Hampir setiap bangunan kini sudah dialiri listrik, mulai dari bangunan di perkotaan hingga rumah-rumah di desa. Dengan begitu, masyarakat bisa menggunakan alat-alat elektronik dengan mudah, seperti menyalakan lampu untuk penerangan, menonton televisi, dan aktivitas lainnya. Arus listrik dalam rumah umumnya menggunakan jenis arus bersifat bolak-balik atau yang disebut dengan alternating current AC. Listrik rumah tangga berasal dari PLN dengan tegangan listrik sangat besar. Agar tidak berbahaya, listrik yang dialirkan ke rumah-rumah warga diturunkan dengan alat yang bernama transformator. Pada artikel ini, kita akan belajar tentang apa itu transformator. Selain itu, juga akan dibahas tentang prinsip kerja, fungsi, dan jenis-jenis. Tak hanya itu saja, artikel ini akan membagikan rumus dan contoh soal dari materi transformator. Pengertian transformator dalam Fisika Transformator atau yang biasa disebut dengan trafo adalah komponen listrik elektronika yang tersusun dari inti, kumparan primer, dan sekunder. Sehingga, transformator memiliki dua kumparan. Transformator dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya. Hal ini karena transformator memiliki magnet yang bergandengan dan prosesnya menggunakan prinsip induksi elektromagnetik. Prinsip kerja transformator Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, transformator bekerja dengan prinsip induksi elektromagnetik. Transformator menggunakan induksi bersama atau mutual induction antara dua rangkaian yang terhubung dengan fluks magnet. Transformator secara sederhana terdiri dari dua buah kumparan yang secara listrik terpisah, tetapi secara magnet dihubungkan oleh alur induksi. Dua kumparan pada transformator tersebut menghasilkan induksi bersama yang tinggi. Apabila salah satu kumparan pada transformator dihubungkan ke sumber tegangan bolak balik, akan timbul fluks bolak balik di dalam inti besi dan kumparan yang lainnya pun akan terhubung, sehingga menimbulkan GGL gaya gerak listrik induksi. GGL induksi yang dihasilkan transformator sesuai dengan induksi elektromagnet dari hukum Faraday. Fungsi transformator Fungsi utama transformator adalah untuk menurunkan dan menaikkan listrik AC. Transformator bisa digunakan dalam beberapa keperluan. Di bawah ini adalah beberapa fungsi transformator Trafo bisa digunakan dalam rangkaian radio dan televisi. Trafo untuk keperluan ini biasanya menggunakan tegangan input 220 volt atau 110 volt dengan tegangan output antara 48 sampai 24 volt step down. Trafo juga dipakai dalam sistem instrumen listrik karena memiliki kemampuan untuk meningkatkan atau menurunkan tegangan dan arus listrik isolasi. Trafo jenis ini umumnya untuk alat listrik tegangan tinggi, misalnya 12,8 kV. Trafo tenaga biasa dipakai dalam pemakaian daya dari rumah tangga, pembangkit, transmisi, dan distribusi tenaga listrik. Karakteristik transformator Berikut ini beberapa karakteristik transformator Terdiri dari sebuah inti yang terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Kumparan pada transformator terbuat dari tembaga dan melilit kaki inti transformator. Jumlah kumparan dan tegangan pada bagian input dan output transformator berbeda, sesuai dengan fungsinya untuk menaikkan jumlah tegangan atau menurunkan. Pada transformator terdapat inti besi untuk mempermudah jalan fluksi yang ditimbulkan arus listrik melewati kumparan. Dalam transformator juga terdiri dari pendingin trafo, perubah tap, alat pernapasan, dan indikator. Jenis-jenis transformator Sesuai dengan fungsinya, transformator terdiri dari dua jenis, yaitu transformator step up dan step down. Berikut ini penjelasannya 1. Transformator step up Transformator step up berguna untuk menaikkan tegangan. Dengan begitu, tegangan dari kumparan sekunder akan lebih besar dibandingkan tegangan dari kumparan primer atau input. Sehingga bisa ditulis V2 > V1. Sementara itu, pada lilitannya, kumparan sekunder lebih banyak dibandingkan kumparan primer, dapat ditulis dengan N2 > N1. Sehingga, pada transformator step up memiliki aliran kuat arus yang lebih besar di bagian kumparan primer daripada di bagian kumparan sekunder I1 > I2 2. Transformator step down Sebaliknya dari transformator step up, transformator step down akan menurunkan tegangan, sehingga tegangan pada kumparan sekunder lebih kecil daripada kumparan primer V2 < V1. Dengan begitu, jumlah lilitan pada kumparan sekunder pun akan lebih kecil daripada jumlah lilitan pada kumparan primer N2 < N1. Dari hal tersebut bisa disimpulkan bahwa transformator step down memiliki jumlah arus yang lebih kecil di bagian kumparan primernya dibandingkan di bagian kumparan sekundernya I1 < I2 Rumus transformator Rumus yang digunakan dalam materi transformator cukup sederhana. Apabila jumlah lilitan pada kumparan primer N1, jumlah lilitan pada kumparan sekunder N2, dan tegangan primer V1, serta tegangan sekunder V2, masing-masing mendapatkan aliran arus listrik sebesar I1 dan I2, maka persamaannya adalah V1 / V2 = N1 / N2 = I2 / I1 Untuk menghitung efisiensi transformator, bisa menggunakan rumus ɳ = P2 / P1 x 100% atau ɳ = V2 I2 / V1 I1 X 100% Keterangan Rumus V1 tegangan primer volt V2 tegangan sekunder volt N1 jumlah lilitan primer N2 jumlah lilitan sekunder I1 Arus primer ampere I2 Arus sekunder ampere P1 daya masukkan atau input watt P2 daya keluaran atau output watt ɳ efisiensi transformator % Contoh soal transformator Untuk menambah pemahaman dari materi transformator ini, akan diberikan contoh soal transformator yang bisa diselesaikan dengan rumus di atas. Soal 1 Sebuah transformator step down dengan efisiensi 80% mengubah tegangan dari 1000 volt menjadi 200 volt dengan daya keluaran 40 watt. Tentukan kuat arus primer transformator tersebut! ɳ = 80% V1 = 1000 volt V2 = 200 volt P2 = 40 watt Jawaban ɳ = P2 / P1 x 100% ɳ = V2 I2 / V1 I1 X 100% 80% = 40 / x 100% 0,8 = 40 / I1 = 40 / 800 I1 = 0,05 ampere. Soal 2 Seseorang merancang sebuah transformator dan menginginkan menghasilkan tegangan sekunder 220 volt dari tegangan primer 110 volt. Dari dua hal tersebut, maka dibutuhkan perbandingan jumlah lilitan pada kumparan sekunder dan primer sebanyak… Diketahui V1 = 110 volt V2 = 220 volt N1 N2 = ? Jawaban V1 / V2 = N1 / N2 220 / 100 = N1 / N2 2 / 1 = N1 / N2 Jadi, perbandingan jumlah lilitan pada kumparan primer dan kumparan sekunder adalah 1 2. Demikian penjelasan tentang materi transformator pada pelajaran Fisika. Transformator dalam kehidupan sehari-hari sangat penting untuk menaikkan dan menurunkan tegangan sesuai dengan jenis transformator, terutama dalam kelistrikan rumah tangga sehingga setiap rumah mendapatkan tegangan listrik yang tidak terlalu tinggi dari PLN. Bagi kamu yang masih membutuhkan penjelasan lebih lanjut tentang materi ini atau pelajaran sekolah lainnya, bisa bergabung dengan Bimbel Online Quipper Video.
Padatransformator step-up jumlah lilitan sekunder (Ns) lebih banyak daripada jumlah lilitan primer ( N p). Transformator step-down digunakan untuk menurunkan tegangan listrik arus bolak-balik, dengan jumlah lilitan primer ( N p) lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder ( N s). Rumus Persamaan TransformatorRumus transformator step down dan contoh cara menghitungnya dengan mudah. Transformator step down adalah transformator yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik ac. Kebalikan dari transformator step down adalah transformator step up yang berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik ac. Pada proses penurunan tegangan yang dilakukan oleh transformator atau trafo tidak terjadi perubahan pada daya listrik. Yang ada hanyalah perubahan arus atau pun tegangannya saja. Karena itu daya input dan daya output pada transformator akan memiliki nilai yang sama secara ideal. Transformator step down banyak dijumpai pada peralatan elektronika rumah tangga, seperti perangkat audio, televisi, radio, dan mainan elektronika anak anak. Bentuk dan besar daya yang dimiliki oleh transformator step down yang ada di pasaran bervariasi sesuai dengan jenis penggunaannya. Bagian utama transformator step downRumus transformator step down1. Rumus menghitung jumlah lilitan dan tegangan transformator step down2. Rumus menghitung arus pada transformator step downAkhir kata Bagian utama transformator step down Secara umum transformator step down yang sederhana terdiri dari dua bagian trafo yang utama, yaitu kumparan dan inti trafo. Inti trafo umumnya terbuat dari bahan besi lunak atau ferrit dengan kualitas terbaik. Sementara kumparan transformator terbuat dari tembaga yang dilapisi isolator untuk menghindari hubungan singkat antar lilitan. Kumparan pada trafo terdiri dari dua bagian kumparan primer dan kumparan sekunder. Kumparan primer terhubung langsung dengan sumber arus listrik ac . Sementara kumparan sekunder terhubung ke perangkat atau rangkaian elektronika. Umumnya diameter kawat tembaga pada kumparan primer trafo lebih kecil dibandingkan dengan kumparan sekundernya. Hal ini dikarenakan besar aliran arus listrik pada kumparan primer lebih kecil dibandingkan dengan kumparan sekunder. Kedua kumparan transformator melilit pada inti yang sama sehingga terjadi proses induksi bersama ketika kumparan primer dialiri arus listrik. Adanya proses induksi bersama atau mutual induction inilah yang menyebabkan munculnya tegangan listrik pada kumparan sekunder. Dengan kata lain, tegangan yang dihasilkan oleh kumparan sekunder trafo merupakan tegangan induksi akibat adanya aliran tegangan pada kumparan primer. Kedua kumparan tersebut tidak terhubung fisik secara langsung, namun berhubungan secara magnetis. Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, tegangan yang muncul pada kumparan sekunder transformator adalah berupa tegangan induksi . Besarnya tegangan induksi yang dihasilkan oleh kumparan sekunder trafo akan bergantung pada perbandingan jumlah lilitan kedua kumparan tersebut. Dengan mengetahui rumus perbandingan kumparan transformator, kita dapat merancang sebuah transformator dengan mudah. Kita bisa mengatur besar tegangan sekunder sesuai yang diinginkan dengan menggunakan rumus transformator. 1. Rumus menghitung jumlah lilitan dan tegangan transformator step down Berikut ini adalah rumus transformator step down untuk menghitung lilitan dan tegangan \frac{N_p}{N_s} = \frac{V_p}{V_s} Contoh Soal 1. Hitung berapa jumlah lilitan sekunder yang diperlukan untuk menghasilkan besar tegangan sekunder 24 Volt jika jumlah lilitan primer sebanyak 80 lilitan dan tegangan primer 220 volt ? Jawab \frac{N_p}{N_s} = \frac{V_p}{V_s} \\ N_s = \frac{N_p \times V_s}{V_p} = \frac{80 \times 24}{220} = 8, 7 \ lilitan. 2. Berapa tegangan sekunder yang dihasilkan pada sebuah transformator yang memiliki jumlah lilitan primer sebanyak 120 lilitan dan lilitan sekunder sebanyak 40 lilitan jika pada kumparan primer diberi tegangan listrik sebesar 110 volt ? Jawab \frac{N_p}{N_s} = \frac{V_p}{V_s} \\ V_s = \frac{N_s \times V_p}{N_p} = \frac{40 \times 110}{120} = 36,7 \ lilitan 2. Rumus menghitung arus pada transformator step down Seperti sudah dijelaskan sebelumnya, daya listrik yang dihasilkan oleh kumparan sekunder transformator akan sama dengan daya listrik pada kumparan primer trafo. Dengan kata lain daya masuk sama dengan daya keluar. Karena daya listrik merupakan arus dikalikan tegangan, maka perbandingan arus primer dan sekunder sama dengan perbandingan tegangan primer dan sekunder. Atau bisa dibuat menjadi rumus persamaan arus pada transformator sebagai berikut \frac{V_p}{V_s} = \frac{I_p}{I_s} Atau sama saja dengan \frac{I_p}{I_s} = \frac{N_p}{N_s} Contoh Soal 1. Hitung berapa arus listrik yang mengalir pada kumparan sekunder trafo step down yang memiliki tegangan primer dan sekunder adalah 100 volt dan 30 volt dengan besar arus primer 2 A ? Jawab \frac{V_p}{V_s} = \frac{I_p}{I_s} \\ I_s = \frac{V_p \times I_p}{V_s} = \frac{100 \times 2}{30} = 6,7 A 2. Hitung berapa besar arus listrik yang dibutuhkan kumparan primer transformator step down untuk menghasilkan daya keluaran sebesar 60 Watt pada tegangan 12 volt jika besar tegangan primer sebesar 220 volt ? Jawab Maka besar arus listrik primer I_p= \frac{P}{V_p} = \frac{60}{220} = 0,8 A Akhir kata Demikian cara menghitung rumus transformator step down. Perlu diingat bahwa besar tegangan yang dihasilkan oleh trafo step down pasti lebih kecil dari tegangan yang dimasukkan. Namun besar arus listrik pada kumparan sekunder akan lebih besar daripada kumparan primer. Karena itu ketika kita merancang sebuah transformator step down harus diperhatikan pada pemilihan kawat tembaga yang akan digunakan sebagai kumparan sekunder. Karena kumparan sekunder akan dialiri arus listrik yang lebih besar, maka kawat tembaga yang digunakan harus mempunyai diameter yang lebih besar pula dibandingkan kawat untuk kumparan primer. Meskipun secara ideal besar daya masuk pada trafo sama dengan daya keluar, namun pada kenyataannya terjadi disisipasi atau penghamburan daya akibat banyak faktor. Pembuangan daya pada trafo dikenal dengan nama kerugian daya. Sehingga trafo yang baik memiliki tingkat efisiensi terhadap kerugian daya adalah yang mendekati nilai 100%.
Besarnyakuat arus primer lebih kecil dibandingkan kuat arus sekunder (Ip
Transformator ialah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolak-balik AC. Prinsip kerja transformator ialah ketika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menyebabkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik. Diketahui Ditanya Kuat arus sekunder Is Jawaban Jadi, besar kuat arus sekunder adalah 12 A. 0 332 259 128 432 408 1 15