Menghitung Nilai Efisiensi Transformator

Artikel ini membahas Menghitung Nilai Efisiensi Transformator. Ketika transformator Primer memiliki beberapa voltase yang diinduksi, maka fluks magnetik yang tercipta di primer diinduksi ke sekunder akibat induksi timbal balik, yang menghasilkan beberapa voltase ke sekunder.

Menghitung Nilai Efisiensi Transformator

Artikel ini membahas Menghitung Nilai Efisiensi Transformator. Ketika transformator Primer memiliki beberapa voltase yang diinduksi, maka fluks magnetik yang tercipta di primer diinduksi ke sekunder akibat induksi timbal balik, yang menghasilkan beberapa voltase ke sekunder.

Kekuatan medan magnet ini terbentuk saat arus naik dari nol sampai nilai maksimum yang diberikan oleh :

dφ

dt

Garis-garis magnetik fluks melewati gulungan sekunder. Jumlah putaran pada gulungan sekunder menentukan tegangan yang diinduksi. Oleh karena itu jumlah tegangan yang diinduksi akan ditentukan oleh

Ndφdt

Dimana N = jumlah putaran pada gulungan sekunder

Frekuensi tegangan induksi ini sama dengan frekuensi tegangan primer. Amplitudo puncak tegangan output akan terpengaruh jika kerugian magnetik tinggi.

Diinduksi EMF

Mari kita mencoba untuk menarik beberapa hubungan antara EMF yang diinduksi dan jumlah putaran dalam koil. Mari kita asumsikan bahwa koil primer dan sekunder masing-masing memiliki belokan tunggal. Jika satu volt diaplikasikan pada satu belokan primer tanpa kehilangan (kasus ideal) aliran arus dan medan magnet yang dihasilkan menginduksi volt yang sama di sekunder. Makanya voltase sama di kedua sisi. Tapi fluks magnetik bervariasi secara sinusoidal yang berarti,

ϕ=ϕmaxsinωt

Kemudian hubungan dasar antara EMF yang diinduksi dan gulungan koil N ternyata adalah :

E M F = t u r n s \times r a t e o f c h a n g e

E = N d ϕ d t

E = N \times ω \times ϕ m a x \times cos (ω t)

E m a x = N ω ϕ m a x

E r m s = N ω 2 - \sqrt \times ϕ m a x = 2 π 2 - \sqrt \times f \times N \times ϕ m a x

E r m s = 4.44 f N ϕ m a x

Dimana

F = frekuensi fluks di Hertz = ω2πω2π
N = jumlah gulungan koil
∅ = kepadatan fluks di webers

Ini dikenal sebagai Transformator EMF Equation. Sebagai fluks bergantian menghasilkan arus pada koil sekunder, dan fluks bolak-balik ini dihasilkan oleh tegangan bolak-balik, dapat kita katakan bahwa hanya AC arus bolak-balik yang dapat membantu kerja transformator. Oleh karena itu transformator tidak bekerja di DC.

Kerugian dalam Transformator

Setiap Perangkat memiliki sedikit kerugian dalam aplikasi praktis. Kerugian utama yang terjadi pada Transformator adalah kerugian Tembaga, kerugian Core dan Flux.

Kerugian Tembaga

Kehilangan tembaga adalah hilangnya energi, karena panas yang dihasilkan oleh aliran arus melalui gulungan transformator. Ini juga disebut sebagai "kerugian I2R" atau "saya menghitung rugi R kerugian" karena energi yang hilang per detik meningkat dengan kuadrat arus melalui belitan dan sebanding dengan hambatan listrik dari belitan. Hal ini dapat ditulis dalam persamaan sebagai

IPRP+ISRS

Dimana :
IP = arus primer
RP = Resistensi Primer
IS = arus sekunder
RS = Resistensi Sekunder

Kerugian Inti

Kerugian Core juga disebut sebagai Iron Loss. Kerugian ini tergantung pada bahan inti yang digunakan. Mereka terdiri dari dua jenis yaitu, Hysteresis dan Eddy Current loss.

Hysteresis Loss - AC yang diinduksi dalam bentuk fluks magnetik terus berfluktuasi (seperti naik dan turun) dan membalikkan arah sesuai dengan tegangan AC yang diinduksi. Beberapa energi hilang dalam inti karena adanya fluktuasi acak ini. Kerugian seperti itu bisa disebut sebagai kehilangan histeresis.

Eddy Current Loss - Sementara seluruh proses ini terus berlanjut, beberapa arus diinduksi dalam inti yang beredar terus menerus. Arus ini menghasilkan beberapa kerugian yang disebut Eddy Current Loss. Sebenarnya medan magnet yang bervariasi seharusnya menginduksi arus hanya pada gulungan sekunder. Tapi itu menginduksi tegangan pada bahan konduktor terdekat juga, yang mengakibatkan hilangnya energi ini.

Flux Leakage - Meskipun hubungan fluks cukup kuat untuk menghasilkan tegangan yang dibutuhkan, akan ada beberapa fluks yang bocor dalam aplikasi praktis dan karenanya mengakibatkan hilangnya energi. Meskipun ini rendah, kerugian ini juga bisa dihitung ketika datang ke aplikasi energi tinggi.

Kekuatan Transformator

Bila transformator ideal dianggap tanpa kerugian, Kekuatan transformator akan konstan, karena produk ketika voltase V dikalikan dengan arus I konstan.

Kita dapat mengatakan bahwa kekuatan di primer sama dengan kekuatan di sekunder karena transformator menangani hal itu. Jika transformator, naikkan voltase maka arus berkurang dan jika voltase dinyalakan turun, arus dinaikkan sehingga mempertahankan daya output konstan. Oleh karena itu kekuatan utama sama dengan daya sekunder.

P P r i m a r y = P S e c o n d a r y V P I P cos ϕ P = V S I S cos ϕ S Dimana \emptysetP = Sudut fasa primer dan \emptysetS = Sudut fase sekunder.

Efisiensi transformator

Jumlah atau intensitas Power loss pada transformator, menentukan efisiensi transformator. Efisiensi dapat dipahami dalam hal kehilangan daya antara transformator primer dan sekunder transformator.

Oleh karena itu, rasio output daya dari gulungan sekunder terhadap masukan daya dari belitan primer dapat dinyatakan sebagai Efisiensi transformator. Ini bisa ditulis sebagai

Efficiency=PoweroutputPowerinput×100%

Efisiensi umumnya dilambangkan dengan η. Persamaan yang diberikan di atas berlaku untuk transformator ideal dimana tidak akan ada kerugian dan keseluruhan energi pada input akan dipindahkan ke output.

Oleh karena itu, jika kerugian dipertimbangkan dan jika efisiensi dihitung dalam kondisi praktis, persamaan di bawah ini harus dipertimbangkan.

E f f i c i e n c y = P o w e r o u t p u t P o w e r o u t p u t + C o p p e r l o s s e s + C o r e l o s s e s \times 100 %

Jika tidak, bisa juga ditulis sebagai

E f f i c i e n c y = P o w e r i n p u t - L o s s e s P o w e r i n p u t \times 100

1 - L o s s e s I n p u t P o w e r \times 100

Perlu dicatat bahwa input, output dan kerugian semuanya dinyatakan dalam bentuk kekuatan, yaitu Watts.

Contoh

Perhatikan sebuah transformator yang memiliki daya masukan 12KW yang diberi nilai pada 62,5 amp saat ini memiliki ketahanan setara 0.425ohms. Hitung efisiensi transformator.

Solusi

Mengingat data
Daya input = 12 kW
Nilai sekarang = 62,5 Amps
Resistensi ekuivalen = 0,425 ohm
Menghitung kerugian -

I²R = (62.5)² (0.425) = 1660W

Efficiency=Powerinput−LossesPowerinput×100

Karenanya

η = 12000 - 1660 12000 \times 100

η = 10340 12000 \times 100

η = 0.861 \times 100 = 86 %

Oleh karena itu efisiensi transformator adalah 86%.

Sumber : Tutorialspoint.com

MasAgungLearning