Transformator
Pengertian transformator
Transformator atau trafo adalah alat yang dapat mengubah tegangan arus bolak-balik (AC) dari satu nilai ke nilai lain yang diinginkan. Misalkan, kita memiliki televisi yang tegangannya 110 V AC, sedangkan tegangan PLN di rumah besarnya 220V AC. Untuk mengubah tegangan 220 V AC menjadi 110 V AC dibutuhkan transformator, yaitu trafo step down (penurun tegangan).
Transformator terdiri dari pasangan kumparan primer dan sekunder yang dipisahkan (diisolasi) dan dililitkan pada inti besi lunak. Inti besi lunak ini terdiri dari pelat yang berlapis-lapis untuk mengurangi daya yang hilang akibat arus pusar.
Prinsip kerja transformator
Prinsip kerja transformator (atau yang disebut trafo) seperti percobaan induksi yang dilakukan oleh Faraday. Arus induksi mengalir melalui rangkaian sekunder ketika saklar pada rangkaian primer ditutup atau dibuka.
Beberapa saat setelah saklar ditutup atau dibuka, arus induksi tidak lagi mengalir lagi melalui rangkaian sekunder. Peristiwa ini disebabkan oleh induksi magnetik yang melalui kumparan sekunder hanya berubah ketika saklar dibuka atau ditutup. Setelah beberapa saat saklar dibuka atau ditutup, besar induksi magnetik telah mencapai nilai tetapnya, sehingga tidak berubah lagi.
Transformator bekerja dengan cara di atas, hanya supaya ggl suatu arus induksi terus menerus (kontinyu) dibangkitkan pada rangkaian sekunder dihubungkan ke suatu sumber tegangan bolak-balik.
Rumus transformator
Besarnya GGL induksi (tegangan) sebanding dengan perbandingan lilitannya. Ingat kan? Salah satu cara untuk memperbesar GGL induksi dengan cara menambah jumlah lilitan kumparan. Sehingga dapat dituliskan :
VP, S = besarnya tegangan primer, sekunder
NP, S = besarnya lilitan primer, sekunder
Jika jumlah lilitan primer > jumlah lilitan sekunder (NP > NS) maka jumlah tegangan primer > tegangan sekunder (VP > VS), transformator ini disebut transformator penurun tegangan (step down).
Sebaliknya, Jika jumlah lilitan primer < jumlah lilitan sekunder (NP < NS) maka jumlah tegangan primer > tegangan sekunder (VP < VS), transformator ini disebut transformator penaik tegangan (step up).
Untuk transformator ideal (efisiensi (h) = 100 %), berlaku :
PP = PS
VPIP = VSIS
Atau
IS,P = kuat arus primer dan sekunder
Dari persamaan di atas tampak bahwa antara tegangan dan kuat arus saling berbanding terbalik (jangan salah dalam menuliskan/menggunakan rumus tersebut ya?)
Efisiensi sendiri dirumuskan dengan
Contoh soal
Sebuah transformator, kumparan primernya terdiri dari 200 lilitan dan kumparan sekundernya 1000 lilitan.
a. Jika kumparan primernya dihubungkan dengan sumber tegangan 110 V berapa tegangan sekundernya?
b. Berapa kuat arus primernya jika kuat arus sekundernya 8 A?
c. Apakah jenis transformatornya?
Penyelesaian
Diketahui
NP = 200 lilitan
NS = 1000 lilitan
VP = 110 V
IS = 8 A
Ditanya
a. VS
b. IP
c. Jenis trafo
Jawab
a. Tegangan sekunder
200 VS = 110.1000
VS = 550 Volt
b. Kuat arus primer
110 IP = 8.550
IP = 40 A
c. NP < NS, VP <VP maka jenis transformatornya step up
Referensi :
Kanginan, Martheen. 2003. Fisika 2000 Jilid 2A untuk SMU Kelas 2 Semester 1. Erlangga
Kanginan, Martheen. 2006. Fokus Fisika Seri Soal Siap Ujian Akhir untuk SMP/Madrasah Tsanawiyah. Erlangga
Sumber gambar :
http://kelaselektro.blogspot.co.id/2016/11/penjelasan-lengkap-tentang.html
Arsyad Riyadi Januari 01, 2018 New Google SEO Bandung, IndonesiaSumber : de.wikipedia.org |
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% Arsyad Riyadi Februari 22, 2015 New Google SEO Bandung, Indonesia