Penerapan Induksi Elektromagnetik : Transformator

Salah satu penerapan dari Induksi Elektromagnetik adalah transformator. Transformator atau trafo merupakan alat yang digunakan untuk mengubah tegangan arus bolak-balik (AC).

Sumber : de.wikipedia.org

Seperti ditunjukkan pada gambar disamping, transformator terdiri dari pasangan kumparan primer dan sekunder yang diisolasi (terpisah)  dan dililitkan pada inti besi lunak, Inti besi lunak ini terbuat dari pelat yang berlapis-lapis.

Prinsip Kerja Transformator
Arus induksi mengalir melalui rangkaian sekunder ketika ada perubahan garis gaya magnet yang memotong kumparan sekunder. Agar terjadi ggl atau arus induksi secara terus menerus, maka rangkaian primer dihubungkan dengan sumber arus  bolak-balik (AC). Sumber arus bolak-balik ini yang digunakan karena menghasilkan arus listrik yang berubah terhadap waktu. Jadi, kalau transformator dihubungkan dengan sumber arus searah (DC) tidak bakal terjadi perubahan garis gaya magnet pada kumparan sekunder.

Jenis-Jenis Transformator
Transformator dibedakan menjadi 2, yaitu transformator step-up dan transformator step-down. Transformator step-up /penaik tegangan digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak-baik (AC), sedangkan transformator step-down/penurun tegangan digunakan untuk menurunkan tegangan arus bolak-balik (AC).
Ciri-ciri transformator step-up/penaik tegangan :
- jumlah lilitan sekunder (Ns) lebih besar dari pada jumlah lilitan primer (Np) atau Ns > Np
- besarnya tegangan sekunder (Vs) lebih besar dari pada tegangan primer (Vp) atau Vs > Vp
- jumlah kuar arus sekunder (Is) lebih kecil dari pada kuat arus primer (Ip) atau Is < Ip
Sebaliknya, Ciri-ciri transformator step-up/penaik tegangan :
- jumlah lilitan sekunder (Ns) lebih kecil dari pada jumlah lilitan primer (Np) atau Ns < Np
- besarnya tegangan sekunder (Vs) lebih kecil dari pada tegangan primer (Vp) atau Vs < Vp
- jumlah kuar arus sekunder (Is) lebih besar dari pada kuat arus primer (Ip) atau Is > Ip

Persamaan Transformator
Pada transformator berlaku hubungan sebagai berikut :

dengan :
Vp = besar tegangan primer (volt)
Vs = besar tegangan  sekunder (volt)
Np = jumlah lilitan primer
Ns = jumlah lilitan sekunder
Dari persamaan di atas, nampak bahwa besarnya tegangan sebanding dengan banyaknya lilitan.

Untuk transformator ideal, yaitu trafo dengan efisiensi 100% berlaku :
Pp = Ps
Vp.Ip = Vs.Is

dengan :
Pp = daya primer (W)
Ps = daya sekunder (W)
Ip = besarnya kuat arus primer (A)
Is = besarnya kuat arus sekunder (A)

Untuk transformator tidak ideal (efisiensi kurang dari 100% berlaku)

Contoh soal :
1. Sebuah transformator dipasang pada tegangan 120 V. Jika banyaknya lilitan primernya 1000 liltan dan tegangan sekundernya 2000 lilitan, Berapa tegangan yang dihasilkan oleh transformator tersebut?
Diketahui :
Vp = 120 V
Np = 1000 lilitan
Ns = 2000 lilitan
Ditanya : Vs ?
Jawab :

1000 Vs = 120.2000
Vs = 120. 2 = 240 Volt

2. Sebuah transfomator ideal, kuat arus primernya 3 ampere, besar tegangan primernya 220 volt dan tegangan sekundernya 110 volt. Berapa besar kuat arus sekundernya?
Diketahui :
Ip = 3 A
Vp = 220 V
Vs = 110 V
Ditanya : Is?
Jawab :

110 Is = 3.220
Is = 3. 2 = 6 A

3. Sebuah transformator, daya primernya 200 watt. Jika daya sekundernya 180 watt, berapa efisiensi transformator tersebut?
Diketahui :
Pp = 200 W
Ps = 180 W
Ditanya :η?
Jawab :

η = 90%

Thanks for reading & sharing Sains Multimedia