Transformator Ideal

 

TRANSFORMA TRANSFORMATOR TOR IDEAL Kelompok 5: 1.

Anang Permana

2.

Argianka Sario P!ra

".

Dia# Moni$a Anggraeni

%. 5.

Ar&'a( Sila Ra#mana Fran& Ma' Daniel Sinaga

).

No*a Sari +r ,ining

-.

A(#i'a Fa!an /i(a'a

0. .

Alip Ma#m!( In(ra Al*ano

1.

Ali3 Pra&e'o

11.

A3an Ri&ena

12.

Seno 4!(#o P Rionga

1".

Ariangga +aga& 

 

PENDAHULUAN UAN 9.0 PENDAHUL  Transformator  Transfor mator adalah salah satu perangkat perangkat listrik yang erguna. Transformator dapat menaikkan atau menurunkan tegangan atau arus dalamsirkuit seuah rangkaian! mengisolasi dari satu sama lain!dapat dan dapat meningkatkan atau menurunkan nilai nyata dari kapasitor! induktor! atau resistor. "elan#utnya! transformator kita untuk mengirimkan energimemungkinkan listrik leih esar men#auhkan dan mendistriusikannya dengan aman di parik$parik dan rumah. Ariangga %agas & '

()0*0))+)(000*

 

 Trafo dikatakan ideal #ika tidak ad  Trafo ada a energi yang hilang men#adi kalor! yaitu ketika #umlah energi yang masuk pada kumparan



primer sama dengan #umlah energi yang keluar pada kumparan sekunder. Huungan antara tegangan dengan kuat arus pada kumparan primer dan sekunder dirumuskan ,



-ita akan mempela#ari eerapa sifat dasar dari transformator dalam a ini! dan ukan hanya itu! kita #uga mempela#ari prinsip operasi dasar motor induksi! alternator! dan motor sinkron. "emua perangkat ini didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik. Ariangga %agas & '

()0*0))+)(000*

 

9.) TEANAN /NDU-"/ PADA -UPA1AN amar 9.)! kumparan mengelilingi 2atau terhuung3 4u5. 6lu5 273 mengganti sinusoidal pada frekuensi f! se8ara periodik men8apai pun8ak positif dan negatif 7ma5. 6lu5 terseut menginduksi sinusoidal di kumparan! yang nilai tegangan efektifnya A isa dituliskan seagai erikut,

Dimana, E , te tegan gangan gan efek efektif tif yan yang g dii diindu nduks ksii 2:3

f  , frekuensi 4u5 2H;3 N , #umlah putaran dalam kumparan

?@( 3

Nota "ari %r inting '

 

()0*0))+)(00BC

1umus terseut erasal dari hukum 6araday dimana induksi merupakan la#u peruahan 4u5 dan e! tegangan sesaat.   -emudian pada gamar 9.)! ketika 4u5 meningkat seiring aktu! la#u peruahan leih esar dari nol dan tegangan ernilai positif. "ealiknya! ketika 4u5 erkurang seiring aktu! maka kurang dari nol! dan tegangan men#adi negatif. Dan pada saat 4u5 tidak meningkat maupun erkurang! maka tegangannya adalah nol.

Nota "ari %r inting '

 

()0*0))+)(00BC

TEANAN TE1 9.( TEANAN TE1AP APAN AN 2E3 2E3 DAN  TEANAN /NDU-"/ 2E3

Dengan melihat melihat gamar diatas terlihat aha kumparan N terhuung melintasi sumer tegangan A! A! maka  -umparan mempunyai reaktansi 2  Xm3! sedangkan resistansi dari kumparan dapat diaaikan "ehingga arusnya /m F Eg' Gm  /m 2arus magnetisasi3 lagging 90 0 dari Eg  /nduksi tegangan E harus sama sumer tegangan Arsyad "ila 1ahmana'

 

()0*0))+)=0)+=

"umer A fluks  sinusoidal harus ada untuk menghasilkan tegangan induksi pada N dari kumparan I  ma5 erJariasi seanding dengan Eg I Penempatan inti esi dalam kumparan tidak akan menguah fluks 

Arus agnetisasi /m pada 4uks A I saat ini adalah 90 K dan lagging dengan tegangan I ika ika dengan suatu inti esi arus ini diperlukan untuk mendorong 4uks A Arsyad "ila 1ahmana'

()0*0))+)=0)+=

 

MNTMH "MAL,

Arsyad "ila 1ahmana'

 

()0*0))+)=0)+=

9.+ ELE ELEENT ENTA1 A1  T1 T1AN"6 AN"6M1 M1A ATM1

Dengan mempertimangkan kumparan hampa udara maka,  -umparan tereksitasi dengan arus dari sumer A 2 Eg)  "ehingga terdapat arus magnetisasi 2 Im3  dan enghasilkan total fluks  "euah kumparan kedua terletak dekat dengan kumparan pertama  Φm1 2mutual 4uks3 saling terhuung antara kumparan satu dan kedua! keduanya terkopel sehingga E( diinduksi.  6luks menghuungkan hanya kumparan pertama diseut 4uks leakage 2Φf13! #ika 4uks ini er#auhan maka nilai Φm1 akan ke8il dan akan mempengaruhi mempengaruhi nilai dari total fluks . Afan 1isena'

 

()0*0))+)(00*B

 Untuk meningkatkan kopling pada 4uks

sehingga nilai E( men#adi leih esar maka letakan kedua 4uks erdekatan.  -umparan pertama yang dekat dengan sumer diseut kumparan primer  -umparan kedua yang dekat dengan ean diseut kumparan sekunder  -ominasi dari keduanya diseut dengan transformator

Afan 1isena'

()0*0))+)(00*B

 

9. 9.= = PM PMLA LA1/ 1/T TA" T1 T1AN" N"6M 6M1 1A ATM TM1 1

  Of)  dan Om)  dihasilkan oleh /m 2arus magnetisasi3! akiatnya 4uks terseut sefasa.    -edua 4uks ini akan men8apai nilai pun8ak pada saat yang sama. "ehingga E (  akan men8apai nilai 

pun8aknya pada saat yang sama dengan E g. Afan 1isena'

 

()0*0))+)(00*B

isalkan pada saat keadaan pun8ak ! terminal primer ) positif terhadap terminal primer ( dan terminal sekunder + positif terhadap =. Terminal ) dan + dikatakan memilikiterminal polaritassekunder yang sama! yang ditun#ukkan dengan menempatkan seuah titik disamping terminal sekunder +. Titik ini diseut tanda polaritas'polarity mark.  Tanda  T anda polaritas ini #uga dapat ditempatkan disamping terminal ( dan = Afan 1isena'

()0*0))+)(00*B

 

9.C TANDA PMLA1/TA" T1A6M "euah trafo iasanya terletak di dalam adah logam sehingga dapat diakses melalui terminal terminal primer dan sekunder dengan tanda polaritas tiap sisi. Tetapi #ika penanda polaritas trafo tidak terlihat! erikut merupakan aturan dalam menerapkan menerapk an tanda polaritas pada trafo

Argianka " Putra '  



Arus yang memasuki terminal dengan tanda positif! menghasilkan mmf dan 4u5 pada sisi positif. "ealiknya! arus yang keluar dari terimnal dengan tanda negatif

menghasilkan mmf dan 4u5 pada sisi negatif. negatif.  "ehingga! arus yang masuk dan keluar dari sisi terminal ertanda polaritas pada trafo dan memiliki arah gaya yang saling erlaanan

Argianka " Putra '  

 ika pada salah satu terminal yang sudah ditandai polaritas eruah men#adi positif! maka terminal lainnya #uga men#adi positif. Teori ini memantu kita untuk mengetahui tegangan fasa pada sisi sekunder trafo dengan mengetahui tegangan fasa pada sisi primer

Argianka " Putra '  

9.* T1A6M /DEAL "AAT T/DA- D/%E%AN/  ika trafo ideal tidak tidak dieani! maka antara lilitan primer dan sekunder akan terhuung oleh 4uks yang sama.

Phasor huungan saat trafo ideal tidak dieani

Anang Permana'  

 

Anang Permana'  

MNTMH "MAL •

•

•

•

"euah trafo ideal memiliki 90 lilitan di sisi primer! dan ((C0 lilitan di sisi sekunder.  Terhuung  T erhuung dengan tegangan tega ngan )(0 :! dan frekeuensi frekeuensi *0 H;. %erapa Tegangan efektif di sisi sekunder Q %erapa Tegangan maksimum di sisi sekunder Q

Anang Permana'  

 A&  A &A% 

 

 

:eR  :ma5 :eR. :ma5 +000. :ma5 =(=( :

Anang Permana'  

9. PE1%AND/NAN A1U" T1 T1AN"6M1A"/ AN"6M1A"/ /DEAL %E%AN -E/L

   %esarnya arus /( dapat dinyatakan dengan ,

Alip ahmud '

()0*0))+)(00+

 

   K  A  N  I  R  E  B  I  D  

 A  K  I  T  E  K      B  A  H  E  C  I  L  U  K  R    E  N  B  A    B  2  E  E    R  B  A  S  E  B  H   A  K  A  P  A

 ?    ?    ? Alip ahmud '

()0*0))+)(00+

 

 TE1DAPAT DUA PENELA"AN  TE1DAPA PE1T PE1 TAN ANAA AAN N TE1" TE1"E%UT E%UT  ).

ENENA/

 Pada transformer ideal! lilitan primer 2N )3

dan lilitan skunder 2N(3 dihuungkan dengan utual 6lu5 2Φm3 dan tidak ada 4u5 lain yang mempengaruhinya. Dengan kata lain seuah transformer ideal tidak memiliki 4u5 o8or 2leakage 4u53. Mleh karenanya perandingan tegangan pada transformer pada saat dierikan ean 2under load3 sama dengan tegangan pada saat tidak dierikan ean.

 

Alip ahmud ' ()0*0))+)(00+

(. ika supply tegangan 2Eg3 memiliki esaran yang tegangan induksi lilitan  tetap! primer kemudian 2E13 #uga ernilai tetap. akapada nilai utual 6lu5 2Φm3 #uga akan tetap! egitu pula halnya dengan lilitan sekunder 2E23 #uga akan ernilai sama dengan supply tegangan 2 Eg3 dan lilitan primer 2E13 karena pengaruh dari utual 6lu5 2Φm3 antara kedua lilitan.   adi nilai tegangan lilitan sekunder 2 E23 akan ernilai tetap aik dieri atau tidak dierikan tegangan.

Alip ahmud ' ()0*0))+)(00+

 



 

ANETMMT/:E 6M1E

aya magnetomotiJe oleh lilitan primer N dan   mengahasilkan sekunder. Pertama arus I2dihasilkan 6 erupa 2I2. Apaila 6 yang dihasilkan oleh I2  ereaksi makan akan menyeakan menyeaka n peruahan yang esar pada utual 6lu5 2Φm3.  Tetapi  T etapi kita hanya melihat aha utual 6lu5 2 Φm3 tidak eruah pada ean ke8il. -ita dapat erkesimpulan aha utual 6lu5 2Φm3 hanya dapat ernilai konstan #ika agian primer menghasilkan 6 yang dapat mengimangi 6 dari N2I2 se8ara seketika. adi arus primr I1 akan mengalir

Untuk mendapatkan hal terseut penamahan serta pengurangan arus I1 dan I2 harus dalam aktu yang sama

Alip ahmud ' ()0*0))+)(00+

 

 %erdasarkan pen#elasan S pen#elasan diatas maka kita dapat menggamarkan diagram phasor dari seuah trransformer dengan ean ke8il. Diasumsikan seuah ean resistiJe S indu8tiJe! arus I2  ersifat laging terhadap E2  dengan esar sudut θ. utual 6lu5 2Φm3 ersifat laging terhadap Eg! tetapi tidak terdapat arus megnetik Im  yang dihasilkan karena tranformer yang diahas adalah transformer ideal. Dan akhirnya arus primer dan skunder erada pada satu phase. aka didapat



Alip ahmud ' ()0*0))+)(00+

 

MNTMH PE1H/TUNAN T1A6M /DEAL ).

 Trafo ideal dengan 90 lilitan pada sisi  Trafo primer dan ((C0 lilitan pada sisi sekunder yang terhuunga dengan sumer (00 :! C0 H;. %ean pada sisi sekunder dengan arus (A dan poer fa8tor B0 lagging. a. %erapa nilai efektif arus primerQ . %erapa nilai arus instantaneous pada sisi

8. d.

primer saat nilai arus pada sisi sekundernya )00mAQ %erapa nilai 4u5 pun8ak akiat putaran pada sisi sekunderQ amar diagram fasornya

Adhitya 6au;an Hidayat ' ()0*0))+)(00*(

 

a.

1asio 1a sio putaran , 1asio dan karena sisi primer(C5 memiliki lilitan arus leih (C rendah. Arus primernya leih tinggi dari arus sekunder. "ehingga ,

Dengan alasan diatas maka dapat kita hitung nilai arusnya dengan rumus perandingan yaitu ,

Adhitya 6au;an Hidayat ' ()0*0))+)(00*(

 

.

Dengan nilai arus instaneous pada sisi primer selalu (C5 dari sisi sekunder. "ehingga saat / ( F )00 mA. nilai /) F

8.

Pada trafo ideal! ikatan 4u5 sekunder sama dengan ikatan 4u5 sisi primer. Nilai pun8ak 4u5 pada sisi sekunder adalah

Adhitya 6au;an Hidayat ' ()0*0))+)(00*(

 

d.

Untuk menggamar diagram fasornya. Tegangan sekundernya adalah

E( terdapat pada fasa yang sama dengan E) yang diketahui dari lamang polaritasnya. Untuk alasan yang sama /) satu fasa dengan /(. "udut fasa antara E( E ( dan /( adalah

"udut fasa antara E) dan /) #uga +*!9. 6lu5 ersama 2lagging3 adalah 90o.

 

Adhitya 6au;an Hidayat ' ()0*0))+)(00*(

9.B "/%ML /1 /1U/T T1 T1A6M /DEAL

"eno  udho udho P 1itonga ' ()0*0))))(00)C

 

    ika kita asumsikan asumsikan ! mak maka a,

dan

"eno  udho udho P 1itonga ' ()0*0))))(00)C

 

9.9 1A"/M /PEDAN"/ &alaupun pada umumnya trafo digunakan untuk meruah tegangan dan arus! trafo #uga memiliki kemampuan untuk meruah impedansi. "eperti pada gamar erikut ,

amar 9.)( 2a3 Peruahan impedansi dengan trafo  

23 /mpedansi dari sumer

"eno  udho udho P 1itonga ' ()0*0))))(00)C

 

"elama sumer terhuung! impedansi diantara sisi primer   dinyatakan seagai ,



Di lain sisi yaitu sisi sekunder! impedansi V dinyatakan seagai ,   Huungan keduanya adalah ,

aka!

"eno  udho udho P 1itonga ' ()0*0))))(00)C

 

  ontoh , "euah trafo dengan rasio ),C!



memiliki resistor )000 W pada sisi sekunder. aka resistansi pada sisi primernya adalah ,

 

"eno  udho udho P 1itonga ' ()0*0))))(00)C

9.)0 PE1E"E1AN /PEDAN"/ DA1/ %EL/TAN "E-UNDE1 -E P1/E1 DAN "E%AL/-NA

Dalam penggeseran impedansi pada rangkaian diatas! kongurasi rangkaian tetap sama! hanya sa#a nilai dari tiap V yang digeser di d i kalikan dengan a2.

 

LAN-AH$LAN-AH ENE"E1 /PEDAN"/ PADA "UATU "UATU 1AN-A/ AN-A/AN AN

 

 ika semua impedansi digeser padaprimer! sisi elitan transformasi ideal nantinya akan erakhir di sisi kanan rangkaian! pada kasus ini agian sekunder dari transformator adalah open 8ir8uit. aka arus yang ada pada sisi sekunder adalah sama dengan 0.

 

 Terdapat peredaan pada rangkaian seelum impedansinya di  Terdapat geser dan sesudah di geser! yaitu adanya pengali dengan simol a. Dapat perhatikan aha tegangan pada sisi sekunder men#adikita aE ketika komponen 2/mpedansi3 di geser ke sisi primer. "ama halnya dengan tegangan! arus I pada tiap komponen di sisi sekunder men#adi I/a ketika komponen ergeser pada sisi primer.

 

Pada umumnya! ketika seuah impedansi di pindah pada sisi dimana tegangan transformator leih tinggi ! tegangan pada impedansi yang di geser #uga akan leih tinggi! egitu pula sealiknya.

 

ontoh soal dan penyelesaiannya.

 

 TE1/A-A"/H