Sebuah transformator step-down menurunkan tegangan 900 V menjadi 240 V. Jika daya keluarannya 72 watt, efisiensi transformator 80% dan jumlah lilitan primernya 600 lilitan, maka:

• Arus primernya Ip = 0,1 A
• Arus sekundernya Is = 0,3 A
• Jumlah lilitan sekundernya Ns = 160 lilitan

Pembahasan

Transformator atautrafoadalah komponen listrik yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan. Alat ini terdiri dari dua buah kumparan. Kumparan pertama disebut kumparan primer dan kumparan kedua disebut kumparan sekunder.

Dalam transformator ideal, berlaku kesebandingan sebagai berikut.

Np : Ns = Vp : Vs = Is : Ip

dengan

Np = jumlah lilitan pada kumparan primer

Ns = jumlah lilitan pada kumparan sekunder

Vp = tegangan pada kumparan primer (V)

Vs = tegangan pada kumparan sekunder (V)

Ip = arus yang mengalir pada kumparan primer (A)

Is = arus yang mengalir pada kumparan sekunder (A)

Perhatikan bahwa tegangan sebanding dengan lilitan, sedangkan arus berbanding terbalik dengan tegangan maupun lilitan.

Berdasarkan fungsinya, trafo dibagi menjadi dua jenis, yaitu trafo step-up dan trafo step-down. Trafo yang digunakan untuk menaikkan tegangan disebut trafo step-up, sedangkan trafo yang digunakan untuk menurunkan tegangan disebut trafo step-down.

Pada trafo step-up, Vs lebih besar daripada Vp, Ns lebih besar daripada Np, dan Is lebih kecil daripada Ip.

Pada trafo step-down, Vs lebih kecil daripada Vp, Ns lebih kecil daripada Np, dan Is lebih besar daripada Ip.

Ketika kita menggunakan trafo, kita merasakan panas di sekitar trafo. Panas tersebut merupakan energi yang dihasilkan oleh inti besi dan kumparan. Sebagian energi listrik yang dihasilkan berubah menjadi energi panas. Oleh karena itu, jumlah energi listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder hasil pindahan dari kumparan primer akan berkurang. Kondisi ini merugikan karena mengurangi hasil kerja trafo tersebut. Kerugian ini dapat dihitung dari selisih daya pada kumparan primer dengan kumparan sekunder.

Persentase perbandingan daya pada kumparan sekunder dan kumparan primer disebut efisiensi transformator. Efisiensi transformator dapat dirumuskan sebagai berikut.

η = (Ps / Pp) × 100%

dengan

Ps = daya listrik pada kumparan sekunder (Watt)

Pp = daya listrik pada kumparan primer (Watt)

η = efisiensi trafo

Daya listrik adalah banyaknya energi listrik yang dihabiskan tiap satu satuan waktu. Daya listrik dapat dirumuskan sebagai berikut.

P = VI

dengan

V = tegangan listrik (V)

I = arus listrik (A)

Dengan demikian, efisiensi trafo dapat dirumuskan sebagai berikut.

η = (Vs Is / Vp Ip) × 100%

Diketahui

Tegangan primer Vp = 900 V

Tegangan sekunder Vs = 240 V

Daya keluaran Ps = 72 Watt

Efisiensi trafo η = 80%

Jumlah lilitan primer Bp = 600 lilitan

Ditanya

Kesimpulan

Penyelesaian

Menentukan kuat arus primer Ip

η = (Ps / Pp) × 100%

80% = (72 / VpIp) × 100%

0,8 =  72 / 900Ip

Ip = 72 / (0,8 × 900)

Ip = 9/90

Ip = 1/10

Ip = 0,1 A

Menentukan kuat arus sekunder Is

Ps = Vs Is

72 = 240 Is

Is = 72 / 240

Is = 3/10

Is = 0,3 A

Menentukan jumlah lilitan sekunder Ns

Np / Ns = Vp / Vs

600 / Ns = 900 /240

Ns = 240 × 6/9

Ns = 240 × 2/3

Ns = 80 × 2

Ns = 160 lilitan

Kesimpulan

Jadi, pada trafor tersebut, arus primernya sebesar 0,1 A, arus sekundernya sebesar 0,3 A, dan jumlah lilitan sekundernya sebanyak 160 lilitan.

Pelajari lebih lanjut

1. Menentukan efisiensi dan jenis trafo: yomemimo.com/tugas/21339064

2. Menentukan tegangan sekunder: yomemimo.com/tugas/14814771

3. Menentukan tegangan primer: yomemimo.com/tugas/14816067

Detail jawaban

Kelas: 9

Mapel: Fisika

Bab: Kemagnetan

Kode: 9.6.5

Kata kunci: trafo, step-up, step-down, arus, tegangan, hambatan, efisiensi, listrik, lilitan, transformator, keluaran, daya