Fungsi Transformator (Trafo), Prinsip Kerja, Jenis, dan Contoh Soalnya
Transformator (trafo) adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik.
Transformator prinsip kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik, yaitu apabila terjadi suatu perubahan fluks magnet pada kumparan primer, maka akan diteruskan ke kumparan sekunder dan menghasilkan suatu gaya gerak listrik (GGL) induksi dan arus induksi, agar selalu terjadi perubahan fluks magnet maka arus yang masuk (input) ini harus berupa arus bolak-balik (AC).
Mengingat fungsi transformator yang dapat menaikan dan menurunkan tegangan, maka trafo sangat diperlukan sekali dalam sebuah sistem atau rangkaian elektronika.
Transformator berperan dalam menyalurkan tenaga atau daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya. Namun, dengan frekuensi yang sama. Oleh karena itu, transformator merupakan piranti listrik yang termasuk ke dalam golongan mesin listrik statis.
Bagian-bagian Transformator
- Inti besi
- Kumparan primer
- Kumparan sekunder
Menurut jenisnya trafo dapat dibedakan menjadi 2 macam:
1. Trafo penaik tegangan (trafo Step-up). Mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:
- Tegangan primer lebih kecil dari tegangan sekunder.
- Kuat arus primer lebih besar dari kuat arus sekunder.
- Jumlah kumparan primer lebih besar dari kumparan sekunder.
2. Trafo penurun tegangan (trafo Step-down). Mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:
- Tegangan primer lebih besar dari tegangan sekunder.
- Kuat arus primer lebih kecil dari kuat arus sekunder.
- Jumlah kumparan primer lebih besar dari kumparan sekunder.
Rumus pada Transformator
Keterangan:
- Vp = tegangan primer (Volt)
- Vs = tegangan sekunder (Volt)
- Np = banyaknya kumparan primer
- Ns = banyaknya kumparan sekunder
- Ip = kuat arus primer (Ampere)
- Is = kuat arus sekunder (Ampere)
Transformator untuk Transmisi Daya Listrik Jarak Jauh
Tegangan yang dihasilkan generator pembangkit biasanya jauh lebih kecil daripada tegangan transmisi. Tegangan ini dinaikkan menjadi jauh lebih tinggi mencapai 70 KV sampai 220 KV, bahkan bisa lebih.
Listrik dengan tegangan tinggi tersebut dialirkan ke kota-kota yang membutuhkan. Namun, sebelum masuk ke rumah penduduk, tegangannya diturunkan lagi menjadi 110/220 V.
Transmisi atau pengiriman daya listrik jarak jauh dilakukan dengan menggunakan tegangan tinggi. Keuntungan menggunakan tegangan tinggi antara lain:
- Arus listrik yang mengalir kecil sehingga energi yang hilang menjadi kalor sedikit.
- Penghantar yang digunakan kecil sehingga harganya murah dan mudah pemasangannya.
Efisiensi Transformator
Efisiensi trafo selalu kurang dari 100%, karena sebagian energi listrik yang masuk kedalam trafo diubah menjadi energi kalor sehingga energi listrik yang keluar dari trafo selalu lebih kecil daripada energi yang masuk ke dalam trafo.
Efisiensi trafo adalah perbandingan antara energi yang keluar dari trafo dengan energi yang masuk kedalam trafo dikalikan 100%.
Rumus untuk menghitung efisiensi:
Contoh Soal
Untuk lebih memahami materi, di bawah ini sudah terdapat contoh soal yang dapat kalian pelajari.
No.1Tegangan AC 220 Volt akan diturunkan menjadi 5,5 Volt, jika jumlah kumparan sekunder 60 lilitan, maka jumlah lilitan kumparan primer adalah.
Diketahui:
Vp = 220 V
Vs = 5,5 V
Ns = 60
Ditanya: Np = ?
Jawab:
Vp : Vs = Np : Ns
Np = (Vp : Vs) . Ns
Np = (220 : 5,5) . 60
Np = 2400
Jadi, jumlah lilitan primernya 2400 lilitan.
No.2
Jika sebuah transformator tegangan primer 200 Volt dan tegangan sekunder 110 Volt. Arus primer 0,4 Ampere dan arus sekunder 0,6 A, maka efisiensi trafo itu adalah.
Diketahui:
Vp = 200 V
Vs = 110 V
Ip = 0,4 A
Is = 0,6 A
Ditanya: η = ?
Jawab:
Winput = Vp . Ip
= 200 . 0.4
= 80
= 110 . 0,6
= 66
η = Woutput / Winput . 100%
= 66 / 80 . 100%
= 82,5 %
Jadi, efisiensi trafo itu sebesar 82,5 %.
, Prinsip Kerja, Jenis, dan Contoh Soalnya){kind=link}