Nota: PENGUBAH / Transformer

By MR. L.A. at Januari 09, 2018    

Nota: PENGUBAH / Transformer
  • 1. Pengubah / Tranformer      merupakan peranti elektrik yang paling mudah binaannya tetapi merupakan salah satu peranti yang paling berguna. Pengubah boleh didapati di dalam berbagai saiz dan bentuk dari yang berteraskan besi (untuk kegunaan frekuensi kuasa 50 Hz) hinggalah yang berteraskan udara (untuk kegunaan frekuensi sehingga beberapa kHz). Pengubah berfungsi untuk mengubah aras voltan (arus) AC. Tanpa pengubah, kuasa elektrik tidak mungkin dapat di hantar dari stesen penjana ke tempat-tempat yang jauhnya sehingga beribu batu. Pengubah pada asasnya terdiri daripada dua gegelung pengalir yang bertindak sebagai induktor yang terpisah secara elektrik tetapi bersambung secara magnetik. Pengubah terdiri daripada dua gelung (windings) yang dililitkan pada teras (core) besi, dimana teras dan gelung merupakan bahagian utama dalam struktur binaan pengubah. Teras pengubah terdiri daripada kepingan keluli berlapis yang ditebat untuk mengelak daripada berlakunya karat dan sentuhan elektrik. Gelung utama (primary winding) pengubah akan disambung kepada bekalan dan dikenali sebagai belitan utama sementara gelung sekunder (secondary winding) disambung kepada beban dan dinamakan belitan sekunder. Antara sebab mengapa teras pengubah diperbuat dalam bentuk kepingan besi yang berlapis ialah untuk mengurangkan kehilangan kuasa yang disebabkan oleh arus pusar (eddy current)

 Susunan Am Pengubah dimana V1 = voltan terminal utama, V2 = voltan terminal sekunder, I1=  arus utama, I2 =   arus sekunder,  N1 = bilangan lilitan belitan utama,  N2 = bilangan lilitan belitan sekunder



  • 2. Terdapat dua jenis binaan pengubah iaitu jenis teras dan jenis kelompang. Ia berbeza dari segi kaedah menempatkan gegelung. Pengubah jenis teras biasanya digunakan pada pengubah kuasa dengan arus yang  besar dimana pengubah jenis ini mempunyai belitan yang dililit pada kedua-dua lengan teras. Pengubah jenis kelompang pula mempunyai belitan yang dililit dibahagian tengah teras sahaja.
 
PENGUBAH / Transformer
  • 3.  Belitan utama sebuah pengubah dibekalkan dengan sumber voltan atau arus ulangalik. Apabila arus ulang alik mengalir pada belitan utama, fluks ulang alik akan terhasil di dalam teras. Jika fluks yang dihasilkan itu dapat melintasi belitan sekunder, maka daya gerak elektrik yang akan teraruh pada belitan utama E1 dan belitan sekunder E2 adalah sama. Apabila bahagian sekunder pengubah dalam keadaan litar buka, voltan pada bahagian sekunder V2 adalah sama dengan dge yang teraruh dibelitan sekunder E2. Seterusnya arus pada belitan utama menjadi sangat kecil maka voltan dan d.g.e. (daya gerak elektrik) yang teraruh pada belitan utama juga sama tetapi berbeza kekutuban.
Menganggap bahawa kecekapan pengubah menghampiri100% maka; 1V1 x faktor kuasa belitan utama = I2V2 x faktor kuasa belitan sekunder Oleh kerana faktor kuasa belitan utama dan belitan kedua pada keadaan beban penuh lebih kurang sama.
  • Carian berkaitan dengan jenis transformer
  • fungsi transformer
  • contoh transformer injak naik
  • contoh peralatan transformer injak naik
  • contoh peralatan elektrik transformer injak naik
  • contoh transformer injak turun
  • penghantaran dan pengagihan tenaga elektrik

4. Pengubah Langkah Naik (Step-up) dan Pengubah Langkah Turun (Step-down) Pengubah langkah naik adalah pengubah  yang meninggikan paras voltannya. Ini bermakna voltan pada belitan sekunder lebih tinggi berbanding dengan voltan pada belitan utama. Bilangan lilitan pada bahagian sekunder lebih banyak daripada belitan utama. Arus yang mengalir pada bahagian sekunder adalah lebih rendah berbanding dengan arus pada bahagian utama. V2 > V1 ; N2 > N1 dan I2 < I1 Pengubah jenis ini biasanya digunakan untuk penghantaran dari bahagian sistem penjanaan kepada pencawang-pencawang elektrik yang lain pada jarak yang jauh sehingga beratus-ratus kilometer. Voltan yang tinggi dan arus yang rendah diperlukan dalam sistem ini untuk mengurangkan berlakunya kehilangan yang tinggi semasa penghantaran tenaga elektrik.  Pengubah jenis langkah turun pula, berfungsi untuk menurunkan paras voltan. Pengubah jenis ini digunakan untuk mengagihkan bekalan dari pencawang elektrik kepada pengguna. Nilai voltan yang tinggi yang dihantar ke pencawang akan diturunkan kepada nilai yang lebih rendah, iaitu nilai yang bersesuaian dengan pengguna.


Bilangan lilitan belitan sekunder juga lebih sedikit berbanding dengan bilangan lilitan belitan utama, sementara arus pada bahagian sekunder lebih tinggi daripada arus pada bahagian utama. Ini kerana voltan sentiasa berkadar terus dengan bilangan lilitan sementara arus pula berkadar songsang dengan kedua-duanya. V2 < V1 ; N2 < N1 dan I2 > I1 Pengubah LangkahNaik (Step-up) dan Pengubah  LangkahTurun(Step-down)



  • 5.  Aliran arus di dalam belitan utama akan terlaras secara automatik untuk memenuhi keperluan keluaran (arus beban). Oleh itu apabila tiada sebarang arus digunakan daripada belitan sekunder (tanpa beban), belitan utama juga tidak akan mengalirkan arus kecuali arus ujaan (excitation current). Nilai arus ujaan adalah sangat rendah iaitu setakat cukup untuk mengekalkan kewujudan fluks dan litar magnet. Arus ujaan akan dianggap sebagai terlalu kecil dan boleh diabaikan. Dalam keadaan berbeban, aliran arus di dalam belitan utama adalah berkadaran dengan beban pada bahgaian sekunder.



  • 6.  Tidak semua kuasa yang dibekalkan ke pengubah disalurkan ke beban. Sebahagian daripada kuasa ini akan ‘hilang’ pada teras dan belitan-belitan pengubah.  Para pengilang sedaya upaya akan memastikan kehilangan ini sentiasa pada tahap yang minimum. Bergantung kepada penggunaan, kehilangan pada pengubah biasanya dalam lingkungan 1% hingga 5%. Pengubah yang digunakan untuk memindahkan jumlah kuasa yang besar direka bentuk supaya sekurang-kurangnya mempunyai kecekapan 98%. Pengubah bersaiz kecil, seperti yang digunakan pada loceng pintu dan litar isyarat selalunya tidak menitik beratkan sangat soal kecekapan (adakalanya kurang dari 85%). Ini kerana pengubah sebegini hanya memindahkan sejumlah kuasa yang kecil dalam tempoh  yang sangat singkat sahaja.


  • 7.  Fluks magnet yang berubah di dalam teras pengubah akan mengaruh voltan pada sebarang pengalir  yang berada di kawasan medan tersebut. Oleh kerana teras itu sendiri merupakan bahan pengalir, fluks magnet berubah bukan sahaja mengaruh voltan di dalam belitan pengubah malah di dalam teras pengubah itu sendiri. Voltan yang teraruh di dalam teras pengubah akan menyebabkan wujudnya arus yang berpusar di dalam teras. Arus ini di kenali sebagai arus pusar dan kehilangan kuasa yang disebabkan olehnya dikenali sebagai kehilangan arus pusar. Kehilangan arus pusar boleh dikurangkan dengan meninggika nrintangan laluan yang diambil oleh arus pusar. Ini boleh dilakukan dengan membina teras yang berlapis-lapis dengan setiap lapisan teras ditebatkan menggunakan lapisan tipis varnish.


8.  Kehilangan histeresis berlaku akibat dari kesan kemagnetan baki. Kemagnetan baki adalah satu fenomena dimana kemagnetan sesuatu bahan itu akan  terus kekal walaupun sesudah daya kemagnetan dikeluarkan. Ke kutuban teras pengubah akan menyongsang setiap kali arus utama bertukar arah. Setiap kali kekutuban teras pengubah 
  • menyongsang, sedikit tenaga akan digunakan untuk ‘memadam’ kemagnetan baki dari kekututban teras pada kitar yang sebelumnya. Kesan daripada itu, teras akan menjadi panas. Kehilangan histeresis berlaku setiap setengah kitar iaitu beberapa ketika sebelum teras memagnet semula dalam arah yang bertentangan. Kehilangan histeresis boleh dikurangkan dengan mengambil bahan yang mempunyai kesan histeresis yang rendah sebagai teras. Di antara bahan yang  sesuai adalah keluli silikon. Keluli silikon adalah sejenis aloi yang mempunyai kesan histeresis yang rendah tetapi mempunyai kebolehtelapan yang tinggi.

  • 9.  Pengubah alatan adalah sejenis pengubah yang dibina khusus untuk mengukur voltan yang tinggi atau arus yang besar. Melalui pengubah alatan, kuantiti talian yang tinggi akan direndahkan kepada suatu nilai yang rendah dan selamat sebelum diukur oleh alatan seperti meter volt, meter ampere dan meter watt. Pengubah alatan juga dapat memencilkan alatan pengukuran dan operator dari talian voltan tinggi dan dengan demikian akan mengurangkan risiko bahaya. Terdapat dua jenis pengubah alatan iaitu pengubah arus (current transformer, CT) dan pengubah upaya (potential transformer, PT).


  • . 9.  Jenis-jenis Pengubah

    1.     Pengubah loceng
    2.     Pengubah frekuensi radio
    3.     Pengubah untuk pembekal
    4.     Pengubah untuk penghantar
    5.     Pengubah kuasa /audio
    6.     Pengubah frekuensi pertengahan
    7.     Pengubah langkah turun
    8.     Pengubah langkah naik
  • 9.  Pengubah arus