Apa itu Transformator Ideal: Diagram Kerja dan Fasor

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





Sebelum membahas trafo yang ideal, mari kita bahas trafo . Trafo adalah perangkat listrik tetap, digunakan untuk mentransfer energi listrik di antara dua rangkaian dengan tetap menjaga frekuensi stabil dan juga menaikkan / menurunkan arus atau tegangan. Prinsip kerja dari sebuah trafo adalah “ Hukum Faraday induksi ”. Ketika arus pada belitan utama diubah, maka fluks magnet akan berubah, sehingga EMF terinduksi dapat terjadi di dalam kumparan sekunder. Trafo praktis mencakup beberapa kerugian seperti rugi inti & rugi tembaga. Kerugian tembaga dapat didefinisikan sebagai, belitan transformator yang mencakup resistansi serta reaktansi untuk menyebabkan beberapa kerugian disebut rugi tembaga. Rugi inti pada transformator terjadi ketika transformator diberi energi, rugi inti tidak berubah dengan beban. Kerugian ini disebabkan oleh dua faktor seperti eddy & histeresis. Karena kehilangan ini, daya keluaran transformator lebih kecil dari daya masukan.

Apa itu Transformator Ideal?

Definisi: Trafo yang tidak memiliki kerugian seperti tembaga dan inti disebut sebagai trafo yang ideal. Pada trafo ini, daya keluarannya setara dengan daya masukan. Efisiensi trafo ini adalah 100% yang berarti tidak ada rugi daya di dalam trafo tersebut.




transformator ideal

transformator ideal

Prinsip Kerja Transformator Ideal

Trafo yang ideal bekerja berdasarkan dua prinsip seperti saat arus listrik menghasilkan a magnet medan magnet dan medan magnet yang berubah dalam kumparan menginduksi tegangan di ujung kumparan. Ketika arus diubah di dalam kumparan primer, maka fluks magnet dikembangkan. Jadi perubahan medan magnet dapat menyebabkan tegangan di dalam kumparan sekunder.



Ketika arus mengalir melalui kumparan primer maka tercipta medan magnet. Kedua belitan tersebut dibungkus di wilayah inti magnet yang sangat tinggi seperti besi, sehingga aliran magnet mengalir melalui kedua belitan tersebut. Setelah beban dihubungkan ke kumparan sekunder, maka tegangan dan arus akan sesuai arah yang ditentukan.

Properti

Itu sifat transformator yang ideal termasuk yang berikut ini.

  • Kedua belitan transformator ini memiliki hambatan yang kecil.
  • Karena hambatan, arus eddy dan histeresis tidak ada kerugian pada trafo.
  • Efisiensi trafo ini adalah 100%
  • Fluks total yang dihasilkan dalam transformator telah membatasi inti & menghubungkan dengan belitan. Oleh karena itu, kebocoran fluks & induktansinya nol.

Inti memiliki permeabilitas yang tidak terbatas sehingga gaya gerak magnet yang dapat diabaikan diperlukan untuk mengatur fluks di dalam inti.
Model transformator yang ideal ditunjukkan di bawah ini. Trafo ini ideal dalam tiga kondisi ketika tidak memiliki fluks bocor, tidak ada hambatan belitan, dan tidak ada kehilangan besi di dalam inti. Sifat-sifat transformator praktis dan ideal tidak sama satu sama lain.


Persamaan Transformer Ideal

Sifat-sifat yang telah kita diskusikan di atas tidak berlaku untuk transformator praktis. Pada transformator tipe ideal, daya output daya sama dengan daya i / p. Dengan demikian, tidak ada kehilangan kekuasaan.

E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦ sebaliknya E2 * I2 = E1 * I1

E2 / E1 = I2 / I1

Jadi, persamaan rasio konversi ditunjukkan di bawah ini.

V2 / V1 = E2 / E1 = N2 / N1 = I1 / I2 = K

Arus primer & sekunder berbanding terbalik dengan lilitannya masing-masing.

Diagram Fasor Transformator Ideal

Diagram fasor transformator ini dengan no beban ditampilkan di bawah. Pada saat trafo dalam kondisi tanpa beban, maka arus pada kumparan sekunder bisa nol yaitu I2 = 0

Pada gambar di atas,

'V1' adalah tegangan suplai utama

'E1' diinduksi e.m.f

'I1' adalah arus utama

'Ø' adalah perubahan Saling

V2 'adalah tegangan output daya sekunder.

'E2' adalah e.m.f yang diinduksi sekunder.

Ketika belitan transformator memiliki impedansi nol, maka tegangan induksi di dalam utama lekok 'E1' setara dengan tegangan yang diterapkan 'V1'. Tetapi hukum Lenz menyatakan bahwa belitan utama E1 setara & kebalikan dari tegangan primer 'V1'. Arus utama yang menarik suplai cukup untuk menghasilkan fluks bolak-balik 'Ø' di dalam inti. Jadi arus ini juga dikenal sebagai arus magnetisasi karena magnetisasi inti & mengatur fluks di dalam inti.

Oleh karena itu, arus utama dan fluks bolak-balik berada dalam fasa yang sama. Arus utama tertinggal di belakang suplai tegangan dengan 90 derajat. Karena e.m.f diinduksi dalam dua belitan diinduksi dengan fluks timbal balik yang serupa 'Ø'. Dengan demikian, kedua belitan tersebut searah.

Ketika belitan sekunder transformator memiliki impedansi nol, maka e.m.f yang diinduksi pada belitan & tegangan output daya sekunder akan sama besarnya & arahnya.

Keuntungan

Kelebihan dari trafo yang ideal adalah sebagai berikut.

  • Tidak ada kerugian seperti histeresis, pusaran arus, dan tembaga.
  • Rasio tegangan & arus dengan sempurna didasarkan pada lilitan kumparan.
  • Tidak ada kebocoran fluks
  • Itu tidak tergantung pada frekuensi
  • Linearitas sempurna
  • Tidak ada induktansi & kapasitansi yang menyimpang

Jadi, ideal transformator adalah trafo imajiner, bukan trafo praktis. Trafo ini terutama digunakan untuk tujuan pendidikan. Berikut pertanyaan untuk anda, apa saja aplikasi dari trafo yang ideal?