Definisi : Peralatan listrik yang mampu
mentransfer energi listrik dari
satu rangkaian ke rangkaian
yang lain berdasarkan prinsip
elektromagnetik.
Definisi :
Transformator adalah suatu peralatan listrik statis
(tidak bergerak) yang dapat dihubungkan dengan dua
rangkaian listrik atau lebih serta berfungsi sebagai
penaik (step up) dan penurun (step down) tegangan
atau arus.
Pada umumnya transformator terdiri dari sebuah inti
besi berlapis dan dua buah kumparan yaitu kumparan
primer dan sekunder. Rasio perubahan tegangan
sebanding dengan rasio lilitan kedua kumparan yang
kumparan tersebut biasanya terbuat dari tembaga.
Pada dasarnya trafo menggunakan prinsip kerja dari hukum faraday dan
bahan ferromagnetik yang digunakan sebagai inti untuk efisiensi
perubahan tegangan AC {naik (up) atau turun (down)}.
Trafo tidak bisa menaikkan daya oleh karena itu apabila tegangan naik
maka arus akan turun begitu sebaliknya.
Fungsi :
-Mentransfer nilai tegangan listrik.
*Trafo Step Up
Trafo penaik tegangan (Pembangkit tenaga listrik). Jumlah lilitan disisi
primer lebih sedikit dibanding junlah lilitan disisi sekunder.
*Trafo Step Down
Trafo penurun tegangan (Saluran distribusi) Jumlah lilitan disisi primer
lebih banyak dibanding junlah lilitan disisi sekunder.
Pengukuran arus dan tegangan tinggi (Instrument)
*Pengukuran tegangan (Potential Transformer)
*Pengukuran arus (Current Transformer)
R
S
T
N
V
Potential Transformer
Keterangan pada PT :
1000/5, 5000/5
R
S
T
N
A
Current Transformer
Keterangan pada CT :
1000/5, 5000/5, 1000/1
•Inti Transformator
Merupakan tempat koupel bersama induksi elektromagnetik.
Bahan : Ferro magnet
Tujuan : Agar lebih banyak fluks yang ditangkap untuk memberikan imbas
elektromagnet ke sisi trafo yang lain.
Kondisi Fisik dari inti dibuat berlaminasi/ berlapis dengan lapisan isolator, ditujukan
untuk mengurangi arus eddy, sehingga rugi inti bisa dikurangi.
•Belitan Transformator
Merupakan tempat sisi tegangan primer untuk
menghasilkan induksi elektromagnetik, dan tempat
beban untuk mengambil/ mendapatkan suplai
tegangan/ arus.
Belitan dilapisi lapisan isolator agra tidak terjadi
short circuit pada belitan.
Minyak transformator
Sebagian besar dari transformator tenaga memiliki kumparankumparan yang intinya direndam dalam minyak transformator,
terutama pada transformator-transformator tenaga yang
berkapasitas besar, karena minyak transformator mempunyai sifat
sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan juga berfungsi
pula sebagai isolasi (memiliki daya tegangan tembus tinggi)
sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.
Bushing
Hubungan antara kumparan transformator ke
jaringan luar melalui sebuah bushing, yaitu sebuah
konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang
sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara
konduktor tersebut dengan tangki transformator.
Pendingin
Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas
akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panas
tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, akan
merusak isolasi transformator, maka untuk mengurangi
adanya kenaikan suhu yang berlebihan tersebut pada
transformator perlu juga dilengkapi dengan sistem pendingin
yang bergungsi untuk menyalurkan panas keluar
transformator. Media yang digunakan pada sistem pendingin
dapat berupa
udara, gas, minyak dan air.
A) Core type
B) Shell type
Figure 5.22 Single phase transformer construction
•Transformator dalam keadaan terbuka/ tanpa beban/
beban nol (no load)
•Transformator dalam keadaan berbeban (load)

Io
V
V1
E1
N1
N2
E2
Pada saat trafo diberi sumber V sinusoid maka akan mengalir I0 yang juga sinusoid.
Dengan menganggap belitan reaktif murni , maka I0 tertinggal 90o dari V sumber.
Arus I0 pada saat yang sama akan menghasilkan  yang sefasa dan berbentuk
sinusoid pula.
V  Vmax sin t
   max sin t
……………. Tertinggal 90o dari V
Selanjutnya, fluks ini akan menginduksikan pada belitan primer dan
sekunder sehingga muncul Eggl
d
dt
d ( max sin t )
  N1
dt
  N1 max cos t ……………. Tertinggal 90o dari 
E1   N 1
Harga effektif :
E1 
N 1 max
2
sehingga
 4,44 N 1 . f . max dimana   2. . f
d
E2   N 2
dt
E2  4,44 N 2 . f . max
Sehingga dari persamaan diatas diperoleh :
E1 N1

a
E2 N 2
Dimana a adalah angka transformasi, yang menunjukkan angka perbandingan
disisi primer dan sisi sekunder transformator
V1
I0
E1

Gambar vektor dari trafo no load (ideal)
Trafo tanpa beban (non ideal)
Pada kenyataannya arus yang mengalir pada belitan primer trafo (arus penguat Io)
bukanlah arus induktif murni, melainkan terdapat dua komponen arus yaitu :
Im, berfungsi menghasilkan fluks magnetik
Ic, merupakan komponen rugi tembaga yang menyatakan daya yang hilang akibat
rugi histerisis dan rugi arus eddy (eddy current). Ic sefasa dengan V1 sehingga V1.Ic
adalah daya yang hilang
V1
Ic
I0
Im
E1
Karena terdapat rugi tahanan
 dan fluks bocor dari rangkaian
maka,….
R1
X1
R
C
N1
N2
V1
I0.X1
I0.R1
E1
Ic
I0
Im

Trafo berbeban (non ideal)
Pada saat berbeban, maka rugi yang ada pada trafo adalah sebagai berikut :
-rugi tembaga
-rugi tahanan dan fluks bocor pada kumparan primer
-rugi tahanan dan fluks bocor pada kumparan sekunder
R1
X1
Rc
R2
Xm
N1
N2
X2
ZL
V1
I1.X1
Rugi-rugi diatas apabila digambar
secara vektor akan menghasilkan
diagram disamping
I1.R1
E1
I1
I’2
Ic
I0
Im
V2
E2
I2

Dari gambar vektor diatas dapat dijelaskan sebagai berikut :
V1  E1  I1.R1  I1.X 1
E2  V2  I 2 .R2  I 2 .X 2
karena
E1
N
a 1
E2
N2
maka E1  a.E2
E1  a(V2  I 2 .R2  I 2 .X 2 )
E1  a( I 2 .Z L  I 2 .R2  I 2 .X 2 )
dengan mengabaikan I0 pada saat berbeban maka,
N1
I
 a  2'
N2
I2
'
…………………..I0 sangat kecil sehingga I 1  I 2
I 2  aI 2'
E1  a 2 .I 2' .Z L  a 2 .I 2' .R2  a 2 .I 2' . X 2
E1  I 2' (a 2 .Z L  a 2 .R2  a 2 . X 2 )
I1
R1
X1
a2 R2
a2 X2
I’2
I0
RC
XM
a2 ZL
V1  a 2 .I 2' .Z L  a 2 .I 2' .R2  a 2 .I 2' . X 2  I1 .R1  I1 . X 1 …………………….. I 1  I 2'
V1  a 2 .I 2' .Z L  a 2 .I 2' .R2  a 2 .I 2' . X 2  I 2' .R1  I 2' . X 1
V1  I 2' (a 2 .Z L  a 2 .R2  a 2 . X 2  R1  X 1 )
R1
I1
X1
a2 R2
a2 X2
I’2
I0
RC
XM
a2 ZL
I1
R1
X1
a2 R2
a2 X2
I’2
a2 ZL
Req
Xeq
a2 ZL
Ketika tegangan yang berubah terhadap waktu
diberikan pada kumparan primer, EMF balik
akan ditimbulkan oleh kumparan primer,
berdasarkan hukum Faraday :
V p  Emf   N p A
B
t
Meskipun terdapat sedikit rugi –rugi
pada garis-garis medan, hampir semua
medan magnet memenuhi inti besi,
dan mengkopel kumparan sekunder.
Induksi tegangan dikumparan sekunder
juga dihasilkan berdasarkan hokum
Farday :
B
Vs  Emf   N s A
t
Nilai perubahan fluks biasanya sama
dengan yang ada di kumparan primer,
sehingga jumlah kumparan akan sangat
menentukan Vs
Arus dalam kumparan primer
menghasilkan medan magnet, prinsip
kerjanya sama dengan solenoid.