1.4 Memperbaiki dan merancang sendiri suatu transformator tenaga

Transformator yang sudah rusak perlu diganti dengan yang baru.Penggantian transformator dengan sejenisnya dan masih baru tidak menjadi masalah jika ada toko elektronika yang menjualnya.Tetapi jika toko elektronika tidak menjual alat tersebut,mak kita harus memperbaiki transformator tersebut dengan menggulung kembali gulungan primer dan gulungan seknder.
Untuk memperbaiki transformator tenaga yang rusak sehingga menjadi berfungsi baik atau ingin merancang sendiri suatu transformator tenaga.Saya memberikan sedikit data pada tabel 1 dan tabel 2 yang dapat dipergunakan dalam praktek.

(Tabel 1) Beberapa Ukuran Besi Kern dan Tenaganya, Jumlah Gulungan per Volt Transformator Tenaga, serta Tebal Kawat Email untuk Gulungan Primer

NO	watt	ukuran tebal x lebar = keliling besi kern		Jumlah gulungan per volt (N/V) primer dan sekunder	diameter email gulungan primer
1	100	2,8 x 2,8 = 11,2 cm		primer= 5 (gul) skunder=5,25 (gul)	0,60 mm
2	75	2,6 x 2,6 = 10,4 cm		primer=5,38 (gul) skunder=5,65(gul)	0,50 mm
3	50	2,4 x 2,4 = 9,6 cm		primer=5,8 (gul) skunder=6,09(gul)	0,48 mm
4	40	2,2 x 2,2 = 8,8 cm		primer=6,36 (gul) skunder=6,68(gul)	0,45 mm
5	25	2,0 x 2,0 = 8 cm		primer=7 (gul) skunder=7,35(gul)	0,35 mm
6	15	1,7 x 1,7 = 6,8 cm		primer=8,24 (gul) skunder=8,65(gul)	0,30 mm
7	6	1,4 x 1,4 = 5,6 cm		primer=10 (gul) skunder=10,5(gul)	0,20 mm

Angka - angka jumlah gulungan per volt pada tabel di atas dapat dihitung dengan: (56/keliling besi kern) x 1 gul=...........gul/volt untuk gulungan primer.
sedangkan untuk gulungan sekunder per satu volt :
jumlah gulungan primer per volt + 5% x jumlah gulungan primer per volt = .....gul.
Jumlah gulungan sekunder per volt biasanya lebih banyak dari pada jumlah gulungan primer per volt.hal ini terjadi karena kerugian besi dan tembaga.umumnya dalam praktek diketahui bahwa gulungan sekunder per volt harus lebih banyak 5% sampai 10% jumlah gulungan primer per volt,hal ini tergantung mutu besi kern yang dipergunakan. Lembaran besi kern yang mudah patah biasanya mempunyai presentase kerugian yang lebih kecil di bandingkan dengan besi kern yang tidak mudah patah. Pada tabel 1 di atas ,jumlah gulungan sekunder per volt yang dipergunakan 5% lebih besar dari pada jumlah gulungan primer per volt.hal ini diterapkan berdasarkan hasil penelitian praktek menggulung transformator tenaga yang memakai bahan besi kern yang mudah patah.

(Tabel 2) Diameter Kawat Email yang Dipergunakan pada Gulungan sekunder

Garis tengah atau tebal kawat (mm)	Kemampuan dilalui arus ( A )
1,30 mm	5 amper
1,10 mm	4 amper
1,00 mm	3 amper
0,90 mm	2 amper
0,60 mm	1 amper
0,45 mm	0,5 amper
0,35 mm	0,3 amper
0,30 mm	0,2 amper
0,30 mm	0,15 amper
0,25 mm	0,125 amper
0,20 mm	0,1 amper
0,20 mm	0,075 amper
0,15 mm	0,05 amper
0,15 mm	0,025 amper

1.3 Penentuan Gulungan/volt

Di dalam praktek menggulung transformator,pada pemakaian rumus E1/E2 = N1/N2 sering terjadi penyimpangan.Terjadinya penyimpangan rumus ini karena pada waktu merumuskanya kerugian besi dan kerugian kawat email yang dibuat dari tembaga serta kerugian karena panas tidak diperhitungkan.
Kenyataan praktek membuktikan bahwa tidak semua medan elektromagnetis yang di bangkitkan oleh gulungan primer dipindahkan ke gulungan sekunder,hal ini terjadi karena adanya kerugian tersebut.
Untuk transformator kecil sampai 150 watt,tenaga gulungan yang berhasil dipindahkanke gulungan sekunder sekitar 70% sampai 80% .Jadi bagian yang tidak berhasil dipindahkan merupakan kerugian karena panas,besi,dan tembaga;kerugian ini sekitar 20% sampai 30% dari tenaga gulungan primer. Oleh sebab itu jika kita ingin merencanakan gulungan sekunder sebesar 100 watt,maka tenaga primernya harus lebih besar 20% hingga 25%dari tenaga sekundernya. hal ini dilakukan agar transformator yang di buat tahan terhadap panas.
hendaknya diingat bahwa setiap kali tegangan gulungan sekunder diberi beban ,teganganya akan turun .turunya tegangan sekunder bergantung pada apakah beban memakai tenaga besar atau tidak.oleh sebab itu,beban yang memakai tenaga gulungan sekunder harus di sesuaikan dengan kemampuanya.
RUMUS: I2=E2/R2Keterangan:
I2 = arus yang mengalir ke beban R2
E1 = tegangan gulungan primer dari PLN atau dari sumber tenaga generator
E2 = tegangan gulungan sekunder
Umumnya transformator yang berfrekuensi rendah memakai teras besi yang terbuat dari campuran besi dan silikon yang dapat membangkitkan frekuensi sekitar 50 sampai 10000 circle/second (putaran/detik)
untuk menghasilkan 50 sampai 10000 circle/second,teras besi(besi kern)yang dipergunakan harus mengandung campuran silikon 0,5% sampai 4,5% .Artinya jika besi yang dipergunakan untuk membuat teras besi sebanyak 1 kg ,maka bahan silikon yang di campurkan pada besi tersebut sebanyak 0,5% sampai 4,5% dari berat besi tersebut.
Besi kern yang mengandung bahan silikon 4% hingga 4,5%dapat dipergunakan untuk membangkitkan frekuensi transformator tenaga dari 50 sampai 60 circle/second dengan tebal lembaran besi kernsekitar 0,35 mm sampai dengan 0,5 mm.
Di negara kita tegangan listrik berfrekuensi sekitar 50 sampai 60 circle/second.
Oleh sebab itu,Untuk menghitung gulungan per volt kita dapat mamakai rumus:

Circle per second x 1 gulungan
Keliling besi kern untuk koker

Rumus ini dapat kita pergunkan untuk menghitung jumlah gulungan per volt pada transformator tenaga atau transformator step down atau step up yang tenaganya bergantung pada keliling besi kern dan tebal kawat email (diameternya).
Untuk menghindarkan terlalu panasnya transformator tenaga,kita dapat mamakai standart 56 circle per second sebagai dasar perhitungan .
Jadi rumus jumlah gulungan per volt:

56 x 1 gulungan

Keliling besi kern untuk koker

keterangan:
gul adalah singkatan dari gulungan
2 x (T+L) adalah keliling kern besi untuk koker
T = tebal tumpukan lembaran besi kern
L = Lebar lembaran besi kern
C = celah kern yang berguna untuk mengisi kumparan kawat email
Tebal dan lebar (T dan L)besi kern di ukur dengan senti meter (cm).
keliling besi kern = 2 x (tebal+lebar) = ....cm persegi

tabal dan lebar (T dan L) besi kern di ukur dengan centimeter (cm).
Keliling besi kern = 2 x (tebal + lebar)=.....cm persegi
Transformator yang sudah rusak dapat digulung kembali dengan perhitungan-nya memakai rumus di atas;sebelum menggulung harus disediakan kawat email baru yang sama tebalnya dengan kawat yang sudah terbakar.Transformator yang terbakar biasa berbau hangus.sebelum kita membeli kawat email tsb,sebaiknya menghitung dulu jumlah gulungan primer dan gulungan sekunder,sesudah itu menduga ruangan yang dibutuhkan kawat email dan isolasi kertas.jika dugaan kita tepat maka gulungan pada koker tewrsebut dapat di masukan ke luas besi kern dan ruanganya.
Selambar demi selembar lempengan besi kern dimasukan ke ruang kosong kumparan.Sesudah ruang kosong kumparan terisi penuh dan rapat sekali,lalu kita cek dengan kiloohmmeter -apakah terjadi hubungan singkat antara gulungan primer dengan gulungan sekunder ,antara gulungan dengan besi kern? Pada transformator yang baik tidak boleh terjadi hubungan singkat antara gulungan primer dan gulungan sekunder dan juga tidak boleh terjadi hubungan singkat antara gulungan primer dengan gulungan sekunder dengan besi kern.
Setelah dikontrol dan ternyata transformator tersebut berfungsi baik,maka selanjutnya di kencangkan dengan baut,sesudah itu di uji dengan bola lampu listrik yng sesuai dengan teganganya.Jika bola lampu hidup pada saat pengujian dan tidak ada arus listrik yang mengalir ke besi kern,maka dapat disimpulkan bahwa transformator tenaga tersebut berfungsi baik.Seterusny jika pada waktu pengujian dengan pemberian tegangan listrik PLN pada gulungan primer ternyata menimbulkan suara dengung baik sewaktu di uji dngan lampu listrik yang sesuai dengan teganganya maupun tanpa beban,maka suara sengung tersebut harus di hilangkan dengan merendam transformator tersebut dalam vernisyang baik.sesudah di vernis lalu transformator tersebut dikeringkan dengan oven kue atau oven yang terbuat dari kaleng dengan memanasinya di atas kompor.
Apabila transformator sudah kering ,maka kita dapat menguji kmbali dengan pemberian tegangan listrik pada gulungan primernya.Pada transformator yang baik bola lampu akan hidup jika di hubungkan pada gulungan yang ertinggi teganganya,misalnya AC 40 volt,dan pada saat itu tidak boleh ada arus listrik yang mengalir ke besi kern sehingga pada saat jari telunjuk menyentuh besi kern tidak ada kejutan listrik walaupun kita tidak memakai alas kaki atau sandal kering.Keadaan demikian menunjukkan bahwa transformator tersebut sudah berfungsi dengan baik.

Diameter (Tabel) Kawat Email yang Dipergunakan pada Gulungan sekunder

Garis tengah atau tebal kawat (mm)	Kemampuan dilalui arus ( A )
1,30 mm	5 amper
1,10 mm	4 amper
1,00 mm	3 amper
0,90 mm	2 amper
0,60 mm	1 amper
0,45 mm	0,5 amper
0,35 mm	0,3 amper
0,30 mm	0,2 amper
0,30 mm	0,15 amper
0,25 mm	0,125 amper
0,20 mm	0,1 amper
0,20 mm	0,075 amper
0,15 mm	0,05 amper
0,15 mm	0,025 amper

1.2 Bentuk Inti Besi

Besi kern yang dipergunakan untuk transformator dapat berbentuk huruf E dan I serta ada yang berbentuk lainya.Agar lebih jelas perhatikan gambar kern dibawah ini.

Kedua macam lembaran kern ini merupakan pasangan yang akan membentuk teras besi transformator.Teras besi akan trbentuk bila puluhan lembaran kern kedua jenis ini ditumpukan.

Setelah gulungan kawat email primer dan gulungan kawat email sekunder digulung pada rangka gulungan (koker) maka bagian tengah lembaran besi kern yang berbentuk huruf E dimasukan keruang kosong untuk kern pada koker tersebut.gambar koker

Cara memasukanya harus dilakukan dengan teratur dan baik susunan lembaran kernya.
Sesudah lembaran besi kern huruf E terisi penuh dan padat sekali di ruangan koker tersebut,maka selanjutnya di sisipkan lembaran besi kern huruf I sampai tiada celah kosong,Kemudian di uji apakah terjadi hubungan singkat antara gulungan primer dengan gulungan sekunder dan antara kedua kumparan tersebut dengan teras besi (kern)?Hasil pengujian tersebut di atas menunjukan hasil yang baik jika tidak terjadi hubungan singkat antara kumparan dengan besi kern,maupun antara kumparan primer dengan kumparan sekunder.jika hasil pengujian tersebut ternyata terjadi hubungan singkat maka harus diperbaiki sampai tidak terjadi hubungan singkat dan selanjutnya dapat dites dengan pemberian tegangan pada gulungan primernya .
Suatu transformator tenaga dapat digolongkan rusak jika:
a)Gulungan primer berhubungan singkat dengan gulungan sekunder.
b)Gulungan primer berhubungan singkat dengan teras besi transformator,sehingga aliran listrik bocor ke teras besi tersebut.
c)fuse pengamanya sering putus bila gulungan primer diberi tegangan listrik PLN yang sesuai,padahal gulungan sekunder tidak diberi beban.
d)Gulungan primer menunjukan perlawanan yang kecil sekali bila diukur dengan ohmmeter misalnya 0,5 ohm saja sehingga tidak sesuai dengan yang seharusnya.

Bentuk besi kern lainya seperti gambar dibawah ini:

1.1Teori Dasar Dan Perhitungan

Di dalam teori,jika gulungan primer sama banyak dengan jumlah gulungan skunder,maka tegangan kedua gulungan tersebut sama besarnya.Persamaan ini menimbulkan rumus:
E1/E2 = N1/N2Jika diuraikan menjadi:
E2 x N1 = E1 x N2 atau
E2= {(E1 x N2)/N1} atau
E2=(N2/N1) x E1
keterangan:
E1=tegangan pada gulungan primer yang dinyatakan dengan volt.
E2=tegangan pada gulungan skunder dinyatakan dengan volt.
N1=jumlah gulungan primer.
N2=jumlah gulungan skunder.
N2/N1 disebut perbandingan transformasi (transformer ratio) yg umumnya disingkat dengan T.
jadi T = N2/N1
jika T diumpamakan = 1 maka N2 = N1
seterusnya pada persamaan:
E1/E2 = 1/1 E1 x 1 = E2 x 1 jadi E1 = E2Jadi secara teoritis dinyatakan bahwa jika jumlah gulungan primer sama banyak dengan jumlah gulungan sekundr,maka tegangan primer sama dengan gulungan sekunder.
mengenai gulungan primer dan gulungan sekunder dari suatu transformator digambarkan dalam bentuk 2 buah spiral atau 2 buah per yang mempunyai daya lenting. Adapun diagram transformer yang menggambarkan dua gulungan tersebut sebagai gambar berikut:A-B disebut gulungan primer
C-D disebut gulungan sekunder

1.0 Bikin Transformator

TRANSFORMATOR merupakan suatu alat yang dipergunakan untuk mengubah tegangan listrik yang rendah atau sebaliknya. Sebuah koker kertas berbentuk silinder digulun dengan kawat tembaga(kawat email)yang disebut kumparan akan membangkitkan kemagnetan bila diberi tegangan listrik DC volt atau tegangan listrik batu baterai. Kemagnetan yang dibangkitkan tersebut disebut medan magnet induksi yang mempunyai kutub magnet yang tertentu arahnya yaitu kutub utara dan kutub selatan. Tetapi bila kumparan tersebut diberi tegangan listrik bolak-balik(AC volt),maka gaya magnet yang dibangkitkan berubah-ubah kutub magnetnya sehingga medan elektromagnetis yang dibangkitkan mempunyai gaya tarik dan gaya tolak yang saling bergantian secara kontinyu ; akibatnya bila pada kumparan tersebut di masukkan besi lunak, akan membangkitkan gaya magnet yang sama dengan kumparanya. Besi lunak (baut seng) menjadi magnet induksi karena pengaruh elektromagnetis yang disebabksn oleh kumparan yang diberi tegangan listrik . Maknet yang terbangkit pada besi lunak karena pengaruh kumparan yang diberi listrikini disebut magnet induksi. Suatu trnsformator biasanya terdiri dari dua kumparan (gulungan) kawat email yang digulugkan pada sebuah koker kertas keras,kemudian dimasukkan besi lunak berupa kern yang terdiri dari tumpukan lembaran besi lunak bersilikon yang berbentuk huruf E dan huruf I.Kumparan kawat email pertama disebut gulungan primer dan kumparan kawat email kedua disebut gulungan sekunder.Gulungan primer dan gulungan sekunder umumnya tidak bersambungan sehingga bila diukur dengan ohmmeter,pointer(jarum ohmmeter) tidak boleh bergerak. Prinsip kerja yang sama dengan transformator ini misalnya:transformator tenaga untuk power supply TV,radio,amplifier,video,,dan transformator frekuensi misalnya osilator,Rfc; transformator frekuensi menengah misalnya MF (midle frequency) serta transformator penyesuaian misalnya OT 240 atau IT 191. Transformator yang kumparan primernya bersambung dengan kumparan sekundernya adalah transformator step-up yaitu transformator yang dipergunakan untuk mrnaikkan tegangan secara bertingkat misal dari tegangan AC 50 volt hingga 240 volt dengan daya 1000 watt. Bekerjanya suatu transformator ialah karena gulungan primer transformator mendapat tegangan listrik arus bolak-balik sehingga menimbulkan induksi medan magnetis pada gulungan primer tersebut yang dapat memindahkan medan ini ke besi kern (besi lunak yang mengandung silikon),medan elektromagnet yang didapat oleh besi kern dipindahkan pada gulungan sekunder transformator tersebut ,akibatnya timbul tegangan listrik di kedua ujung kawat email gulungan sekunder yang biasanya lebih tinggi atau lebih rendah teganganya. Adapun bahan-bahan yang diperlukan untuk menggulung suatu transformator antara lain:
(a) Teras besi lunak yang terbentuk dari tumpukan lembaran besi lunak yang mengandung silikon yang dibentuk seperti huruf E dan I atau dalam bentuk lainya .
(b) Koker yang dipergunakan sebagai tempat menggulung kumparan primer dan kumparan sekunder dapat dibuat dari kertas keras,ebonit,atau fiber yang keras.koker yang disebut juga rangka gulungan dapat berbentuk sebagai gambar di atas.
(c) Kawat email yang terbuat dari tembaga yang dilapiskan bahan isolasi yang tahan terhadap suhu panas