Alatubah

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Lompat ke: pandu arah, cari
Bagi siri animasi dan permainan robot, lihat Transformers.
Transformer agihan dengan belitan sekunder pengulir tengah pada tiang yang digunakan untuk 'kuasa elektrik belahan fasa' bagi perkhidmatan komersial ringan dan perumahan di Amerika Syarikat.[1][2]

Alatubah (bahasa inggeris: Transformers) adalah peranti elektrik statik yang memindahkan tenaga dengan gandingan aruhan antara litar belitannya. Perubahan arus pada belitan primer mencipta perubahan pada fluks magnet dalam teras lalu menghasilkan fluks magnet yang berubah pada belitan sekunder. Perubahan fluks magnet ini mengaruh daya gerak elektrik (d.g.e.) atau voltan yang berubah pad belitan sekunder.

Alatubah mempunyai dua jenis iaitu :

  1. Alatubah Voltan (Potential Transformers)
  2. Alatubah Arus (Current Transformers)

Alatubah bukan sahaja sering digunakan untuk mencipta voltan / arus yang lebih tinggi atau lebih rendah, tetapi turut digunakan untuk mengasingkan litar antara satu sama lain.

Alatubah mempunyai pelbagai saiz dari sekecil ibu jari yang digunakan di dalam peralatan elektrik mahupun elektronik seperti radio, televisyen, pembesar suara, mikrofon dan sebagainya hinggalah ke unit seberat ratusan tan yang digunakan pada sistem penjanaan, peghantara dan pengagihan tenaga elektrik. Alatubah hanya boleh berfungsi pada bekalan arus ulang alik sahaja.

Alatubah voltan[sunting | sunting sumber]

Simbol bagi alatubah

Dengan menimbangkan alatubah voltan, tanpa sebarang kebocoran arus dan histerisis akan membuatkan alatubah berfungsi dengan nilai kecekapan yamg baik, binaan asas alatubah mempunyai bilangan lilitan primer dan sekunder NP dan NS yang dililitkan pada teras (tembaga) dan mempunyai 2 terminal masukan dan 2 terminal keluaran live dan neutral.

Alatubah voltan sekunder ES =VS sebagai suatu perkadaran dengan voltan primer VP = EP dan setiap bilangan lilitan diberi dengan persamaan

,

iaitu,

- VP/VS = EP/ES = a adalah nisbah voltan dan NP/NS = a adalah nisbah lilitan, nilai nisbah-nisbah ini masing-masing boleh ditinggikan atau direndahkan, Alatubah voltan mempunyai 2 jenis iaitu Alatubah menaik (Step up Transformers) dan Alatubah menurun (Step down Transformers)[3][4][lower-alpha 1][lower-alpha 2].
- VP mewakili voltan bekalan/utama,
- VS mewakili voltan keluaran/sekunder, dan,
- EP & ES mewakili voltan teraruh d.g.e.[lower-alpha 3]

Sebarang impedans beban yang disambungkan ke belitan sekunder transformer unggul menyebabkan arus mengalir tanpa kebocoran dari litar primer ke litar sekunder, kuasa ketara masukan dan keluaran adalah sama denga persamaan

.

Dengan menggabungan kedua-dua persamaan, pengenalan alatubah voltan tersebut diperoleh

.

Rumus ini adalah anggaran mungkin bagi alatubah voltan komersial yang biasa, dengan nisbah voltan dan nisbah bilangan lilitan kedua-duanya adalah berkadaran songsan dengan nisbah arus yang terlibat.

Impedans beban ditakrifkan dalam pernyataan voltan dan arus litar sekunder seperti berikut

.

Impedans ketara bagi beban litar sekunder ini merujukb kepada litar belitan primer yang dikuasai oleh hubungan faktor pendaraban nisbah lilitan kuasa dua yang ditakrif seperti berikut [6]

.

Alatubah arus[sunting | sunting sumber]

Alatubah arus pula mempunyai fungsi yang sama seperti alatubah voltan tetapi dikendalikan untuk merendahkan nilai arus ulang alik sahaja. Alatubah kerap digunakan pada bahagian papan suis utama (Main Switch Board - MSB). Kebiasaannya alatubah arus digunakan pada pengguna Large Power Consumers (LPC) atau dengan lebih mudahnya Pengguna Kuasa Besar bagi sektor komersial, perdagangan dan pertanian bagi negara Malaysia. Tujuan merendahkan nilai arus ulang alik adalah untuk tidak merosakkan komponen elektrik atau elektronik seperti meter elektrik (TNB / SESB / SESCO). Alatubah arus mempunyai 12 jenis antaranya :

  1. 2000/5A
  2. 1600/5A
  3. 1200/5A
  4. 1000/5A
  5. 800/5A
  6. 600/5A
  7. 500/5A
  8. 400/5A
  9. 300/5A
  10. 200/5A
  11. 150/5A
  12. 100/5A

Nilai arus sekunder telah ditetapkan kepada nilai 5 Ampere sahaja. Manakala nilai arus primer pula ditentukan melalui proses pemerolehan bekalan elektrik dari syarikat pembekalan elektrik semasa pendaftaran permohonan bekalan elektrik berdasarkan permintaan kuasa yang diminta oleh wakil pengguna. Semakin besar kemampuan sesuatu industri maka semakin besar nilai bekalan masukan yang akan diberikan oleh syarikat pembekalan elektrik mengikut kiraan beban kuasa ketara (kVa). Semakim tinggi nilai beban kuasa ketara (kVa) maka semakin tinggi bekalan voltan tinggi akan diberikan mengikut piawaian yang diluluskan oleh Suruhanjaya Tenaga antaranya :

  1. 33kV
  2. 22kV (Johor dan Perak sahaja)
  3. 11kV
  4. 6.6kV (masih terdapat di Johor dan Perak)

Kecekapan alatubah voltan[sunting | sunting sumber]

Kecekapan alatubah yang ideal adalah dengan mencatatkan nilai 100% tanpa kebocoran arus, kehilangan tembaga, kehilangan besi dan histerisis.

Kecekapan alatubah arus[sunting | sunting sumber]

Kecekapan alatubah yang ideal adalah dengan mencatatkan nilai nisbah hendaklah sama dengan nilai kadaran arus primer bagi setiap alatubah arus yang digunakan.

Formula pengiraan kecekapan nisbah bagi alatubah arus ialah :

(Nilai arus primer (Ip) / Nilai arus sekunder (Is)) x 5

Dengan menganggapkan nilai ralat +-10% dari nilai nisbah tersebut, alatubah arus masih berfungsi dengan baik. Sekiranya ralat yang diterima melebihi dari ralat yang piawai tersebut, maka alatubah arus itu peelulah ditukar baharu bagi mengelakkan kerosakan pada peralatan elektrik dan elektronik.

Lihat juga[sunting | sunting sumber]

Catatan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ "Nisbah lilitan sebuah transformer adalah nisbah bilangan lilitan dalam belitan voltan tinggi per belitan voltan rendah",[5]
  2. ^ Alatubah voltan menurun menukarkan nilai voltan tinggi kepada nilai voltan rendah manakala Alatubah voltan menaik pula akan menukarkan nilai voltan rendah kepada voltan yang lebih tinggi, alatubah pengasing pula mempunyai nisbah lilitan 1:1 dengan voltan keluaran adalah sama dengan voltan masukan.
  3. ^ Memandangkan voltan bekasan bagi belitan alaubah voltan adalah sama dengan voltan teraruh, voltan teraruh tidak dimasukkan bagi memudahkan empat persamaan seterusnya.

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Knowlton, A.E. (Ed.) (1949). Standard Handbook for Electrical Engineers (edisi 8th). McGraw-Hill. p. 597, Fig. 6–42. 
  2. ^ Mack, James E.; Shoemaker, Thomas (2006). Chapter 15 - Distribution Transformers (PDF) (edisi 11th). New York: McGraw-Hill. pp. 15–1 to 15–22. ISBN 0071467890.  Petik menggunakan parameter |coauthors= dikecam (bantuan)
  3. ^ Winders, John J., Jr. (2002). Power Transformer Principles and Applications. CRC. pp. 20–21. 
  4. ^ Hameyer, Kay (2001). "§3.2 'Definition of Transformer Ratio' in Section 3 - Transformers". Electrical Machines I: Basics, Design, Function, Operation. RWTH Aachen University Institute of Electrical Machines. p. 27.
  5. ^ Knowlton, §6-13, p. 552
  6. ^ Tcheslavski, Gleb V. (2008)). "Slide 13 Impedance Transformation in Lecture 4: Transformers". ELEN 3441 Fundamentals of Power Engineering. Lamar University (TSU system member).

Bibliografi[sunting | sunting sumber]

Pautan luar[sunting | sunting sumber]