Apa kabar adik-adik? Semoga selalu dalam keadaan sehat. Di materi kali ini, kita akan belajar tentang rumus-rumus transformator dan cara menggunakannya dalam perhitungan.
Sebagaimana yang dipahami, transformator adalah nama salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik.
Trafo penaik tegangan disebut transformator step up, sedangkan trafo penurun tegangan disebut transformator step down.
Dalam fisika, terdapat rumus yang bisa digunakan untuk menghitung berapa jumlah kenaikan atau penurunan tegangan listrik tersebut.
Seperti apa bentuk rumusnya? Baiklah, berikut ini kakak terangkan...
Rumus Transformator
Rumus transformator (trafo) adalah seperangkat persamaan matematis yang menghubungkan semua variabel atau besaran yang terlibat dalam sebuah transformator.
Variabel itu antara lain: tegangan listrik, kuat arus listrik, jumlah lilitan, dan efisiensi.
Untuk diketahui, sebuah transformator memiliki dua sisi, yaitu sisi primer dan sisi sekunder.
Sisi primer adalah bagian input arus dan tegangan dari sumber, sedangkan sisi sekunder adalah bagian output arus dan tegangan yang dihasilkan (dinaikkan atau diturunkan).
Oleh karena adanya dua sisi itu, maka variabel tegangan, kuat arus listrik, dan jumlah lilitan juga masing-masing terbagi dua, yaitu:
- Tegangan primer dan tegangan sekunder.
- Arus listrik primer dan arus listrik sekunder.
- Lilitan primer dan lilitan sekunder
Variabel primer dan sekunder itulah yang dihubungkan dengan rumus, berikut ini bentuk umumnya:
VP/VS = NP/NS = IS/IP
Supaya lebih mudah, rumus di atas akan dipisahkan, berikut ini bentuknya:
1. Rumus Transformator Jika Diketahui Tegangan dan Jumlah Lilitan
Rumus transformator jika diketahui tegangan listrik (primer/sekunder) dan jumlah lilitan (primer/sekunder):
VP/VS = NP/NS
2. Rumus Transformator Jika Diketahui Jumlah Lilitan dan Kuat Arus
Rumus transformator jika diketahui jumlah lilitan (primer/sekunder) dan kuat arus listrik (primer/sekunder):
IS/IP = NP/NS
3. Rumus Transformator Jika Diketahui Tegangan dan Kuat Arus
Rumus transformator jika diketahui tegangan listrik (primer/sekunder) dan kuat arus listrik (primer/sekunder):
VP/VS = IS/IP
Keterangan:
- VP = tegangan primer atau tegangan input (volt)
- VS = tegangan sekunder atau tegangan keluaran (volt)
- IP = arus primer (A)
- IS = arus sekunder (A)
- NP = jumlah lilitan sekunder
- NS = jumlah lilitan primer
4. Rumus Efisiensi Transformator (η)
Efisensi transformator (η) adalah perbandingan antara daya listrik keluaran (sekunder) dan daya listrik masukan (primer), dirumuskan:
η = (PS/PP . 100%) = VS . IS/VP . IP . 100%
Rumus di atas, bisa juga disebut sebagai rumus daya transformator karena memuat besaran daya (P).
Keterangan:
- η = efisiensi transformator step down (%)
- PP = daya primer (watt)
- PP = daya sekunder (watt)
Selain itu, efisiensi transformator (η) bisa juga dihitung berdasarkan jumlah lilitan dan kuat arusnya, berikut ini rumusnya:
η = NS . IS/NP . IP . 100%
Cara Menggunakan Rumus Transformator
Hampir sama dengan rumus-rumus pada umumnya, penggunaan rumus transformator disesuaikan dengan besaran apa yang akan dicari dan besaran apa yang diketahui.
Misalnya, di dalam sebuah soal akan dihitungan tegangannya (primer/sekunder), jika yang diketahui adalah jumlah lilitan, maka gunakan rumus (1).
Namun, jika yang diketahui adalah kuat arus, maka gunakan rumus (3). Untuk membantu pemahaman, mari simak soal transformator berikut ini:
Sebuah transformator memiliki tegangan primer 220 V dan jumlah lilitan primer 400 lilitan, jika lilitan sekundernya 100 lilitan berapakah tegangan sekundernya?
Besaran yang akan dicari pada soal di atas adalah tegangan sekunder, sedangkan yang diketahui adalah tegangan primer dan jumlah lilitan, jadi rumus yang digunakan adalah rumus (1).
Simak lagi soal berikut ini:
Sebuah trafo memiliki tegangan primer sebesar 220 V. Jika kuat arus primer 0,5 A dan kuat arus sekunder 1,5, berapakah tegangan keluarannya?
Hampir sama dengan soal sebelumnya, besaran yang akan dicari pada soal di atas adalah tegangan sekunder, perbedaannya terletak pada besaran yang diketahui, yaitu kuat arus listrik, sehingga rumus yang tepat adalah rumus (3).
Terapkan penalaran di atas untuk penggunaan rumus transformator lainnya.
Contoh Soal
Sebagai bahan latihan, berikut ini beberapa contoh soal tentang transformator:
Contoh Soal 1
Sebuah transformator memiliki tegangan primer 220 V dan jumlah lilitan
primer 400 lilitan, jika lilitan sekundernya 100 lilitan. Tentukan:
a. Tegangan sekundernya.
b. Jenis transformatornya
Jawaban:
Diketahui:
- NP = 400
- NS =100
- VP = 220 Volt
Ditanyakan:
a. VS
b. Jenis transformator
c. η
Penyelesaian:
a. Tegangan sekunder (VS)
VP/VS = NP/NS
220/VS = 400/100
VS = 220 . 100/400
= 55 V.
Jadi, tegangan sekundernya sebesar 55 volt.
b. Jenis transformator
Jenis transformator step down karena tegangan sekunder lebih kecil daripada tegangan primer.
Contoh Soal 2
Sebuah transformator yang efisiensinya 75% dan dihubungkan dengan
tegangan primer 220 volt menghasilkan tegangan sekunder 110 volt. Jika
arus pada kumparan sekunder sebesar 2 A, arus pada kumparan primer
adalah...
Jawaban:
Diketahui:
- VP = 220 volt
- VS = 110 volt
- η = 75%
- IS = 2 A
Ditanyakan:
- IP ..?
Penyelesaian:
75% = 110 . 2/220 . IP .
100%
75%/100% = 220/220 . IP
0,75 = 220/220 . IP
IP = 220/220 . 0,75
= 1,33 A
Jadi, arus pada kumparan primernya adalah 1,33 A.
Kesimpulan
Jadi, rumus umum yang berlaku dalam sebuah transformator adalah:
VP/VS = NP/NS = IS/IP:
Keterangan:
- VP = tegangan primer atau tegangan input (volt)
- VS = tegangan sekunder atau tegangan keluaran (volt)
- IP = arus primer (A)
- IS = arus sekunder (A)
- NP = jumlah lilitan sekunder
- NS = jumlah lilitan primer
Gimana adik-adik, udah paham kan rumus-rumus transformator di atas?
Jangan lupa lagi yah.
Sekian dulu pembahasan kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa
membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat.
0 komentar:
Posting Komentar