Pengertian Transformator
Pernahkah kamu memperhatikan berapa besar tegangan yang dibutuhkan oleh sebuah radio agar dapat menyala?Jika sebuah radio membutuhkan tegangan sebesar 9 volt, apa yang harus dilakukan agar radio dapat menyala dengan baik jika tegangan yang disediakan PLN sebesar 220 volt?
Untuk mengubah tegangan PLN sebesar 220 volt menjadi 9 volt kamu dapat menggunakan transformator atau sering disingkat trafo.
Jadi, Transformator (Trafo) adalah Alat yang digunakan untuk menaikkan dan menurunkan tegangan AC.Nah, pernahkah kamu melihat transformator? Perhatikan transformator pada gambar di bawah ini!
 |
| Gambar: Trasformator (Trafo) |
Prinsip Kerja Transformator
Transformator terdiri atas pasangan kumparan primer dan sekunder yang terpisah dan dililitkan pada inti besi lunak yang terbuat dari plat besi yang disusun berlapis-lapis.Prinsip dasar transformator adalah berdasarkan percobaan yang dilakukan pertama kali oleh Faraday. Perhatikan skema rangkaian percobaan Faraday berikut ini!
 |
| Gambar: Skema Rangkaian Percobaan Faraday |
Pada Gambar di atas, kamu dapat mengamati bahwa rangkaian primer terdiri atas kumparan primer yang dililitkan di sebelah kiri inti besi dan dihubungkan dengan sebuah aki.
Rangkaian sekunder terdiri atas kumparan sekunder yang dililitkan di sebelah kanan inti besi dan dihubungkan dengan sebuah galvanometer.
Nah, ketika arus mengalir melalui kumparan primer, arus listrik yang mengalir pada kumparan primer berubah dari nol ke nilai tetapnya. Arus listrik tersebut menghasilkan garis-garis gaya magnetik.
Sesuai dengan kaidah tangan kanan, arus listrik ini akan menghasilkan garis-garis gaya magnetik yang memotong kumparan sekunder.
Karena arus listrik dalam rangkaian primer selalu berubah-ubah dari nol ke nilai tetapnya, garis-garis gaya magnetik yang memotong kumparan sekunder pun berubah-ubah dari nol ke nilai tetapnya.
Perubahan garis gaya magnetik yang memotong kumparan sekunder akan membangkitkan ggl induksi pada ujung-ujung kumparan sekunder.
Dengan adanya arus listrik induksi yang mengalir melalui galvanometer, jarum galvanometer akan menyimpang, misalnya ke kanan.
Setelah beberapa saat, garis gaya magnetik sudah tetap sehingga ggl induksi pada ujung-ujung kumparan kembali menjadi nol.
Ketika arus yang mengalir melalui kumparan primer diputuskan, arus listrik yang mengalir pada kumparan sekunder akan berkurang dari nilai tetapnya menuju ke nol.
Hal ini menyebabkan garis-garis gaya magnetik yang memotong kumparan sekunder juga berkurang dari nilai tetapnya menuju nol.
Perubahan garis-garis gaya magnetik yang memotong kumparan sekunder ini menyebabkan timbulnya ggl induksi di ujung-ujung kumparan dengan polaritas yang berlawanan dengan ggl induksi yang dihasilkan sebelumnya.
Hal ini menimbulkan arus induksi dengan arah yang berlawanan dengan arah arus induksi sebelumnya sehingga jarum galvanometer juga menyimpang ke arah kiri.
Transformator biasanya digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik arus AC. Hal ini dapat dilakukan dengan cara membedakan jumlah lilitan dari kumparan primer dan kumparan sekunder. Bagaimana hubungan antara jumlah lilitan, kuat arus dan besar tegangan dalam transformator?
Rumus Transformator
Pada transformator, perbandingan tegangan sama dengan perbandingan banyaknya lilitan. Secara matematis hubungan antara tegangan dan banyaknya lilitan dituliskan sebagai berikut. |
| Persamaan (a) |
Keterangan:
Vp = tegangan pada kumparan primer
Vs = tegangan pada kumparan sekunder
Np = banyaknya lilitan kumparan primer
Ns = banyaknya lilitan kumparan sekunder
Dari Persamaan (a) di atas dapat dikatakan bahwa besarnya tegangan berbanding lurus dengan banyaknya lilitan.
Jika besarnya tegangan dan kuat arus listrik pada kumparan primer dinyatakan dengan Vp dan Ip, maka besar daya listrik pada kumparan primer (Pp) adalah sebagai berikut.
Jika besarnya tegangan dan kuat arus listrik pada kumparan sekunder dinyatakan dengan Vs dan Is, maka besar daya listrik pada kumparan sekunder (Ps) adalah sebagai berikut.
Berdasarkan tegangan listrik yang dihasilkan, trafo dibedakan menjadi dua macam, yaitu trafo step up dan trafo step down.
 |
| Gambar: (a) Trafo Step Up dan (b) Simbol Trafo Step Up |
Trafo step up adalah trafo yang menghasilkan tegangan arus AC lebih tinggi. Bentuk dan simbol trafo step up ditunjukkan pada Gambar di atas. Sedangkan ciri-ciri trafo step up adalah sebagai berikut.
a. Np < Ns
b. Vp < Vs
c. Ip > Is
 |
| Gambar: (a) Trafo Step Down dan (b) Simbol Trafo Step Down |
Trafo step down adalah trafo yang menghasilkan tegangan arus AC lebih rendah. Simbol trafo step down ditunjukkan pada Gambar di atas. Sedangkan ciri-ciri trafo step down adalah sebagai berikut.
a. Np > Ns
b. Vp > Vs
c. Ip < Is
Pada transformator ideal, efisiensi transformator dapat dianggap 100%, hal ini berarti daya yang hilang dalam transformator dapat diabaikan sehingga daya listrik pada kumparan primer dapat diteruskan seluruhnya menuju kumparan sekunder. Dengan pengertian tersebut dapat diperoleh:
Sehingga hubungan antara besarnya tegangan dan besarnya arus listrik dapat dituliskan sebagai berikut.
 |
| Persamaan (b) |
Perbandingan tegangan pada Persamaan (a) sama dengan perbandingan tegangan pada Persamaan (b) sehingga hubungan antara arus listrik dengan banyaknya lilitan dapat diperoleh sebagai berikut.
Contoh Soal Transformator
Sebuah radio memerlukan tegangan 9 volt dari catu daya 220 volt.a. Jika kumparan primer trafo memiliki 440 lilitan, berapakah jumlah lilitan yang dimiliki kumparan sekunder?
b. Jika arus 110 mA mengalir melalui radio, berapakah arus yang ditarik dari catu daya 220 volt?
Jawab:
a. Dengan menggunakan Persamaan (a) diperoleh:
Jadi jumlah lilitan kumparan sekunder adalah 18 lilitan.
b. Dengan menggunakan Persamaan (b) diperoleh:
Jadi arus yang mengalir pada kumparan primer adalah 4,5 mA.
0 Response to "Pengertian, Fungsi dan Prinsip Cara Kerja Transformator (Trafo) Step Up dan Step Down Berdasarkan Percobaan Hukum Faraday"
Post a Comment