rangkuman BAB GENERATOR dan TRANSFORMATOR

 

Rangkuman BAB TRANSFORMATOR dan GENERATOR

Generator listrik memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Proses ini dikenal sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan motor punya banyak kesamaan, tetapi motor adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui sebuah sirkuit listrik eksternal, tetapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan dengan sebuah pompa air, yang menciptakan aliran air tetapi tidak menciptakan air di dalamnya. Sumber enegi mekanik bisa berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melalui sebuah turbin maupun kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan, energi surya atau matahari, udara yang dimampatkan, atau apa pun sumber energi mekanik yang lalu lalang.

            Sebuah trafo adalah perangkat listrik pasif yang mentransfer energi listrik dari satu rangkaian listrik ke yang lain, atau beberapa rangkaian. Arus yang bervariasi dalam setiap kumparan transformator menghasilkan 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 magnet yang dikelilingi oleh kumparan.

Transformer paling umum digunakan untuk meningkatkan tegangan 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 transformator potensial konstan pertama pada tahun 1885, transformer telah menjadi penting untuk transmisi, distribusi, dan pemanfaatan dari alternatif tenaga arus listrik .^[2] Berbagai macam desain transformator ditemukan dalam aplikasi daya elektronik dan listrik. Ukuran transformator berkisar dari transformer RF dengan volume kurang dari satu sentimeter kubik, hingga unit dengan berat ratusan ton yang digunakan untuk menghubungkan jaringan listrik.

 

 

 

 

 

 

 

Contoh Soal ;

Sebuah transformator mempunyai kumparan primer dan sekunder dengan jumlah lilitan masing-masing 500 dan 5000, dihubungkan dengan jaringan bertegangan arus bolak-balik 220 V. Berapakah tegangan keluarannya?

A. 220 volt

B. 1.100 volt

C. 2.200 volt

D. 22.000 volt

Pembahasan

Diketahui :

Kumparan primer (N_P) = 500 lilitan

Kumparan sekunder (N_s) = 5000 lilitan

Tegangan primer (V_P) = 220 Volt

Ditanya : Tegangan sekunder (V_S)

Jawab :

Rumus transformator :

V_s / N_s = V_p / N_p

V_s / 5000 = 220 / 500

V_s / 5000 = 0,44

V_s = (0,44)(5000)

V_s = 2.200 Volt

Jawaban yang benar adalah C.

 

2. Pada sebuah transformator terdapat kumparan primer yang mempunyai 1200 lilitan dan kumparan sekunder yang mempunyai 1000 lilitan. Jika arus primer 4 A, maka kuat arus sekunder adalah …

A. 2 Ampere

B. 3 Ampere

C. 4 Ampere

D. 4,8 Ampere

Pembahasan

Diketahui :

Kumparan primer (N_P) = 1200 lilitan

Kumparan sekunder (N_S) = 1000 lilitan

Kuat arus primer (I_P) = 4 Ampere

Ditanya : Kuat arus sekunder (I_S)

Jawab :

Rumus transformator yang menyatakan hubungan antara jumlah lilitan kumparan (N) dengan kuat arus listrik (I) adalah :

I_S/I_P = N_P/N_S

Kuat arus sekunder adalah :

I_S/4 = 1200/1000

I_S/4 = 1,2

I_S = 1,2 (4)

I_S = 4,8 Ampere

Jawaban yang benar adalah D.

 

3. Lihat gambar transformator di bawah ini!

Tegangan primer trafo tersebut adalah …

A. 24 Volt

B. 240 Volt

C. 264 Volt

D. 340 Volt

Pembahasan

Diketahui :

Tegangan sekunder (V_S) = 24 Volt

Lilitan primer (N_P atau N₁) = 11 N

Lilitan sekunder (N_S atau N₂) = 1 N = N

Ditanya : Tegangan primer (V_P)

Jawab :

Rumus transformator :

V_s / N_s = V_p / N_p

Tegangan primer dihitung menggunakan rumus di atas :

V_s / N_s = V_p / N_p

24 / N = V_p / 11 N

24 / 1 = V_p / 11

24 = V_p / 11

V_p = (24)(11)

V_p = 264 Volt

Jawaban yang benar adalah C.

 

4. Tuliskan rumus untuk mencari frekuensi generator AC.(bagaimana supaya menjadi 50 Hz).
Jawab :

f = ((n P))/120
Agar f menjadi 50Hz maka besar n = 3000 dan P = 2,
f = (3000 .  2)/120
f = 6000/120 = 50 Hz

 

5. Generator DC seri 5kW, 200V. Tahanan kumparan 0,5 Ohm. Rugi tegangan pada sikat tidak ada. Gambarkan dan hitung:

a. Arus jangkar bila bekerja pada beban penuh

b. Tegangan yang dibangkitkan jika tahanan medan seri 0,15 Ohm
Jawab:

Dik:

Ra = 0,5 Ohm

Rs = 0,15 Ohm

Pout = 5KW

V= 200V

a. Ia = Pout / V

= 5kW/200V

= 25A

b. Ea = V + Ia x (Ra+Rs)

=200 + 25x(0,5+0,15)

=200 + (25×0,65)

=200 + 16,25

=216,25V