Transformator atau trafo adalah alat yang
memindahkan tenaga listrik
antar dua rangkaian listrik
atau lebih melalui induksi elektromagnetik.
Prinsip kerja
Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan gaya gerak listrik (ggl) dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.Hubungan primer-sekunder
Fluks pada transformator
Rumus untuk fluks magnet yang ditimbulkan lilitan primer adalah 
dan
rumus untuk ggl. induksi yang terjadi di lilitan sekunder adalah 
.Karena kedua kumparan dihubungkan dengan fluks yang sama, maka
Dengan menyusun ulang persamaan akan didapat
Dari
rumus-rumus di atas, didapat pula: 
Dengan kata lain, hubungan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder ditentukan oleh perbandingan jumlah lilitan primer dengan lilitan sekunder.
Kerugian dalam transformator
Perhitungan di atas hanya berlaku apabila kopling primer-sekunder sempurna dan tidak ada kerugian, tetapi dalam praktek terjadi beberapa kerugian yaitu- kerugian
tembaga. Kerugian
dalam lilitan tembaga yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan arus listrik yang mengalirinya. - Kerugian kopling. Kerugian yang terjadi karena kopling primer-sekunder tidak sempurna, sehingga tidak semua fluks magnet yang diinduksikan primer memotong lilitan sekunder. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan secara berlapis-lapis antara primer dan sekunder.
- Kerugian kapasitas liar. Kerugian yang disebabkan oleh kapasitas liar yang terdapat pada lilitan-lilitan transformator. Kerugian ini sangat memengaruhi efisiensi transformator untuk frekuensi tinggi. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan primer dan sekunder secara semi-acak (bank winding)
- Kerugian histeresis. Kerugian yang terjadi ketika arus primer AC berbalik arah. Disebabkan karena inti transformator tidak dapat mengubah arah fluks magnetnya dengan seketika. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggunakan material inti reluktansi rendah.
- Kerugian efek kulit. Sebagaimana konduktor lain yang dialiri arus bolak-balik, arus cenderung untuk mengalir pada permukaan konduktor. Hal ini memperbesar kerugian kapasitas dan juga menambah resistansi relatif lilitan. Kerugian ini dapat dikurang dengan menggunakan kawat Litz, yaitu kawat yang terdiri dari beberapa kawat kecil yang saling terisolasi. Untuk frekuensi radio digunakan kawat geronggong atau lembaran tipis tembaga sebagai ganti kawat biasa.
- Kerugian arus Eddy. Kerugian yang disebabkan oleh ggl masukan yang menimbulkan arus dalam inti magnet yang melawan perubahan fluks magnet yang membangkitkan ggl. Karena adanya fluks magnet yang berubah-ubah, terjadi olakan fluks magnet pada material inti. Kerugian ini berkurang kalau digunakan inti berlapis-lapis.
Efisiensi
Efisiensi transformator dapat diketahui dengan rumus 
Sebagai
akibat adanya kerugian pada transformator. Maka efisiensi transformator tidak
dapat mencapai 100%. Untuk transformator daya frekuensi rendah, efisiensi bisa
mencapai 98%.Jenis-jenis transformator
Step-Up
lambang transformator step-up
Transformator step-up 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-Down
skema transformator step-down
Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada
lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator
jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.Autotransformator
skema autotransformator
Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut
secara listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian
lilitan primer juga merupakan lilitan sekunder. Fasa
arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanan dengan arus primer, sehingga
untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih
tipis dibandingkan transformator biasa. Keuntungan dari autotransformator
adalah ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian yang lebih rendah daripada jenis
dua lilitan. Tetapi transformator jenis ini tidak dapat memberikan isolasi
secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder.Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik tegangan lebih dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali).
Autotransformator variabel
skema autotransformator variabel
Autotransformator variabel sebenarnya adalah autotransformator biasa yang
sadapan tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan
primer-sekunder yang berubah-ubah.Transformator isolasi
Transformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama dengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer. Tetapi pada beberapa desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk mengkompensasi kerugian. Transformator seperti ini berfungsi sebagai isolasi antara dua kalang. Untuk penerapan audio, transformator jenis ini telah banyak digantikan oleh kopling kapasitor.Transformator pulsa
Transformator pulsa adalah transformator yang didesain khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa. Transformator jenis ini menggunakan material inti yang cepat jenuh sehingga setelah arus primer mencapai titik tertentu, fluks magnet berhenti berubah. Karena GGL induksi pada lilitan sekunder hanya terbentuk jika terjadi perubahan fluks magnet, transformator hanya memberikan keluaran saat inti tidak jenuh, yaitu saat arus pada lilitan primer berbalik arah.Transformator tiga fase
Transformator tiga fase (3-phase) sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan secara khusus satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara delta (
).
semoga bermanfaat. silahkan mampir lagi lain waktu!!!
