Transformator atau yang sering kita sebut sebagai “trafo” adalah satu dari puluhan alat yang sangat penting ketika kita menggunakan perlatan elektronik. Saat sobat membeli sebuah game nitendo yang memerlukan tegangan 80 volt dan ternyata tegangan listrik yang ada di rumah memiliki tengangan 110 volt, apa yang harus dilakukan? Jawabannya adalah transformator. Transformatorlah yang akan mengubah (transform) listrik rumah yang besarnya 110 volt menjadi hanya 80 volt.
Pengertian Transformator
Transformator adalah perangkat yang dapat mentransfer energi listrik dari suatu rangkaian arus bolak-balik AC (alternate current) ke rangkaian listrik lain baik dengan meningkatkan atau mengurangi tegangan. Tansformator digunakan untuk berbagai macam tujuan, misalnya untuk menjalankan alat-alat listrik yang membutuhkan tegangan kecil seperti mainan kereta listrik, bel pintu, mainan mobil listrik. Agar dapat ditransmisikan dalam jarak jauh, tegangan listrik dari generator pembangkit listrik harus ditingkatkan. Disinilah transformator berfungsi untuk meningkatkan tegangan.
Bagian-Bagian Transformator
Sebuah transformator pada prinsipnya terdiri dari 3 bagian utama yaitu inti besi (inti magnetik), kumparan primer (Np), dan kumparan sekunder (Ns). Kumparan primer adalah kumparan tempat masukkan tegangan mula-mula dan kumparan sekunder adalah tempat dialirkannya tegangan hasil. Perhatikan bagian-bagian transformator dalam ilustrasi berikut:
Prinsip Kerja Sebuah Transformator
Transformator mengambil tegangan dari sebuah litrik dan kemudian mengubahnya ke listrik dengan tegangan yang berbeda. Pada dasarnya transformator bekerja dengan mengubah tegangan dengan menggunakan 2 sifat listrik. Pertama listrik yang mengalir pada sebuah kumparan akan menimbulkan medan magnet. Kedua perubahan medan magnet (fluks magnet) akan menimbulkan ggl induksi. Arus bolak balik yang masuk pada kumparan primer akan menyebabkan adanya fluks magnet bolak-balik yang intik magnetik. Setelah itu, fluks magnet bolak-balik akan melewati kumparan skunder dan menimbulkan adanya ggl induksi. Besarnya ggl induksi akan bergantung pada laju perubahan fluks dan jumlah lilitan pada kumparan skunder.
Baca Juga : Apa itu GGL Induksi
Persamaan dan Rumus Transformator
Dalam transformator bisa di buat sebuah persamaan atau rumus matematik
Vp = tegangan pada kumparan primer
Vs = tegangan pada kumparan sekunder
Np = banyaknya lilitan pada kumparan primer
Ns = banyaknya lilitan pada kumparan sekunder
Berdasarkan jenis pengubahan tegangan yang dikerjakan transformator bisa dibedakan menjadi 2 jenis.
Jenis-Jenis Transformator
a. Transformator Step-Up
berfungsi untuk menaikkan atau memperbesar tegangan bolak-balik suatu sumber. Ciri-ciri dari transfomator ini adalah
– Tegangan pada kumparan sekunder lebih besar dari tegangan pada kumparan primer Vs > Vp
– Jumlah lilitan pada kumparan sekunder lebih banyak dari kumparan primer Ns > Np
– Arus pada kumparan primer lebih besar dari arus listrik pada kumparan sekunder Ip > Is
b. Transformator Step-Down
berfungsi untuk menurunkan atau memperkecil tengan bolak balik dari suatu sumber. Ciri-cirinya Vp > Vs, NP > Ns. Ip < Is
Efisiensi Transformator
Efisiensi adalah nilai yang menyatakan perbandingan antara daya keluaran (Pout) dengan daya masukan (Pin). Nilai efisiensi transfomator dirumuskan
η = Efisiensi transformator (%)
Ps = daya pada kumparan sekunder (W)
Pp = daya pada kumparan primer (W)
Is = kuat arus pada kumparan sekunder (A)
Ip = kuat arus pada kumparan primer (A)
Apabila efisiensi sebuah transformator sama dengan 100% berarti daya listrik pada kumparan primer sama dengan daya listrik pada kumparan sekunder.
Ps = Pp
Vp Ip = Vs Is
Vp/Vs = Is/Ip
karena
Vp/Vs = Np/Ns
maka
Is/Ip = Np/Ns
Transformator yang demikian disebut dengan transformator ideal. Apabila efisiensi transformator kurang dari 100% maka ada daya listrik yang hilang atau disebut rugi daya. Transformator ini disebut transfomator tidak ideal Besarnya daya yang hilang dirumuskan
Ph = Pin – Pout = Pp – Ps
Ph = daya listrik yang hilang atau rugi daya (W)
Contoh Soal dan Pembahasan
1. Sobat ingin mengubah tegangan AC 220 volt menjadi 110 volt dengan suatu transformator. Tengan 220 volt tadi dihubungkan dengan kumparan primer yang memiliki 1,000 lilitan. Kumparan sekundernya harus memiliki jumlah lilitan ….
Jawab
Diketahui
Vp = 220 volt
Vs = 110 volt
Np = 1.000 lilitan
Ditanya Ns = …?
Jawab:
Vp/Vs = Np/Ns
Ns = Vs/Vp x Np
Ns = 220/110 x 1.000 = 2.000 lilitan
2. Pada transformator tidak ideal, daya listrik primer 440 watt dan sekunder 400 watt. berapa rugi daya dari transformator tersebut?
Ph = Pp – Ps = 440 – 400 = 40 watt