Apa itu Transformator Satu Fasa: Konstruksi dan Cara Kerjanya

Transformator satu fasa adalah perangkat listrik yang menerima daya AC satu fasa dan mengeluarkan AC satu fasa. Ini digunakan dalam distribusi daya di daerah non-perkotaan karena permintaan dan biaya keseluruhan lebih rendah daripada trafo distribusi 3-fasa.

Mereka digunakan sebagai trafo step-down untuk menurunkan tegangan rumah ke nilai yang sesuai tanpa perubahan frekuensi. Untuk alasan ini, biasanya digunakan untuk menyalakan peralatan elektronik di rumah. Artikel ini membahas gambaran umum tentang transformator 1 fasa.

Apa itu Transformator Satu Fasa?

Trafo satu fasa

Definisi: Sebuah transformator adalah perangkat yang mengubah energi magnetik menjadi energi listrik. Ini terdiri dari dua kumparan listrik yang disebut sebagai lilitan primer dan lilitan sekunder. Belitan primer transformator menerima daya, sedangkan belitan sekunder menghasilkan daya.

Rangkaian besi magnetik yang disebut "inti" biasanya digunakan untuk membungkus gulungan ini. Meskipun kedua kumparan ini diisolasi secara elektrik, keduanya terhubung secara magnetis.

Arus listrik ketika dilewatkan melalui primer transformator kemudian medan magnet dibuat, yang menginduksi tegangan pada transformator sekunder. Berdasarkan jenis aplikasinya, transformator satu fasa digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan pada output.

Baca juga : Transformator tiga 3-Fasa

Trafo ini biasanya merupakan trafo daya dengan efisiensi tinggi dan rugi-rugi rendah. Diagram transformator satu fasa ditunjukkan di bawah ini.

Prinsip Kerja Transformator 1 Fasa

Trafo satu fasa bekerja berdasarkan prinsip Hukum Faraday Induksi Elektromagnetik. Biasanya, induksi timbal balik antara belitan primer dan sekunder bertanggung jawab atas operasi transformator pada transformator listrik.

Cara Kerja Transformator 1 Phase

Trafo adalah perangkat statis yang mentransfer daya listrik dalam satu rangkaian ke rangkaian lain dengan frekuensi yang sama. Ini terdiri dari gulungan primer dan sekunder. Trafo ini beroperasi dengan prinsip induktansi timbal balik.

Ketika transformator primer dihubungkan ke suplai AC, arus mengalir dalam kumparan dan medan magnet terbentuk. Kondisi ini dikenal sebagai induktansi timbal balik dan aliran arus sesuai dengan Hukum Faraday induksi elektromagnetik. Ketika arus meningkat dari nol ke nilai maksimumnya, medan magnet menguat dan diberikan oleh dɸ/dt.

Elektromagnet ini membentuk garis gaya magnet dan mengembang keluar dari kumparan membentuk jalur fluks magnet. Belitan kedua belitan dihubungkan oleh fluks magnet ini. Kekuatan medan magnet yang dihasilkan di inti bergantung pada jumlah belitan pada belitan dan jumlah arus. Fluks dan arus magnet berbanding lurus satu sama lain.

Prinsip kerja trafo satu fasa

Ketika garis fluks magnet mengalir di sekitar inti, ia melewati belitan sekunder, menginduksi tegangan di atasnya. Hukum Faraday digunakan untuk menentukan tegangan yang diinduksi melintasi kumparan sekunder dan diberikan oleh:

N. dɸ/dt

dimana

'N' adalah jumlah lilitan kumparan

Frekuensinya sama pada belitan primer dan sekunder.

Jadi, kita dapat mengatakan bahwa tegangan yang diinduksi sama pada kedua belitan karena fluks magnet yang sama menghubungkan kedua kumparan bersama. Juga, tegangan total yang diinduksi berbanding lurus dengan jumlah lilitan di kumparan.

Mari kita asumsikan bahwa belitan primer dan sekunder transformator memiliki belitan tunggal pada masing-masing. Dengan asumsi tidak ada rugi-rugi, arus mengalir melalui kumparan untuk menghasilkan fluks magnet dan menginduksi tegangan satu volt pada kumparan sekunder.

Karena suplai AC, fluks magnet bervariasi secara sinusoidal dan diberikan oleh

ɸ = ɸ maks Sin ωt

Hubungan antara ggl yang diinduksi, E dalam belitan kumparan dari kumparan N diberikan oleh

E = N (d∅)/dt

E = N*ω*ɸ max cosωtφ

Emaks = Nωɸ max

Erm = Nω/√2*ɸ max = 2π/√2*f*N*ɸ maks

Erms = 4,44 fNɸ maks

Dimana

f adalah frekuensi dalam Hertz, diberikan oleh ω / 2π.

N adalah jumlah lilitan kumparan

ɸ adalah jumlah fluks di Webers

Persamaan di atas adalah Persamaan GGL Transformer. Untuk ggl, belitan primer transformator E, N adalah jumlah belitan primer (NP), sedangkan untuk ggl, E dari belitan sekunder transformator, jumlah belitan, N adalah (NS).

Kontruksi Transformator Satu Fasa

Trafo satu fasa sederhana memiliki setiap belitan yang dililitkan secara silinder pada dahan besi lunak secara terpisah untuk menyediakan rangkaian magnet yang diperlukan, yang biasanya disebut sebagai "inti transformator". Ini menawarkan jalur untuk aliran medan magnet untuk menginduksi tegangan antara dua belitan.

Seperti yang terlihat pada gambar di atas, kedua belitan tidak cukup dekat untuk memiliki kopling magnet yang efisien. Dengan demikian, menyatukan dan meningkatkan rangkaian magnet di dekat kumparan dapat meningkatkan kopling magnet antara lilitan primer dan sekunder. Laminasi baja tipis harus digunakan untuk mencegah kehilangan daya dari inti.

Berdasarkan bagaimana belitan dililitkan di sekitar inti laminasi baja pusat, konstruksi transformator dibagi menjadi dua jenis

Transformator tipe Inti

Dalam jenis konstruksi ini, hanya setengah dari belitan yang dililitkan secara silindris di sekitar setiap kaki transformator untuk meningkatkan kopling magnet seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Jenis konstruksi ini memastikan bahwa garis gaya magnet mengalir melintasi kedua belitan secara bersamaan. Kerugian utama dari trafo tipe inti adalah fluks kebocoran yang terjadi karena aliran sebagian kecil garis gaya magnet di luar inti.

Trafo tiga fasa tipe inti

Transformator tipe Shell

Dalam jenis konstruksi transformator ini, belitan primer dan sekunder diposisikan secara silindris pada ekstremitas tengah yang menghasilkan luas penampang dua kali lipat daripada ekstremitas luar.

Ada dua jalur magnet tertutup pada jenis konstruksi ini dan ekstremitas luarnya memiliki fluks magnet ɸ/2 yang mengalir. Trafo tipe shell mengatasi fluks kebocoran, mengurangi kehilangan inti dan juga meningkatkan efisiensi.

Trafo satu fasa tipe shell

Aplikasi

Penerapan transformator fasa tunggal disebutkan di bawah ini.

  • Untuk menurunkan sinyal jarak jauh untuk mendukung perangkat elektronik perumahan dan komersial ringan
  • Di televisi untuk pengaturan tegangan
  • Untuk meningkatkan daya di inverter rumah
  • Untuk memasok listrik ke daerah non-perkotaan
  • Untuk mengisolasi dua rangkaian secara elektrik seperti primer dan sekunder ditempatkan saling berjauhan.

Pertanyaan

1). Apa artinya satu fasa?

Sistem atau rangkaian satu fasa yang menghasilkan atau menggunakan tegangan bolak-balik tunggal

2). Apakah rumah menggunakan pasokan satu fasa?

Umumnya, rumah dipasok dengan pasokan satu fasa

3). Pada prinsip apa trafo satu fasa beroperasi?

Hukum Faraday tentang Induksi Elektromagnetik dan Induksi Mutual

4). Apa yang dimaksud dengan "Rasio Putaran"?

NP/NS = VP/VS = n = Rasio Putaran

5). Berikan dua kegunaan trafo satu fasa

  • Di televisi untuk pengaturan tegangan
  • Untuk meningkatkan daya di inverter rumah

Jadi, transformator satu fasa cocok untuk perangkat listrik yang lebih ringan. Lebih murah dan sangat disukai untuk memasok listrik ke daerah non-perkotaan.

Next Post Previous Post