Prinsip Induksi Transformator

Hukum utama dalam transformator adalah hukum induksi faraday. Menurut hukum ini suatu gaya listrik melalui garis lengkung yang tertutup, adalah berbanding lurus dengan perubahan persatuan waktu dari pada arus induksi atau flux yang dilingkari oleh garis lengkung itu.

        Selain hukum Faraday, transformator menggunakan hukum Lorenz seperti terlihat pada gambar 1.1 berikut ini.

Gambar 1.1 Hukum Lorenz

Dasar dari teori transformator adalah sebagai berikut:

       Apabila ada arus listrik bolak-balik yang mengalir mengelilingi suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi magnet (seperti gambar 1.2) dan apabila magnet tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka pada kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda tegangan mengelilingi magnet,  maka akan timbul gaya gerak listrik (GGL). Dari prinsip tersebut di atas dibuat suatu transformator seperti gambar 1. di bawah ini.

Gambar 1.2 Suatu arus listrik mengelilingi inti besi sehingga terjadi magnet

Gambar 1.3 Lilitan pada trafo

Gambar 1.4 Prinsip Kerja Transformator

     Berdasarkan hukum Faraday yang menyatakan magnitude dari electromotive motive force (emf) proposional terhadap perubahan fluks terhubung dan hukum Lenz yang menyatakan arah dari emf berlawanan dengan arah fluks sebagai reaksi perlawnan dari perubahan fluks tersebut didapatkan persamaan:

Dimana :

e = emf sesaat (instantaneous emf)

Ψ = fluks terhubung (linked flux)

Dan pada transformer ideal yang diekstansi dengan sumber sinusiodal berlaku persamaan :

E = 4,44.Φm.N.f

E N f m = 4,44.Φm.N.f

Dimana :    

E     = Tegangan (rms)

N     = jumlah lilitan

Φm  = fluks puncak (peak flux)

f       = frekuensi

dan persamaan:

Dimana :  

E­₁ = Tegangan Primer

E­­­­₂ = Tegangan Sekunder

N₁ = Belitan Primer

N₂ = Belitan Sekunder

 I₁  = Arus Primer

 I₂  = Arus Sekunder

       Dikarenakan  pada  transformer  ideal  seluruh  mutual  flux  yang  dihasilkan  salah  satu kumparan  akan diterima  seutuhnya oleh kumparan  yang lainnya  tanpa  adanya  leakage  flux maupun  loss  lain  misalnya berubah  menjadi  panas.  Atas  dasar  inilah  didapatkan  pula persamaan:

P₁  = P₂

V₁.I₁  = V₂.I₂

N₁.I₁  = N₂.I₂