Trafo: Pengertian, Gambar, Simbol, Fungsi, Jenis

Trafo Adalah?☑️ Pengertian apa itu Transformator (trafo) Lengkap dengan Gambar, Simbol, Jenis, Fungsi dan Rumusnya☑️

Seperti yang kita ketahui bersama bahwa trafo listrik atau transformator merupakan sebuah komponen yang memiliki peran yang cukup penting dalam proses pendistribusian yang terjadi pada tenaga listrik.

Transformator memiliki sebutan lain yang lebih familiar di masyarakat, yaitu “Trafo“. Contoh penggunaan trafo bisa kita lihat pada sistem distribusi kelistrikan PLN.

Trafo listrik biasanya digunakan untuk menaikkan listrik yang sumbernya dari PLN hingga di angka ratusan kilo volt untuk didistribusikan ke pemukiman penduduk disekitar areanya.

Lalu apa itu trafo dan perannya dalam rangkaian elektronika? Untuk membantu anda dalam memahami komponen elektronika yang satu ini, berikut wikielektronika ulas secara lengkap mengenai pengertian trafo, jenis, fungsi, simbol dan contoh gambarnya.

Apa itu Trafo?

Transformator atau trafo adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk memindahkan energi listrik dari rangkaian AC ke rangkaian lainnya dengan cara menaikkan atau menurunkan tegangan.

Trafo merupakan perangkat yang bekerja menggunakan prinsip induksi elektromagnetik. Perangkat ini dapat menaikkan atau menurunkan tegangan serta intensitas arus listrik AC (bolak-balik) dengan tetap menjaga daya dan frekuensi agar selalu konstan.

Komponen transormator terdiri dari dua gulungan kawat yang melilit inti logam, yang mana satu kumparan memiliki fungsi untuk listrik masuk dan satu untuk listrik keluar.

Arus Bolak-balik pada kumparan masuk membentuk medan magnet bolak-balik pada inti trafo yang kemudian menghasilkan Arus Bolak-balik di kumparan keluar.

Umumnya, trafo listrik digunakan sebagai pengganti taraf tegangan rangkaian AC menuju taraf lainnya. Penggantian taraf yang dimaksud yakni dengan menaikkan tegangan, misalnya dari 110 VAC menuju 220 VAC maupun menurunkan tegangan, sebagai contoh dari 220 VAC menuju 12 VAC.

Perlu Anda pahami bahwa perangkat yang satu ini hanya bisa dioperasikan pada tegangan dengan tipe arus bolak-balik, atau yang lebih disebut sebagai tegangan AC.

Simbol Transformator

Simbol transformator/ trafo memiliki bentuk seperti sebuah rangkaian dengan 1 buah inti dan dua lilitan kawat ( primer dan sekunder) didalamnya.

Simbol transformator tidak hanya ada satu. Hal ini karena ada banyak sekali jenis trafo yang memiliki simbol dan fungsi masing masing.

Untuk simbol dasar dari perangkat transformator atau trafo bisa teman teman lihat pada gambar yang kami sajikan diatas. Sedangkan untuk beberapa simbol trafo lainnya bisa anda lihat pada tabel dibawah ini:

Jenis	Gambar Simbol
Trafo Step Up
Trafo Step Down
Autotransformator
Transformator Variabel
Transformator Isolasi
Trafo 1 Fasa
Trafo 3 Fasa
Trafo Inti Besi/ Magnet
Trafo Inti Ferit
Trafo Inti Udara

Fungsi Transformator

Fungsi transformator/ trafo adalah memindahkan energi listrik dari satu rangkaian AC ke rangkaian lainnya melalui proses induksi elektromagnetik. Perpindahan energi listrik ini bisa bersifat menaikkan maupun menurunkan tegangan yang ada.

Fungsi transformator daya tersebut merupakan kegunaan utama dari komponen elektronika yang satu ini.  Selain fungsi utama tersebut, masih ada beberapa fungsi transformator daya yang berkaitan dengan rangkaian listrik.

Untuk lebih mengenali fungsi fungsi transformator daya yang lainnya, berikut kami paparkan ulasannya:

• Menaikkan dan Menurunkan Tegangan

Selain itu, adapula manfaat lain yang bisa didapat dengan adanya proses penaikan tegangan pada fungsi trafo, yaitu agar drop tegangan tidak memakan biaya yang terlalu tinggi.

Rendahnya biaya tersebut disebabkan karena penggunaan kabel yang relatif lebih kecil. Sebagai contoh, upaya kenaikan tegangan dari PLN, yang awalnya 13,8 KV, menjadi 150 KV, lalu diturunkan menjadi 380 V.

• Transmisi dan Distribusi Listrik

Transformator memiliki banyak sekali kontribusi pada keamanan dan efisiensi sistem distribusi listrik jarak jauh khususnya di Indonesia. Hal ini karena metode terbaik untuk mengalirkan arus listrik dari pembangkit listrik PLN yaitu dalam keadaan tegangan yang tinggi.

Seperti yang diketahui bersama, jarak yang ada di antara beban dan pembangkit listrik yang umumnya dipakai para pelanggan PLN relatif jauh. Hal itulah yang kemudian menyebabkan timbulnya drop tegangan.

Distribusi arus yang memiliki tegangan terlalu tinggi tidak serta merta dapat diterima oleh instalasi listrik rumah tangga yang ada di Indonesia, hal ini karena dapat merusak seluruh rangkaian instalasi listrik dan peralatan yang terhubung dengannya.

Untuk menganggulangi hal yang tidak diinginkan tersebut, Trafo akan memberikan solusinya. Penggunaan trafo dapat mengurangi arus bertegangan tinggi hingga batas yang dapat ditoleransi untuk didisrtibusikan ke area area sumber listrik PLN.

Dengan demikian, trafo tidak hanya berfungsi sebagai media untuk menyalurkan distribusi listrik, tetapi juga melindungi instalasi listrik yang mendapat distribusi dari PLN.

• Rangkaian Kontrol

Fungsi transformator cukup beragam, yang mana salah satunya yaitu untuk menurunkan tegangan agar dapat dipakai di tegangan kontrol.

Perlu Anda pahami terlebih dahulu, yang dimaksud dengan tegangan kontrol diantaranya 5 volt, 12 volt, dan tegangan lainnya. Hal tersebut biasanya diterapkan pada beberapa peralatan elektronik seperti PC dan charger.

• Pengendali Motor

Di samping itu, fungsi transformator daya lainnya juga berlaku pada kendali motor yang ada di sebuah pabrik. Di sini trafo dimanfaatkan sebagai upaya energize kontraktor yang digunakan untuk menyalakan dan mematikan motor dari proses induksi.

• Rangkaian Pengatur Frekuensi

Di dalam bidang radio frekuensi, trafo juga sering dimanfaatkan sebagai pengendali jumlah frekuensi. Hanya saja dimensi dan wujudnya relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan trafo yang sering dipakai di rangkaian kontrol.

Prinsip Kerja Trafo

Cara kerja transformator mengikuti prinsip induksi elektromagnetik yang dijelaskan dalam Hukum Faraday dimana laju perubahan hubungan fluks terhadap waktu berbanding lurus dengan medan elektromagnetik yang diinduksi dalam koil atau konduktor.

Masuknya tegangan yang bersifat bolak balik dan membentang pada lilitan primer menimbulkan sebuah fluks magnet yang biasanya tersambung dengan lilitan sekunder secara keseluruhan.

Kemudian fluks tersebut menginduksi gaya pada gerak listrik pada jenis lilitan sekunder. Selain itu, fluks magnet juga mampu mengurangi panasnya suhu yang ditimbulkan.

Ketika didapatkan efisiensi transformator yang sempurna, maka semua daya yang ada di lilitan primer akan dilimpahkan pada lilitan sekunder.

Transformator bekerja dalam induksi elektromagnetik timbal balik antara dua sirkuit yang dihubungkan oleh tautan magnetik yang sama.

Induksi timbal balik yang terjadi di antara rangkaian inilah yang membantu sebuah trafo untuk mentransfer energi dari satu titik ke titik lainnya.

Lilitan utama pada trafo terhubung ke sumber listrik, dari mana fluks magnet awal dihasilkan dan kedua kumparan trafo diisolasi satu dengan yang lainnya.

Fluks listrik awal diinduksi dalam lilitan utama dimana inti magnetik lewat dan terhubung ke yang sekunder dalam hal reluktansi rendah agar dapat memaksimalkan koneksi yang terhubung.

Gulungan primer menciptakan fluks bolak-balik di inti trafo dan memberikan energi arus bolak-balik dari satu sirkuit ke sirkuit lainnya

Jadi prinsip dasar dari cara kerja trafo adalah sebagai jembatan yang berperan untuk mengubah dan mentransmisikan energi listrik dari satu nilai ke nilai lainnya dengan mengubah nilai tegangan namun menjaga nilai frekuensi yang ada.

Trafo yang sederhana, pada umumnya terdiri atas 2 buah lilitan maupun kawat yang diisolasi. Inti besi yang ada pada transformator/ trafo biasa disebut dengan istilah ‘Core’.

Fungsi dari core ini adalah media penyalur suhu panas dari kabel tembaha menuju bagian inti logam.

Fungsi core yang lain yaitu sebagai media yang mempermudah jalannya medan maghnet pada transformator. Berikut beberapa bentuk Core yang ada pada transformator :

• L – L Lamination
• U – I Lamination
• E – I Lamination
• E – E Lamination

Jenis Trafo dan Contoh Gambar

Berdasarkan level tegangan, trafo dibagi menjadi dua yakni trafo step up dan trafo step down, sedangkan berdasarkan fungsi penggunannya, trafo dibedakan menjadi 5 yaitu trafo variabel, trafo 1 fasa, trafo 3 fasa, autotranfsormator dan trafo isolasi.

Kemudian jika kita klasifikasikan berdasarkan material inti yang ada pada trafo, komponen elektronika yang satu ini dibagi menjadi 3 bagian yaitu trafo inti besi, trafo inti magnet, trafo inti udara serta trafo inti ferit.

Penjelasan lengkapnya mengenai apa saja jenis jenis transformator bisa anda simak dibawah ini:

a. Berdasarkan Level Tegangan:

1. Transformator Step Up

Trafo step up adalah jenis transformator yang berfungsi untuk mengubah tegangan primer yang lebih rendah menjadi tegangan sekunder yang lebih tinggi.

Ciri khas dari transformator step up yang pertama yaitu mempunyai sebuah lilitan sekunder dengan jumlah yang lebih banyak jika dibandingkan dengan lilitan primer (V_s > V_p), hal inilah yang menjadikannya trafo dapat menaikkan jumlah tegangan.

Kemudian untuk ciri ciri yang kedua terletak pada  jumlah arus listrik yang mengalir memasuki kumparan primer nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang ada pada kumparan sekunder (I_p > I_s).

Jenis trafo ini bersifat universal, sehingga mudah dijumpai pada beberapa pembangkit listrik.

2. Transformator Step Down

Trafo step down adalah jenis transformator yang berfungsi untuk mengubah tegangan primer yang lebih tinggi ke tegangan sekunder yang lebih rendah. Karakteristik dari transformator step down bisa kita lihat melalui point point dibawah ini.

Arus listrik yang masuk pada kumparan primer lebih kecil dibandingkan pada kumparan sekunder (I_p < I_s).

Kemudian yang kedua jumlah lilitan pada kumparan primer lebih banyak dibandingkan pada kumparan sekunder (N_p > N_s).

Ciri ciri yang terahir adalah nilai tegangan pada kumparan primer lebih besar dibandingkan pada kumparan sekunder (V_p > V_s).

Dengan demikian, trafo ini mempunyai manfaat untuk menurunkan suatu tegangan. Trafo tipe ini akan mudah dijumpai pada adaptor AC-DC.

b. Berdasarkan Jenis Lilitan:

3. Autotransformator

Autotransformator juga termasuk dalam jenis-jenis transformator. Jenis trafo satu ini hanya memiliki satu buah lilitan yang terhubung dengan listrik yang disadap di tengah. Dengan demikian, sebagian yang merupakan lilitan primer, juga sekaligus menjadi lilitan sekunder.

Arus yang ada pada lilitan sekunder tidak sejalan dengan arus lain, yakni primer. Bahkan hingga untuk biaya energinya mampu dibuat menggunakan kawat tipis jika dibandingkan dengan transformator biasa.

4. Transformator Variable

Yang dimaksud dengan Trafo Variabel adalah jensi trafo dimana tegangan dapat divariasikan baik dengan memberikan taping atau mengubah posisi inti trafo, sehingga mampu untuk diperbandingkan perubahan yang terjadi pada lilitan primer dan sekunder.

5. Trafo 1 Fasa

Trafo satu fasa adalah jenis transformator daya yang memanfaatkan arus bolak-balik satu fasa, artinya transformator mengandalkan siklus tegangan yang beroperasi dalam satu fasa waktu tertentu.

Ciri khas dari transformator 1 fasa atau phase tunggal yaitu lilitan kumparan dililitkan pada inti yang sama dan terhubung secara magnetis satu sama lain.

Jika kita lihat pada gambar simbol yang telah kami paparkan sebelumnya, terlihat juga ada dua garis atas dan bawah yang mengidentifikasikan terminal belitan primer dan sekunder.

6. Trafo 3 Fasa

Trafo tiga fasa adalah jenis transformator daya yang memanfaatkan arus bolak-balik tiga phase, artinya transformator mengandalkan siklus tegangan yang beroperasi dalam tiga fasa waktu tertentu.

Daya arus bolak-balik (AC) tiga fase biasanya digunakan untuk mengalirkan listrik ke pusat data serta bangunan komersial dan industri yang menampung mesin yang membutuhkan daya listrik besar.

Hal ini karena trafo 3 fasa dapat menghasilkan lebih banyak daya dengan efisiensi yang lebih besar, dibandingkan dengan trafo daya satu fasa.

7. Transformator Isolasi

Trafo isolasi atau isolation transformer adalah transformator yang belitan primer dan sekundernya memiliki belitan yang sama dan juga membawa tegangan yang sama. Trafo isolasi digunakan di mana isolasi yang tepat diperlukan antara dua sirkuit daya yang berbeda.

Dikatakan sebagai trafo isolasi adalah karena link dilakukan oleh maghnet sehingga output akan “terisolasi” dari inputnya.

Output dari transformator isolasi umumnya memiliki tegangan output nominal yaitu 230V antara konduktor outputnya.

Trafo isolasi melindungi peralatan sensitif dalam pengukuran, laboratorium, peralatan medis, dan aplikasi lain dari lonjakan tegangan, loop arde, dan distorsi saluran listrik lainnya.

Struktur atau konstruksi yang ada pada trafo isolasi dibangun mirip dengan trafo tipe inti standar yang lainnya.

c. Berdasarkan Material Inti Trafo:

8. Trafo Inti Besi (Iron Core)

Trafo inti besi atau iron core transformer adalah jenis transformator yang menggunakan bahan material besi sebagai intinya.

Inti besi transformator biasanya berupa cincin dengan dua kumparan yang dililitkan di atasnya. Satu terhubung ke sumber tenaga listrik yang disebut kumparan primer, dan yang satu lagi bertugas memasok daya ke beban yang biasa disebut kumparan sekunder

9. Trafo Inti Udara (Air Core)

Trafo inti udara atau air core transformer adalah jenis transformator yang memiliki udara di intinya.

Jenis transformator yang satu ini berbeda dengan transformator pada umumnya yang memiliki jenis logam atau besi di sekitar kabel yang dililitkan.

Salah satu contoh penggunaan trafo inti udara bisa kita lihat pada radio elektronik dan perangkat komunikasi lainnya.

10. Trafo Inti Ferit (Ferrite core)

Inti besi sentral dari sebagian besar transformator terbuat dari bahan yang sangat permeabel, salah satunya adalah material ferit.

Trafo inti ferit atau ferrite core transformer adalah senyawa feromagnetik non-konduktif yang belitannya terbuat dari inti ferit.

Umumnya, transformator jenis ini digunakan untuk aplikasi frekuensi tinggi karena mereka membawa koersivitas rendah dan menawarkan kerugian arus eddy yang rendah.

Ferit sebagai inti trafo ini dapat menyediakan jalur magnetik yang diperlukan secara efisien sambil meminimalkan kerugian magnetik yang didapat selama trafo bekerja.

Rumus Transformator

Untuk mengetahui perbandingan pada lilitan dapat dicari menggunakan rumus transformator seperti berikut:

Keterangan:

Ns : input/ lilitan primer

Np : output/ lilitan sekunder

Banyaknya jumlah lilitan yang ada pada transformator akan menentukan besarnya tegangan dan kuat arus yang akan dihasilkan. Merujuk pada konsep perbandingan senilai tersebut, didapatkan rumus menghitung jumlah lilitan transformator yaitu Np/Ns = Vp/Vs = Is/Ip.

Keterangan :

• Vp : Tegangan primer dgn satuan volt (V)
• Vs : Tegangan sekunder)
• Np : Jumlah lilitan primer)
• Ns : Jumlah lilitan sekunder)
• Ip : Kuat arus primer)
• Is : Kuat arus sekunder)

Contoh Soal Menghitung Transformator Daya :

1. Sebuah arus yang masuk ke trafo adalah 200 mA (milliampere) sedangkan untuk arus keluarnya adalah 3 mA. Berapa lilitan primer trafo tersebut jika lilitan sekundernya adalah 20?

Jawab:

Ns = 20 lilitan
Ip = 200 mA
Is = 20 mA
Np/Ns = Is/Ip
Ns = (Ip/Is) x Np
Ns = (200/20) x 20 = 200 mA
Jadi jumlah lilitan primer trafo tersebut adalah 200 lilitan

2. Sebuah trafo menerima tegangan masuk sebesar 330 volt, sedangkan tegangan keluar pada trafo tersebut adalah 220 volt. Berapa jumlah lilitan sekunder jika jumlah lilitan primernya 200?

Jawab:

Vp = 330 volt
Vs = 220 volt
Np = 200 lilitan
Np/Ns = Vp/Vs
Ns = (Vs/Vp) x Np
Ns = (220/330) x 200 = 133 lilitan
Jadi jumlah lilitan sekunder trafo tsb adalah 133 lilitan.
(Note: tegangan primer = tegangan masuk, tegangan sekunder = tegangan keluar)

Transformator merupakan komponen elektronika yang cukup penting untuk mengatur pendistribusian arus listrik.

Pentingnya memiliki trafo yang berkualitas dalam suatu sistem distribusi listrik merupakan hal yang tidak bisa diabaikan, karena trafo merupakan komponen vital untuk menjamin pelayanan kelistrikan dan keamanan jaringan yang baik.

Dengan demikian, proses induksi yang terjadi tetap dalam keadaan yang stabil. Apabila tidak terdapat komponen semacam ini, maka akan cukup berbahaya saat menggunakan alat elektronika tertentu.