebagian besar peralatan saat ini yang menggunakan teknologi semikonduktor, tegangan yang dibutuhkan jauh lebih rendah daripada sumber listrik yang masuk. Selain itu, transformator mengisolasi suplai pada suplai sekunder dari listrik, dan dengan demikian membuat suplai sekunder jauh lebih aman. Jika pasokan diambil langsung dari sumber listrik, maka risiko sengatan listrik akan jauh lebih besar.

Trafo daya seperti yang digunakan dalam catu daya umumnya dililitkan pada inti besi. Ini digunakan untuk memusatkan medan magnet dan memastikan kopling antara primer dan sekunder sangat erat. Dengan cara ini efisiensi dijaga setinggi mungkin. Namun, sangat penting untuk memastikan bahwa inti ini tidak berfungsi sebagai belitan satu putaran. Untuk mencegah hal ini terjadi, bagian inti diisolasi satu sama lain. Sebenarnya inti terbuat dari beberapa pelat, masing-masing disisipkan tetapi diisolasi satu sama lain seperti yang ditunjukkan.

Dua belitan transformator daya diisolasi dengan baik satu sama lain. Ini mencegah kemungkinan belitan sekunder menjadi hidup.

Meskipun salah satu kegunaan utama transformator yang akan dihadapi oleh penghobi adalah untuk mengubah tegangan suplai atau listrik ke tingkat yang baru, mereka juga memiliki berbagai aplikasi lain yang dapat digunakan. Ketika katup digunakan, katup tersebut banyak digunakan dalam aplikasi audio untuk memungkinkan pengeras suara impedansi rendah digerakkan oleh rangkaian katup yang memiliki impedansi keluaran yang relatif tinggi. Mereka juga digunakan untuk aplikasi frekuensi radio. Fakta bahwa mereka dapat mengisolasi komponen arus searah dari sinyal, bertindak sebagai transformator impedansi, dan sebagai rangkaian yang disetel semua dalam satu berarti bahwa mereka adalah elemen penting di banyak rangkaian. Di banyak penerima portabel, transformator IF ini menyediakan selektivitas untuk penerima. Dalam contoh yang ditunjukkan dapat dilihat bahwa primer dari transformator disetel menggunakan kapasitor untuk membawanya ke resonansi. Penyesuaian frekuensi resonansi biasanya dilakukan dengan menggunakan inti yang dapat disekrup masuk dan keluar untuk memvariasikan jumlah induktansi kumparan. Transformator juga mencocokkan impedans yang lebih tinggi dari tingkat pengumpul dari tingkat sebelumnya dengan impedans yang lebih rendah dari tahap berikutnya. Ini juga berfungsi untuk mengisolasi tegangan kondisi tunak yang berbeda pada kolektor tahap sebelumnya dari dasar tahap berikutnya. Jika kedua rangkaian tidak diisolasi satu sama lain, kondisi bias DC untuk kedua transistor akan terganggu dan tidak ada tahap yang beroperasi dengan benar. Dengan menggunakan transformator tahapan dapat dihubungkan ke sinyal AC dengan tetap mempertahankan kondisi bias DC.

Ringkasan

Trafo adalah komponen yang sangat berharga dalam kancah elektronik saat ini. Terlepas dari kenyataan bahwa sirkuit terpadu dan perangkat semikonduktor lainnya tampaknya digunakan dalam jumlah yang terus meningkat, tidak ada pengganti untuk transformator. Fakta bahwa ia mampu mengisolasi dan mentransfer daya dari satu rangkaian ke rangkaian lain sambil mengubah impedansinya, memastikan bahwa ia ditempatkan secara unik sebagai alat untuk perancang elektronik.


Tonton videonya: Transformer Animation (September 2021).