Berbagai Jenis Transformator

Transformator (transformer) atau trafo ialah alat nan berfungsi mentransfer energi listrik dari sirkuit listrik satu ke sirkuit listrik lainnya melalui dua konduktor secara induktif. Konduktor listrik dalam trafo berupa gulungan-gulungan (kumparan) trafo itu sendiri, yakni kumparan pertama (primer) dan kumparan kedua (sekunder). Sebuah trafo terdiri dari 1 inti (yang berbahan besi berlapis) dan dua buah kumparan (primer dan sekunder).

Kumparan utama dan kumparan sekunder trafo dililitkan pada sebuah besi lunak. Pelilitan kumparan-kumparan ini dimaksudkan buat menghasilkan genre magnetik di sekeliling trafo. Ada banyak macam trafo, mulai dari nan ukurannya hanya sebesar ibu jari hingga nan beratnya mencapai ratusan ton. Beberapa trafo berukuran kecil biasanya digabungkan dan dipasang pada mikrofon, sedangkan sebuah trafo dengan berat ratusan ton digunakan buat saling menghubungkan jaringan-jaringan listrik.

Sebesar apa pun ukurannya, trafo beroperasi dengan prinsip kerja nan sama. Meskipun penggunaan trafo dalam sirkuit elektronik semakin sulit ditemui (seiring dengan berkembangnya teknologi), tetapi trafo masih dapat ditemukan di dalam majemuk alat eletronik nan membutuhkan daya tegangan listrik baku rumah tangga. Trafo sangat berguna dalam membantu mengalirkan listrik dari generatornya, dan membuat penyaluran listrik menjadi lebih efektif dan efisien secara ekonomi.

Prinsip kerja trafo, yakni induksi elektromagnetik, ditemukan pertama kali oleh Michael Faraday dan Joseph Henry pada tahun 1831. Faraday memperkenalkan prinsip penemuannya yaitu interaksi gaya elektromotif atau tegangan listrik dan genre magnetik dirumuskan dalam suatu persamaan nan kini dikenal dengan "Faraday's law of induction".

Kemudian, Faraday melakukan percobaan pertamanya terkait induksi antara kumparan-kumparan kabel, termasuk melilitkan kabel pada sebuah cincin besi, nan menciptakan nenek moyangnya trafo. Akan tetapi saat itu Faraday hanya mengaplikasikan satu arus pada trafo pertamanya.

Trafo pertama nan dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari diciptakan oleh Nicholas Callan di Irlandia pada tahun 1836. Ia ialah salah satu peneliti pertama nan menyadari prinsip bahwa semakin banyak kumparan kabel kedua,semakin besar medan elektromagnetik nan dihasilkan. Kumparan induksi berkembang sejalan dengan penelitian dan percobaan demi percobaan nan dilakukan oleh para penemu dan ilmuwan dalam rangka mendapatkan tegangan listrik nan lebih tinggi lagi.

Selanjutnya, berbagai penemuan dan modifikasi dalam percobaan-percobaan membuat trafo nan paripurna muncul, seperti inovasi dan penggunaan listrik AC (tahun 1850) dan pembuatan trafo spesifik nan mengacu pada generator listrik AC oleh George Westinghouse dan William Stanley (tahun 1885).

Trafo bekerja dengan berlandaskan pada dua buah prinsip kerja, yakni:

1. Prinsip kerja nan pertama ialah bahwa arus listrik bisa menciptakan medan magnet (prinsip elektromagnetik).
2. Prinsip kerja nan kedua ialah bahwa medan magnet nan berubah-ubah di dalam kumparan kabel atau dawai akan secara otomatis mengubah genre magnetik nan diciptakannya. Perubahan genre magnetik ini kemudian menginduksi tegangan pada kumparan nan kedua.

Trafo nan paripurna memiliki cara kerja di mana arus listrik nan dihasilkan dari kumparan pertama menghasilkan medan magnet. Kumparan pertama dan kedua pada trafo meliliti inti dari trafo tersebut. Inti trafo terbuat dari material nan bisa 'menyerap' medan magnet, misalnya besi, sehingga hampir seluruh genre magnetik dari kumparan pertama dapat mengalir lancar ke kumparan kedua.

Seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan di bidang kelistrikan, trafo sebagai salah satu komponen primer nan banyak digunakan pada pembuatan alat-alat elektronik mengalami perkembangan nan mengarah pada beragamnya jenis-jenis trafo. Berdasarkan cara kerja dan kegunaannya, trafo dibagi lagi ke dalam beberapa jenis, yaitu sebagai berikut.

Trafo step up merupakan jenis trafo nan lilitan pada kumparan kedua (sekunder) lebih banyak daripada di kumparan pertama (primer). Trafo ini berfungsi buat meningkatkan tegangan listrik, dan biasa digunakan dalam mesin-mesin pembangkit listrik. Pada mesin-mesin tersebut, trafo step up bermanfaat buat meningkatkan tegangan nan dihasilkan generator listrik sehingga transmisi listrik jeda jauh menjadi lebih cepat dan ekonomis energi.

Sebaliknya dari trafo step up, trafo step down memiliki lilitan pada kumparan pertama (primer) lebih banyak daripada di kumparan kedua (sekunder). Fungsinya pun sebaliknya dari trafo step up, yakni sebagai pengurang tegangan. Trafo ini sering kali dimanfaatkan dalam proses kerja adaptor AC-DC.

Ini merupakan jenis trafo nan hanya memiliki 1 kumparan listrik. Uniknya, sebagian lilitan pada kumparan berfungsi sebagai lilitan utama dan sebagian lagi berfungsi sebagai lilitan sekunder. Trafo ini biasanya digunakan buat meningkatkan tegangan listrik sebanyak (maksimal) 1,5 kali lipat.

Jenis trafo ini banyak dipilih sebab bentuknya nan lebih kecil dan ringkas. Namun bentuk kecil dan kumparan nan hanya berjumlah 1 ini membawa kerugian tersendiri bagi penggunaan trafo jenis ini, yakni tak adanya kemampuan buat mengisolasi listrik antara lilitan kumparan utama dan sekunder.

Trafo jenis ini merupakan varian dari auto-transformator biasa nan dilengkapi dengan sadapan tengah nan fleksibel (bisa diubah-ubah) sehingga perbandingan kumparan utama dan sekundernya dapat berubah-ubah sinkron kebutuhan.

Tranformator isolasi ialah jenis trafo nan kumparan utama dan sekundernya terdiri dari lilitan nan jumlahnya sama. Hal ini mengakibatkan setaranya tegangan nan dihasilkan kumparan sekunder dengan kumparan primer.

Sesuai namanya, trafo jenis ini memiliki kemampuan khusus, yaitu menghasilkan gelombang pulsa. Trafo pulsa memanfaatkan penggunaan material inti nan mudah jenuh. Hal ini bermanfaat buat menstabilkan genre magnetik nan dihasilkan.

Trafo jenis ini merupakan penggabungan tiga buah trafo dengan menggunakan metode penghubungan di mana kumparan utama dihubungkan berbentuk "Y" dan kumparan sekunder dihubungkan dengan membentuk segitiga.

Dalam kehidupan sehari-hari, trafo paling sering digunakan buat meningkatkan tegangan listrik sebelum memancarkan energi listrik ke tempat-tempat nan jauh melalui kabel-kabel listrik. Kabel listrik memiliki kemampuan mengalirkan sekaligus menghentikan energi listrik nan disalurkan sinkron dengan tarif listrik nan ditetapkan.

Dengan mengubah tenaga listrik menjadi bentuk tegangan tinggi saat listrik dialirkan melalui kabel, trafo memiliki kemampuan buat menghemat tenaga nan disebarkan melalui kabel tersebut ke tempat-tempat nan jauh jaraknya. Oleh sebab itu, trafo bisa mengatur jumlah pasokan listrik serta memungkinkan penggunaan generator penghasil listrik di loka nan jauh dari loka permintaan daya listrik (misalnya, pemukiman atau kawasan industri).

Trafo juga sering kali digunakan dalam benda-benda elektronik buat menyesuaikan jumlah tegangan nan akan digunakan dengan sirkuit di dalamnya. Sementara itu trafo frekuwensi dan suara biasanya digunakan buat merangkaikan tahap-tahap dalam amplifier dan buat mencocokkan alat-alat elektronik seperti mikrofon dan perekam suara saat disambungkan pada amplifier.

Trafo suara juga berfungsi buat membantu sirkuit listrik dalam pesawat telepon agar mampu mengirimkan pesan dua arah dari pihak-pihak nan bertelepon melalui satu pasang kabel saja. Adapun trafo balun (trafo signal) dapat mengubah frekuwensi nan tidak aktif menjadi frekuwensi nan memiliki tegangan nan seimbang, misalnya frekuwensi antara kabel-kabel eksternal dan sirkuit internal. Trafo sirkuit terbuka biasanya digunakan dalam pelaksanaan material dengan daya magnetik rendah.

Pada prinsipnya, transformator dapat digunakan dalam peralatan elektronik apa pun buat tujuan menyesuaikan besar tegangan listrik nan digunakan, memisahkan rangkaian listrik satu dengan nan lainnya, dan menyesuaikan impedansi di antara rangkaian-rangkaian listrik.