216
Mari BIAS 3
Tujuan: Mengetahui prinsip kerja transformator. Alat dan Bahan:
– Inti besi – Voltmeter
– Kertas – Penghantar
– Catu daya
Cara Kerja:
1. Lilitkanlah penghantar pada inti besi. 2. Tutuplah lilitan pada inti besi dengan kertas. Selanjutnya
lilitkanlah penghantar pada gulungan kertas seperti gambar.
3. Pasangkanlah rangkaian alat tersebut pada catu daya. 4. Amatilah jarum pada voltmeter.
Pertanyaan:
1. Bagaimanakah jarum penunjuk pada voltmeter? Mengapa demikian?
2. Catatlah kesimpulan kelompokmu di buku kerjamu.
V
catu daya
Bagian utama transformator ada tiga, yaitu inti besi yang berlapis-lapis, kumparan primer, dan kumparan sekunder. Kum-
paran primer yang dihubungkan dengan PLN sebagai tegangan ma- sukan input yang akan dinaikkan atau diturunkan. Kumparan se-
kunder dihubungkan dengan beban sebagai tegangan keluaran output.
1. Macam-Macam Transformator
Apabila tegangan terminal output lebih besar daripada te- gangan yang diubah, trafo yang digunakan berfungsi sebagai penaik
tegangan. Sebaliknya apabila tegangan terminal output lebih kecil daripada tegangan yang diubah, trafo yang digunakan berfungsi
sebagai penurun tegangan. Dengan demikian, transformator trafo dibedakan menjadi dua, yaitu trafo step up dan trafo step down.
Trafo step up adalah transformator yang berfungsi untuk menaikkan tegangan AC. Trafo ini memiliki ciri-ciri:
a. jumlah lilitan primer lebih sedikit daripada jumlah lilitan se-
kunder, b. tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder,
c . kuat arus primer lebih besar daripada kuat arus sekunder. Trafo step down adalah transformator yang berfungsi untuk
menurunkan tegangan AC. Trafo ini memiliki ciri-ciri: a.
jumlah lilitan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan se- kunder,
Untuk lebih memahami cara kerja transformator lakukan kegiatan berikut secara berkelompok. Sebelumnya bentuklah satu
kelompok yang terdiri atas 4 siswa; 2 laki-laki dan 2 perempuan.
S Gambar 12.6 Skema sebuah
trafo step up V input
V output
S Gambar 12.7 Skema sebuah
trafo step down V input
V output
Di unduh dari : Bukupaket.com
Induksi Elektromagnetik
217
b. tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder, c . kuat arus primer lebih kecil daripada kuat arus sekunder.
2. Transformator Ideal
Besar tegangan dan kuat arus pada trafo bergantung ba- nyaknya lilitan. Besar tegangan sebanding dengan jumlah lilitan.
Makin banyak jumlah lilitan tegangan yang dihasilkan makin besar. Hal ini berlaku untuk lilitan primer dan sekunder. Hubungan antara
jumlah lilitan primer dan sekunder dengan tegangan primer dan tegangan sekunder dirumuskan
s p
s p
N N
V V
= Trafo dikatakan ideal jika tidak ada energi yang hilang menjadi
kalor, yaitu ketika jumlah energi yang masuk pada kumparan primer sama dengan jumlah energi yang keluar pada kumparan sekunder.
Hubungan antara tegangan dengan kuat arus pada kumparan primer dan sekunder dirumuskan
W
p
= W
s
V
p
× I
p
× t = V
s
× I
s
× t
Jika kedua ruas dibagi dengan t, diperoleh rumus V
p
× I
p
= V
s
× I
s
s p
V V
=
p s
I I
Dalam hal ini faktor V ×
I adalah daya P transformator. Berdasarkan rumus-rumus di atas, hubungan antara jumlah
lilitan primer dan sekunder dengan kuat arus primer dan sekunder dapat dirumuskan sebagai
p s
s p
I I
N N
= Dengan demikian untuk transformator ideal akan berlaku
persamaan berikut.
s p
p s
s p
N N
I I
V V
= =
Dengan: V
p
= tegangan primer tegangan input = V
i
dengan satuan volt V V
s
= tegangan sekunder tegangan output = V
o
dengan satuan volt V
N
p
= jumlah lilitan primer N
s
= jumlah lilitan sekunder I
p
= kuat arus primer kuat arus input = I
i
dengan satuan ampere A
I
s
= kuat arus sekunder kuat arus output = I
o
dengan satuan ampere A
Di unduh dari : Bukupaket.com
218
Mari BIAS 3
1. Sebuah trafo digunakan untuk
menaikkan tegangan AC dari 12 V menjadi
120 V. Hitunglah: a. kuat arus primer,
jika kuat arus sekunder 0,6 A,
b. jumlah lilitan sekunder, jika
jumlah lilitan primer 300.
Penyelesaian: Diketahui: V
p
= 12 V I
s
= 0,6 A V
s
= 120 V N
p
= 300 Ditanya: a. I
P
= ... ? b. N
s
= ... ? Jawab:
a.
A I
I I
I V
V
p p
p s
s p
6 6
, 120
12 =
= =
b. 12
300 120
3.000
p p
s s
s s
V N
V N
N N
= =
= Jadi, kuat arus primernya 0,6 A dan kumparan sekunder
terdiri atas 3.000 lilitan.
2. Sebuah transformator dihubungkan dengan
PLN pada tegangan 100 V menyebabkan
kuat arus pada kum- paran primer 10 A.
Jika perbandingan jumlah lilitan primer
dan sekunder 1 : 25, hitunglah:
a. tegangan pada
kumparan sekunder,
b. kuat arus pada kumparan
sekunder.
Penyelesaian:
Diketahui:
25 1
10 100
= =
=
s p
p p
N N
A I
V V
Ditanya: a. V
s
= ... ? b. I
s
= ... ? Jawab:
a.
V V
V N
N V
V
s s
s p
s p
500 .
2 25
1 100
= =
= b.
1 25
10 10
25 0 4
p s
s p
s s
N I
N I
I I
, A
= =
= =
Jadi, tegangan sekundernya 2.500 V dan kuat arus sekun- dernya 0,4 A.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Induksi Elektromagnetik
219
3. Efisiensi Transformator
