TRANSFORMATOR

Sumber listrik AC di rumahmu berasal dari tempat yang jauh. Arus listrik tersebut melalui kawat bertegangan listrik sangat tinggi agar energi listrik yang terbuang sia-sia kecil. Sebelum memasuki rumahmu, tegangan listrik tersebut diturunkan hingga sebesar 220 Volt. Untuk maksud tersebut, arus listrik dilewatkan pada alat yang bernama transformator. Transformator adalah alat yang dipergunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan arus bolak balik..

a.    Bagian-bagian Transformator

Bagian-bagian transformator terdiri atas:

·         lempeng-lempeng besi lunak yang yang berbentuk segi empat yang berfungsi sebagai inti

·         dua buah kumparan, yaitu:

-    kumparan primer, yang dihubungkan tegangan AC sebagai tempat arus masuk (input)

-    kumparan sekunder, sebagai tempat arus keluar (output) yang dihubungkan dengan beban, seperti TV, lampu TL, adaptor, dan lain-lain

 

b.    Prinsip Kerja Transformator

            Transformator bekerja berdasarkan prinsip bahwa arus dan gaya gerak listrik induksi pada kumparan primer diinduksikan pada kumparan lain (sekunder). Peristiwa ini disebut induksi bersama.

Kumparan primer dihubungkan dengan tegangan bolak balik, sehingga arah dan besarnya selalu berubah-ubah. Akibatnya, pada inti besi terjadi perubahan medan magnet yang besar dan arahnya berubah-ubah. Perubahan medan magnet pada inti besi menimbulkan tegangan induksi pada kumparan sekunder. Hal ini menyebabkan timbulnya ggl induksi bolak balik pada kumparan sekunder dan meyebabkan arus induksi mengalir dari kumparan sekunder.

Transformator hanya dapat mengubah besar kecilnya tegangan arus bolak balik (AC) dan tidak dapat digunakan pada tegangan arus searah (DC). Apabila trasformator dialiri arus searah (AC), maka pada kumparan primer tidak terjadi perubahan medan magnet. Hal ini menyebabkan kumparan sekunder juga tidak terinduksi, sehingga tidak terjadi gaya gerak listrik (ggl)

Secara matematis hubungan antara jumlah lilitan dengan beda potensial pada kumparan transformator dapat dirumuskan:

dengan Vs = beda potensial pada kumparan sekunder  (volt)

Vp = beda potensial pada kumparan primer (volt)

Ns = jumlah lilitan kumparan sekunder

Np = jumlah lilitan kumparan primer

CONTOH

1.       Sebuah transformator step down terdiri atas kumparan primer yang memiliki .2000 lilitan dan kumparan sekunder yang memiliki 400 lilitan. Jika kumparan primer dihubungkan dengan beda potensial 220 V, maka berapa beda potensial pada kumparan sekunder?

Diketahui : lilitan kumparan primer, Np = 2000

 lilitan kumparan sekunder, Ns = 400

                    beda potensial primer, Vp = 220 V

Ditanya : beda potensial sekunder, Vs =?

Jawab:

Jadi, beda potensial kumparan sekunder sebesar 44 V.

c.    Macam-macam Transformator

Berdasarkan perbandingan jumlah lilitan pada kumparan primer dan kumparan sekunder, trasformator dibedakan menjadi dua macam, yaitu:

·         Transformator step up, berfungsi untuk menaikkan tegangan.

Ciri-ciri:

-       jumlah lilitan primer lebih kecil dari lilitan sekunder (N_P < N_S).

-       tegangan primer lebih kecil dari tegangan sekunder (V_P < V_S).

-       kuat arus primer lebih besar daripada kuat arus sekunder (I_P > I_S).

·         Transformator step down, berfungsi untuk menurunkan tegangan.

Ciri-ciri:

-       jumlah lilitan primer lebih besar dari lilitan sekunder (N_P > N_S).

-       tegangan primer lebih besar dari tegangan sekunder (V_P >V_S).

-       kuat arus primer lebih kecil daripada kuat arus sekunder (I_P < I_S).

 

EFISIENSI TRANSFORMATOR

Untuk menyatakan seberapa besar perbandingan energy keluaran dibandingkan dengan energi masukan pada transformator, kita dapat menggunakan istilah efisiensi. Jika semakin besar efisiensi sebuah transformator, maka semakin sedikit energi listrik yang terbuang dari transformator menjadi energy panas. Sebaliknya semakin kecil efisiensinya, maka semakin besar energi listrik yang berubah menjadi energi panas. Karena energi keluaran tidak mungkin melebihi energi masukan, maka

harga efisiensi maksimum transformator adalah 100%.

Untuk transformator ideal (efisiensi 100%), tidak ada energy yang hilang di dalam transformator sehingga daya listrik pada kumparan primer sama dengan daya listrik pada kumparan sekunder.

dengan Ip = kuat arus pada kumparan primer .... Ampere (A)

Is = kuat arus pada kumparan sekunder .. Ampere (A)

Efisiensi transformator didefinisikan sebagai perbandingan antara daya listrik yang keluar dari transformator dengan daya listrik yang masuk ke transformator.

Contoh:

Sebuah transformator memiliki jumlah lilitan primer sebesar 1200 lilitan dan kumparan sekunder 400 lilitan. Kumparan sekunder menghasilkan beda potensial 220 V. Ujung-ujung kumparan sekunder dihubungkan dengan pemanas berhambatan 15  ohm. Tentukan kuat arus primernya.

Diketahui :  lilitan kumparan primer, Np = 1200

lilitan kumparan sekunder, Ns = 400

beda potensial primer, Vs = 220 V

hambatan, R = 15  ohm

Ditanya : kuat arus primer, Ip?

Jawab

Is ditentukan dengan hukum ohm

Jadi beda potensial kumparan primer adalah 4,9 A

Latihan 3

1.       Sebutkan ciri-ciri transformator step up !

2.         Transformator menurunkan tegangan 2000 V menjadi 200 V. Jika kumparan primer memiliki 400 lilitan, dan kuat arus sekunder 4,5 Ampere, hitunglah:

a.       jumlah lilitan sekunder

b.       kuat arus pada lilitan primer

3.       Dari sumber listrik 250 Volt AC akan diubah menjadi tegangan .2000 Volt sehingga digunakan travo step up. Kuat arus input adalah 20 Ampere, ternyata kuat arus outputnya hanya 1,2 Ampere. Hitunglah:

a.       perbandingan jumlah lilitan primer dengan lilitan sekunder

b.       kuat arus output yang seharusnya

c.        efisiensi travo

4.       Perbandingan lilitan primer dengan lilitan sekunder pada sebuah trav adalah 5 : 1. Jika tegangan yang masuk pada travo 220 Volt dan kuat arus yang keluar 0,25 mA, tentukan tegangan yang keluar dan kuat arus yang masuk pada travo tersebut!

5.       Efisiensi sebuah transformator 95%. Jika daya listrik yang masuk 1300 Watt dan kuat arus sekunder 40 Ampere. Hitunglah:

a.       daya listrik yang keluar

b.       daya listrik yang terbuang

c.        tegangan sekunder

SELAMAT MENGERJAKAN SOAL....!!!