Memahami Komponen, Rumus, Jenis dan Efisiensi pada transformator listrik - IPA MTs

TRANSFORMATOR LISTRIK

Bismillahirrahmanirrahiim

Selamat datang di IPA MTs

Kalian pernah dengar kata transformator?. Transformator disingkat Trafo. Mungkin kalian teringat dengan film Transformer yang menceritakan kerjasama antara autobots dengan manusia melawan decepticons. Autobots dan decepticons ini merupakan robot yang dapat berubah bentuk menjadi mobil, motor, pesawat dan lain-lain. Nah, Transformer dengan transformator memiliki kesamaan yaitu memiliki kemampuan mengubah. transformator mengubah besar tegangan dan arus listrik yang masuk dan keluar dari transformator. Jadi transformator adalah alat untuk menaikkan dan menurunkan tegangan listrik tetapi tidak mengubah daya listrik.

Sebuah transformator terdiri dari bagian primer dan sekunder. Berdasarkan fungsinya transformator dikelompokkan menjadi dua macam yaitu transformator set up dan transformator set down. transformator yang baik memiliki efisiensi 100%, tetapi hal itu sangat sulit tercapai.

Artikel ini akan membahas konsep dasar dari trafo yang mencakup komponen dan rumus trafo, jenis trafo serta efisiensi trafo. So, kalian baca dengan santai dan tenang serta sampai tuntas agar kalian memahami apa yang kalian baca.

Komponen dan Rumus Transformator

bagian-bagian transformator, rumus trafo, kumparan primer, kumparan sekunder
Komponen dan Rumus Transformator

Berdasarkan gambar di atas, transformator terdiri dari dua bagian yaitu bagian yang terhubung dengan sumber arus listrik disebut primer atau input, dan bagian keluaran tegangan atau arus yang disebut sekunder atau output. Tiap bagian tersebut tersusun atas inti besi dan kumparan atau lilitan.

Cara kerja transformator sesuai hukum Faraday tentang induksi listrik atau elektromagnet dimana bila ada besi yang dililitkan kawat, ketika kedua ujung kawat tersebut dialiri arus listrik maka besi tersebut akan berubah menjadi magnet dan memiliki gaya magnet. Saat arus listrik masuk ke bagian primer maka inti besi akan memiliki medan magnet. Garis-garis gaya magnet atau fluks dari bagian primer akan menginduksi kumparan di bagian sekunder lalu akan menimbulkan beda potensial listrik di kedua ujung kumparan tersebut kemudian arus listrik akan mengalir di kumparan sekunder

Asumsi cara kerja transformator adalah daya yang masuk dan keluar dari transformator besarnya sama (Pprimer=Psekunder). Adapun daya listrik dipengaruhi oleh beda potensial atau tegangan listrik dan arus listrik. Transformator hanya bekerja pada arus listrik AC (arus bolak-balik). Arus bolak-balik merupakan arus listrik yang arah aliran elektronnya bolak-balik. Kalian dapat membaca selengkapnya tentang arus AC pada artikel di bawah ini :

Sumber Arus Listrik Searah dan Bolak-balik

Berdasarkan uraian di atas dapat diketahui bahwa kerja sebuah transformator dipengaruhi oleh 3 hal yaitu tegangan listrik, arus listrik dan jumlah lilitan yang dililitkan ke inti besi. Tetapi faktor yang utama dari transformator adalah jumlah lilitan karena akan menentukan besar kecilnya tegangan yang masuk dan keluar dari transformator. Semakin banyak jumlah lilitan maka semakin besar tegangan listrik masuk atau keluar dan semakin kecil arus listrik yang mengalir, namun bila semakin sedikit jumlah lilitannya maka semakin kecil tegangan listrik yang masuk dan keluarnya dan semakin besar arus listrik yang mengalir.

Persamaan atau rumus transformator adalah

  • Pprimer=Psekunder
  • Vp.Ip=Vs.Is

Hubungan antara tegangan, jumlah lilitan dan kuat arus listrik pada transformator adalah sebagai berikut:

  • Vp/Vs = Np/Ns = Is/Ip

Keterangan :

  • Pprimer  adalah daya yang masuk ke kumparan primer, dengan satuan watt
  • Psekunder adalah daya yang keluar dari kumparan sekunder, dengan satuan watt
  • Vp adalah tegangan listrik yang masuk ke kumparan primer dengan satuan volt
  • Vs adalah tegangan listrik yang keluar dari kumparan sekunder dengan satuan volt
  • Np adalah banyaknya lilitan pada kumparan primer
  • Ns adalah banyaknya lilitan pada kumparan sekunder
  • Ip adalah arus listrik yang masuk ke kumparan primer dengan satuan ampere
  • Is adalah arus listrik yang keluar dari kumparan sekunder dengan satuan ampere

Baca juga :

Memahami Beda Potensial dan Energi Listrik

Contoh soal :

Pertanyaan :

  • Perbandingan jumlah lilitan kumparan primer dan kumparan sekunder sebuah transformator adalah 2:5. Jika transformator tersebut dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik 220 volt, tentukan :
  • a. tegangan sekunder
  • b. kuat arus seskunder jika kuat arus primer 400 mA

Pembahasan : 

Diketahui :

  • Np:Ns = 2:5
  • Vp = 220 volt
  • Ip = 400 mA = 400/100 A = 0,4A

Ditanyakan :

  • a. Vs = ...volt
  • b. Is = ... A

Jawaban :

  • a. Vp/Vs = Np/Ns ; 220v/Vs = 2/5 ; Vs = (220v)(5)/2 ; Vs = 550v
  • b. Is/Ip = Vp/Vs ; Is/0,4A = 220v/550v ; Is = (0,4A)(220v)/550v ; Is = 0,16A

Jenis Transformator

Fungsi transformator adalah untuk menaikkan dan menurunkan tegangan listri. Berdasarkan hal tersebut, transformator dibagi menjadi 2 jenis yaitu transformator set up dan transformator set down.

A. Transformator Set Up

Transformator set up berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik yang keluar dari trafo. Ciri-ciri trafo set up antara lain :

  • Jumlah lilitan sekunder lebih banyak dari jumlah lilitan primer (Ns>Np)
  • Tegangan listrik yang keluar (sekunder) lebih besar dari tegangan listrik yang masuk ke trafo (Vs>Vp)
  • Arus listrik yang keluar lebih kecil dari arus listrik yang masuk (Is<Ip) karena arus listrik berbanding terbalik dengan tegangan listrik.

Jadi jika kalian ingin membuat transformator set up ini maka kalian hanya menambah jumlah lilitan sekundernya agar lebih banyak  dari lilitan primernya.

Transformator jenis ini digunakan pada gardu di pembangkit listrik sebelum di alirkan ke SUTET karena untuk mengurangi hilangnya energi listrik saat mengalir ke kawat penghantar SUTET.

B. Transformator Set Down

Fungsi dari trasformator set down berguna untuk menurunkan tegangan listrik yang keluar dari trafo. Ciri-cirinya antara lain :

  • Jumlah lilitan sekunder lebih sedikit dari jumlah lilitan primer (Ns<Np)
  • Besar tegangan listrik yang keluar dari trafo lebih kecil dari jumlah tegangan yang masuk (Vs<Vp)
  • Kuat arus listrik yang keluar lebih besar dari kuat arus listrik yamg masuk (Is>Ip)

Jadi ciri khas dari transformator set down adalah jumlah lilitan pada bagian yang terhubung dengan benda elektronik lebih sedikit dari jumlah lilitan pada bagian transformator yang terhubung dengan sumber arus listrik.

Transformator set down digunakan pada gardu listrik yang terhubung ke rumah atau gedung agar sesuai dengan kebutuhan. Jumlah tegangan listrik di rumah biasanya 220 Volt.

Baca artikel terkait :

Transmisi Energi Listrik

Sekarang coba kalian tentukan jenis trafo apa pada contoh soal di atas. Yups benar. transformator pada contoh soal di atas termasuk transformator set up karena jumlah lilitan sekunder lebih banyak dari lilitan primer (lihat perbandingan Np/Ns = 2/5), tegangan listrik yang keluar dari transformator (kumparan sekunder) lebih besar dari tegangan listrik yang masuk ke kumparan primer, dan kuat arus listrik yang mengalir di kumparan sekunder lebih kecil dari kuat arus listrik pada kumparan primer.

Efisiensi Transformator

Efisiensi transformator adalah persentase dari daya yang keluar dari trafo dengan daya yang masuk ke transformator. Efisiensi transformator menunjukkan jumlah daya yang hilang saat menggunakan trafo. Trafo dianggap efisien bila nilai efisiensinya mencapai 100%. Tapi hal tersebut sulit diperoleh karen ketika arus listrik mengalir di lilitan maka sebagian energi listrik akan diubah menjadi energi panas.

Efisiensi transformator dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

  • 𝛈 = Ps/Pp
  • 𝛈 = (Vs.Is) x100%/(Vp.Ip)

Keterangan :

  • 𝛈 adalah efisiensi trafo dengan satuan persen (%)
  • Ps adalah daya di kumparan sekunder dengan satuan watt (w)
  • Pp adalah daya di kumparan primer dengan satuan watt (w)
  • Vs adalah tegangan listrik di kumparan sekunder dengan satuan volt (v)
  • Is adalah kuat arus listrik di kumparan sekunder dengan satuan Ampere (A)
  • Vp adalah tegangan listrik di kumparan primer dengan satuan volt (v)
  • Ip adalah kuat arus listrik di kumparan primer dengan satuan Ampere (A)

Sekarang coba hitung efisiensi trafo dari pertanyaan di atas.

  • 𝛈 = (Vs.Is) x100%/(Vp.Ip)
  • 𝛈 = (550v.0,16A) x100%/(220v.0,4A)
  • 𝛈 = (88 x 100%)/88
  • 𝛈 = 100%

Penutup

Sekian pembahasan mengenai transformator listrik. Mudah-mudahan dapat menambah pengetahuan dan pemahaman kalian tentang trafo, rumus dan efisiensi saat menggunakan transformator. Kalian dapat membagikan artikel di dengan mengklik ikon berbagi yang berwarna merah di bawah artikel ini.

Cari artikel di situs IPA MTs

Terjemahkan Artikel

Hubungi Kami

Nama

Email *

Pesan *

Subscribe