Jenis Trafo beserta Fungsinya dalam Dunia Kelistrikan

Jenis-jenis trafo beserta fungsinya - Trafo adalah perangkat listrik atau mesin yang dikembangkan oleh Michael Faraday. Trafo berfungsi untuk mentransfer energi listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lain secara induksi elektromagnetik. Sebagian besar trafo diproduksi dengan komponen yang sama namun dengan spesifikasi berbeda dalam hal penggunaan, arus, tegangan, tingkat impedansi, dan yang lainnya.

Trafo dapat ditemukan pada sistem transmisi listrik, industri, dan peralatan elektronik. Contohnya seperti trafo daya, trafo instrumen, autotransformer, trafo penyearah (RF), dan lain-lain. Semua trafo tersebut memiliki perbedaan ukuran, nilai, dan bentuk antara satu dengan yang lainnya, tetapi dengan prinsip kerja yang sama.

Baca Juga: Jenis-jenis Alat Ukur Listrik beserta Fungsinya

A. Jenis trafo berdasarkan level tegangan

Secara umum, trafo dikelompokkan berdasarkan level tegangan yaitu pengelompokan yang dilihat dari perbandingan jumlah lilitan antara kumparan primer dan kumparan sekunder. Terdapat 2 jenis trafo dalam pengelompokan ini yaitu trafo step up dan step down.

1. Transformator Step Up

Transformator step up merupakan trafo yang berfungsi menaikkan tegangan. Trafo ini memiliki ciri yaitu jumlah lilitan pada kumparan primer lebih sedikit dibanding liltan pada kumparan sekunder (Np < Ns). Jadi elektromagnetik pada kumparan sekunder lebih besar. Pada pembangkit listrik, trafo ini digunakan untuk menaikkan tegangan yang keluar dari generator. Tujuannya agar saat ditransmisikan ke jaringan listrik, listrik tidak kehilangan banyak daya. Trafo ini juga dapat ditemui pada perangkat inverter yang biasa digunakan untuk menaikkan tegangan menjadi lebih besar.

2. Transformator Step Down

Transformator step down berfungsi untuk menurunkan tegangan. Kebalikan dari trafo step up, trafo step down memiliki lilitan primer yang lebih banyak dibanding lilitan sekundernya (Np > Ns). Pada sistem distribusi listrik, trafo ini digunakan untuk menurunkan tegangan menengah ke tegangan rendah yaitu 220 v agar dapat digunakan oleh masyarakat.

Trafo step down juga sering digunakan pada perangkat elektronik karena perangkat elektronik membutuhkan tegangan yang lebih kecil. Variasi tegangan yang dihasilkan antara lain 5v, 6v, 9v, 12v, 24v, hingga 48v.

3. Auto Transformer

Auto transformers berbeda dengan trafo biasanya karena hanya memiliki satu kumparan saja. Kumparan tunggal tersebut menjadi kumparan primer sekaligus kumparan sekunder. Semua trafo memiliki ujung lilitan yang tetap, tetapi tidak untuk trafo ini, auto transformer menyediakan lebih banyak pilihan karena ujung lilitan dapat diambil (disadap) dari tengah-tengah lilitan sebagai jalan keluarnya tegangan sekunder. 

Perbedaan posisi sadapan ini menentukan perbandingan kumparan pada sisi primer dan sekundernya. Sehingga, auto transformer ini menyediakan berbagai variasi tegangan yang dapat dipilih. Untuk lebih jelasnya, coba Anda amati gambar berikut ini.

Auto transformers dapat berjenis step up maupun step down karena posisi sadapan yang dapat dipindah-pindah.

Baca Juga: Mengetahui Lebih Banyak Jenis-Jenis Saklar Listrik

B. Jenis trafo berdasarkan bahan inti yang digunakan

Trafo mentransfer energi listrik dengan cara menghantarkan medan elektromagnetik melewati inti trafo. Perbedaan bahan inti yang digunakan menyebabkan perbedaan medan magnet yang dihasilkan dari proses induksi. Berdasarkan bahan inti, terdapat beberapa jenis bahan yang digunakan antara lain.

1. Trafo inti udara

Trafo inti udara tidak menggunakan bahan apapun sebagai inti. Jadi proses induksi medan magnet hanya merambat melalui medium udara sepenuhnya. Trafo ini memiliki kelemahan di mana induksi listrik yang dihasilkan lebih lemah jika dibanding dengan trafo berinti besi atau ferrite.

Trafo ini digunakan pada perangkat elektronik portable seperti radio frekuensi. Selain itu, trafo ini dapat menjadi pilihan untuk membuat charger wireless, yang mana kumparan primer berada pada sumber listrik dan kumparan sekunder berada di perangkat yang di-charger. Dengan tidak adanya inti, membuat trafo udara memiliki bobot yang ringan. 

2. Trafo inti besi

Trafo inti besi menggunakan plat-plat berbahan besi lunak sebagai intinya. Bahan besi lunak tersebut dicampur dengan magnet, sehingga medan magnet terinduksi lebih kuat. Sementara itu, tingkat efisiensi trafo juga meningkat. 

Plat-plat besi yang digunakan sebagai inti, memiliki bentuk dan ukuran yang beragam. Di pasaran, terdapat beberapa bentuk seperti E, I, U, L, dsb.

Plat-plat tersebut tipis. Dalam perakitannya, plat-plat besi tipis tersebut disusun berlapis-lapis. Trafo-trafo berinti besi telah digunakan secara luas. Sayangnya trafo jenis ini memiliki bobot yang berat

3. Trafo inti ferrite

Trafo ini menggunakan ferrite sebagai intinya karena memiliki daya tembus magnet yang tinggi. Trafo berinti ferrite lebih banyak digunakan pada peralatan elektronik daripada elektrik. Ferrite ini disarankan digunakan pada trafo yang menangani listrik berfrekuensi tinggi seperti pada Switch Mode Power Supply (SMPS), rectifier transfomator (trafo penyearah), dan sebagainya. Trafo inti ferrite juga memiliki bentuk dan ukuran yang beragam. Umumnya inti ferrite berbentuk seperti huruf E.

4. Trafo toroid

Trafo toroid menggunakan bahan besi atau ferrite sebagai intinya. Trafo ini memiliki bentuk seperti toroid, ada juga yang menganggap bentuknya seperti donat sehingga disebut juga trafo donat. Trafo ini memiliki keunggulan di mana kemampuan induksinya sangat tinggi dan kemungkinan terjadinya kebocoran induktansi sangat kecil. Trafo ini biasanya digunakan pada rangkaian amplifier dan power supply.

Baca Juga: Jenis-jenis Kabel Listrik beserta Spesifikasi dan Penggunaannya

C. Jenis trafo berdasarkan penggunaannya

Trafo memiliki banyak sekali jenis termasuk dalam hal penggunaannya. Walaupun pada listrik elektronik maupun elektrik trafo hanya berguna untuk menaikkan atau menurunkan tegangan, tetapi masing-masing trafo juga memiliki fungsi spesifiknya. Penggunaan trafo saat ini antara lain :

1. Trafo pada sistem transmisi energi listrik

Di dunia transmisi energi listrik, trafo menjadi bagian vital yang tak terpisahkan. Terdapat setidaknya 3 jenis trafo yang berperan dalam sistem transmisi energi listrik yaitu trafo daya, trafo pengukuran, dan trafo distribusi. Walaupun terlihat sangat besar, trafo ini membantu sistem transmisi dalam mentransfer daya listrik hingga ke rumah-rumah penduduk.

• Trafo daya

Trafo daya memiliki ukuran yang besar dan digunakan untuk mengirim energi listrik hingga ke gardu listrik. Trafo ini berperan sebagai penghubung antara generator dengan jaringan distribusi utama listrik. Prinsip utama dari trafo daya yaitu mengubah tegangan rendah berarus tinggi menjadi tegangan tinggi berarus rendah. Hal ini untuk meminimalisir kehilangan daya pada sistem distribusi daya listrik, sehingga lebih efisien. Kebanyakan trafo daya diisi dengan minyak di dalamnya sebagai pendingin.

• Trafo distribusi

Trafo distribusi digunakan sebagai tahap akhir pada sistem distribusi energi listrik. Trafo ini berfungsi untuk mengubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yaitu 220 V sehingga dapat dialirkan ke rumah-rumah penduduk. Trafo ini ada yang satu phase atau tiga phase.

Trafo distribusi dapat dikelompokkan lagi berdasarkan jenis isolasi yang digunakan yaitu jenis kering dan basah. Trafo distribusi menggunakan plat-plat baja sebagai intinya. Secara umum, trafo distribusi bekerja pada tegangan di bawah 200 kVA.

• Trafo pengukuran

Trafo pengukuran seringkali disebut sebagai trafo instrumen. Trafo ini berfungsi untuk mengukur peralatan pada sistem daya listrik. Listrik yang melewati kumparan primer kemudian diinduksikan ke kumparan sekunder untuk diubah ke tegangan dan arus yang lebih kecil agar dapat dihitung.

Perbandingan antara kumparan primer dan sekunder diatur sedemikian rupa sehingga tidak terjadi kekeliruan walaupun hasil yang ditunjukkan bukan hasil sebenarnya. Hasil yang ditunjukkan harus dihitung dengan rumus tertentu sesuai jumlah lilitan antara kumparan primer dan sekundernya. 

2. Trafo step up dan step down

Listrik yang kita dapatkan dari PLN bertegangan 220 V AC. Namun, beberapa peralatan listrik seperti pada perangkat elektronik hanya membutuhkan listrik sekitar 5v-24v. Oleh karena itu, peralatan elektronik selalu menggunakan trafo step down untuk mendapatkan tegangan yang dibutuhkan.

Pada khasus lain, beberapa negara seperti Amerika menggunakan standar listrik 110 v. Padahal alat-alat listrik elektrik menggunakan 220 v sebagai tegangan suplainya. Untuk mengatasi hal tersebut, kita harus menggunakan trafo step up untuk menaikkan tegangan dari 110 v ke 220 v.

3. Trafo isolasi

Trafo isolasi memiliki fungsi utama sebagai pengaman. Trafo ini digunakan untuk memisahkan peralatan atau beban listrik dari sumber listrik. Trafo isolasi dapat diumpamakan sebagai jembatan. Listrik dari sumber yang mengalir pada kumparan primer akan diinduksikan ke kumparan sekunder dapat digunakan oleh peralatan-peralatan listrik. Semua trafo isolasi memiliki perbandingan jumlah lilitan yang sama yaitu 1:1 antara kumparan primer dan sekundernya sehingga tegangan primer sama dengan tegangan sekunder.

Trafo isolasi dapat mencegah terjadinya kejutan listrik. Ketika kita tidak sengaja menyentuh penghantar listrik yang terbuka, kita akan kesetrum karena tubuh kita menjadi penghantar bagi listrik untuk mengalir ke dalam tanah dan menuju ke kabel yang di-ground-kan tadi. Dengan trafo isolasi, hal tersebut tidak terjadi. 

4. Trafo matching

Trafo matching adalah jenis lain dari trafo yang umum digunakan pada perangkat elektronik. Trafo ini khusus digunakan pada perangkat audio yang membutuhkan penyetelan impedansi. Trafo matching dapat menyeimbangkan impedansi pada rangkaian amplifier dengan komponen-komponen lainnya. Hal ini akan membuat kualitas audio yang dihasilkan amplifier akan semakin jernih.

Baca Juga: Mengenal Lebih Dalam tentang Trafo dan Penggunaannya

Mungkin masih terdapat jenis trafo lain  yang tidak disebutkan pada tulisan ini. Jenis trafo baru mungkin akan muncul karena mengingat perkembangan teknologi terus berjalan. Semoga tulisan ini bermanfaat bagi Anda.

Share this post