Transformator: Perbedaan antara revisi

[[Berkas:Polemount-singlephase-closeup.jpg|jmpl|[[TrafoTransformator distribusi]] yang dipasang di tiang dengan belitan sekunder yang ditancapkan di tengah yang digunakan untuk menyediakan daya "fase-split" untuk layanan komersial perumahan dan ringan, yang di Amerika Utara biasanya diberi daya 120/240 V.<ref name="Mack (2006)">{{cite conference|last1=Mack|isbn=0-07-146789-0|archive-date=2013-02-10|archive-url=https://web.archive.org/web/20130210003443/http://books.mcgraw-hill.com/downloads/products/0071467890/0071467890_ch15.pdf|access-date=2013-01-12|edition=11th|url=http://books.mcgraw-hill.com/downloads/products/0071467890/0071467890_ch15.pdf|pages=15-1 to 15-22<!-- Hyphens are appropriate here -->|location=New York|first1=James E.|publisher=McGraw-Hill|year=2006|title=Chapter 15 – Distribution Transformers|book-title=The Lineman's and Cableman's Handbook|first2=Thomas|last2=Shoemaker|url-status=dead}}</ref>]]

'''TrafoTransformator''' atau '''trafo''' (disebut juga '''pengubah arus''') adalah perangkat[[peralatan listrik]] pasifyang mengubah bentuk [[energi listrik]] menjadi suatu bentuk energi listrik yang mentransferlainnya. Nilai [[tegangan listrik]] yang dihasilkan oleh transformator ditentukan oleh [[kebutuhan]] energi listrik. Jenis transformator meliputi transformator penaik tegangan, transformator penurun tegangan, transformator pengukuran dan transformator elektronik.<ref>{{Cite book|last=Irawati|date=2020|title=Pengantar Teknik Tenaga Listrik|location=Sleman|publisher=Deepublish|isbn=978-623-02-2122-4|pages=3|url-status=live}}</ref> Transformator dapat dipasang dari satu [[rangkaian listrik]] ke yang lain, atau beberapa [[Jaringan listrik|rangkaian]]. Arus yang bervariasi dalam setiap kumparan transformator menghasilkan [[Fluks magnetik|fluks magnet]] yang bervariasi dalam inti transformator, yang menginduksi [[gaya gerak listrik]] yang bervariasi pada kumparan lain yang melilit pada inti yang sama. [[Energi listrik]] dapat ditransfer antara kumparan yang terpisah tanpa koneksi [[logam]] (konduktif) antara kedua sirkuit. [[Hukum induksi Faraday]], ditemukan pada tahun 1831, menjelaskan efek tegangan yang diinduksi dalam setiap kumparan karena perubahan [[Fluks magnetik|fluks magnet]] yang dikelilingi oleh kumparan.

Transformer paling umum digunakan untuk meningkatkan tegangan [[Alternating current|AC]] rendah pada arus tinggi (transformator step-up) atau mengurangi voltase AC tinggi pada arus rendah (transformator step-down) dalam aplikasi tenaga listrik, dan untuk menyambungkan tahapan sirkuit pemrosesan sinyal. Transformer juga dapat digunakan untuk isolasi, di mana tegangan sama dengan tegangan keluar, dengan kumparan terpisah tidak terikat secara [[elektrik]] satu sama lain.

Sejak penemuan [[https://www.teknobae.com/2022/06/apa-itu-transformator-potensial.html transformator potensial] konstan]] pertama pada tahun 1885, transformer telah menjadi penting untuk [[Transmisi tenaga listrik|transmisi]], [[Distribusi tenaga listrik|distribusi]], dan pemanfaatan dari alternatif tenaga arus listrik .<ref>{{Cite journal|last=Bedell|first=Frederick|date=1942-12|title=History of A-C wave Form, Its Determination and Standardization|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/5058456/|journal=Transactions of the American Institute of Electrical Engineers|volume=61|issue=12|pages=864–868|doi=10.1109/T-AIEE.1942.5058456|issn=2330-9431}}</ref> Berbagai macam desain transformator ditemukan dalam aplikasi daya elektronik dan listrik. Ukuran transformator berkisar dari transformer [[Frekuensi radio|RF]] dengan volume kurang dari satu [[sentimeter]] kubik, hingga unit dengan berat ratusan [[ton]] yang digunakan untuk menghubungkan jaringan listrik.

<math>V_\text{P} = -N_\text{P} \frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t}</math> . . . (eq. 1){{efn|With turns of the winding oriented perpendicularly to the magnetic field lines, the flux is the product of the [[magnetic flux density]] and the core area, the magnetic field varying with time according to the excitation of the primary. The expression dΦ/dt, defined as the derivative of magnetic flux Φ with time t, provides a measure of rate of magnetic flux in the core and hence of EMF induced in the respective winding. The negative sign in eq. 1 & eq. 2 is consistent with Lenz's law and Faraday's law in that by convention EMF "induced by an ''increase'' of magnetic flux linkages is ''opposite'' to the direction that would be given by the [[right-hand rule]]."}}<ref>{{cite book|title=Electromechanics|url=https://archive.org/details/electromechanics0000hhsk|last=Skilling|first=Hugh Hildreth|publisher=John Wiley & Sons, Inc.|year=1962}} p. 39</ref>

=== TrafoTransformator ideal ===

TrafoTransformator yang ideal adalah trafotranformator linier teoritis yang lossless dan digabungkan dengan sempurna. Kopling sempurna menyiratkan permeabilitas magnetik inti tak terhingga tinggi dan induktansi berliku dan gaya magnetomotive nol bersih (i.e. i_pn_p - i_sn_s = 0).<ref name="Brenner18-62">{{harvnb|Brenner|Javid|1959|loc=§18-6 The Ideal Transformer, pp.=598–600}}</ref>{{efn|This also implies the following: The net core flux is zero, the input impedance is infinite when secondary is open and zero when secondary is shorted; there is zero phase-shift through an ideal transformer; input and output power and reactive volt-ampere are each conserved; these three statements apply for any frequency above zero and periodic waveforms are conserved.<ref name="Crosby1958-145">{{harvnb|Crosby|1958|p=145}}</ref>}}

[[Berkas:Ideal_transformer.svg|kiri|jmpl|TrafoTransformator ideal terhubung dengan sumber V_P pada impedansi primer dan beban Z_L di sekunder, di mana 0 < Z_L < ∞.]]

Transformator step-uppenaik tegangan adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan [[generator]] menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.

=== Step-DownTransformator penurun tegangan ===

Transformator step-downpenurun tegangan memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam [[adaptor]] AC-[[DC]].

Transformator inti tertutup dibangun dalam 'bentuk inti' atau 'bentuk kerangka'. Ketika belitan mengelilingi inti, transformator adalah bentuk inti; ketika belitan dikelilingi oleh inti, trafotransformator berbentuk pelindungnya.<ref name="Del Vecchio2002-10">{{harvnb|Del Vecchio|Poulin|Feghali|Shah|2002|pp=10–11, Fig. 1.8}}</ref> Desain bentuk pelindung mungkin lebih lazim daripada desain bentuk inti untuk aplikasi transformator distribusi karena relatif mudah dalam menumpuk inti di sekitar gulungan berliku.<ref name="Del Vecchio2002-10" />

Ini adalah aturan umum bahwa harapan hidup insulasi listrik dibelah dua untuk setiap kenaikan suhu operasi 7&nbsp;° C hingga 10&nbsp;° C (contoh penerapan [[persamaan Arrhenius]]).<ref name="Harlow2004-3">{{harvnb|Harlow|2004|loc=§3.4.8 in Section 3.4 Load and Thermal Performance by Robert F. Tillman in Chapter 3 Ancillary Topics}}</ref>

Minyak transformator adalah minyak mineral yang sangat halus yang mendinginkan gulungan dan isolasi dengan beredar di dalam tangki transformator. [[Minyak mineral]] dan sistem isolasi [[Kertas insulasi listrik|kertas]] telah dipelajari dan digunakan secara luas selama lebih dari 100 tahun. Diperkirakan 50% transformator daya akan bertahan selama 50 tahun penggunaan, bahwa usia rata-rata kegagalan transformator daya adalah sekitar 10 hingga 15 tahun, dan sekitar 30% kegagalan transformator daya disebabkan oleh kegagalan isolasi dan kelebihan beban.<ref>{{Cite web|url=https://web.archive.org/web/20131020185815/http://www.bplglobal.net/eng/knowledge-center/download.aspx?id=191|title=Analysis of Transformer Failures|last=|first=|date=2013-10-20|website=web.archive.org|access-date=2020-06-30|archive-date=2013-10-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20131020185815/http://www.bplglobal.net/eng/knowledge-center/download.aspx?id=191|dead-url=unfit}}</ref>

[[Berkas:Substation_transfomer.jpg|jmpl|Trafotransformator gardu induk menjalani pengujian.]]

Transformator yang lebih besar dilengkapi dengan [[Bushing (listrik)|busingbushing]] berinsulasi tegangan tinggi yang terbuat dari polimer atau porselen. [[Bushing]] besar dapat menjadi struktur yang kompleks karena harus memerlukan pengendalian yang hati-hati terhadap [[gradien medan listrik]] tanpa membiarkan oli transformator bocor.<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=Jg1xA65n56oC&pg=PA7&dq=High+Voltage+Engineering+and+Testing&hl=en|title=High Voltage Engineering and Testing|last=Ryan|first=Hugh McLaren|last2=Engineers|first2=Institution of Electrical|date=2001|publisher=IET|isbn=978-0-85296-775-1|language=en}}</ref>

11. Ring trafotransformator arus tegangan tinggi

13. Trafotransformator arus tegangan rendah

[[Kategori:TransformatorReka listrikcipta Britania Raya]]