Rumus dan Contoh Soal Transformator

Pada artikel ini kita akan belajar mengenai Rumus Transformator dan Contoh Soal Transformator disertai Pembahasan yang dibahas secara jelas dan mudah

tugassains.com - Transformator atau Trafo merupakan salah satu komponen elektronika yang memiliki peran dalam menaikkan atau menurunkan tegangan listrik.

Trafo bekerja berdasarkan hubungan konsep medan elektromagnetik dan fluks listrik yang diperoleh dari lilitan pada trafo yaitu lilitan primer dan lilitan sekunder.

Komponen Transformator

Pada trafo lilitan primer(N_p) merupakan lilitan dimana tegangan input (V_p)dan arus input masuk (I_p)yang kemudian diubah menjadi medan elektromagnetik yang nantinya diteruskan oleh inti besi menuju lilitan sekunder.

Lilitan sekunder mengubah fluks listrik yang dialirkan dari inti besi menjadi tegangan output(V_s) dan arus output(I_s) yang berasal dari Gaya Gerak Listrik pada lilitan sekunder(N_s).

Dan di postingan ini kita akan membahas mulai dari Rumus Transformator dan Contoh Soal Transformator dengan pembahasan.

Rumus Transformator

Dalam menghitung transformator terdapat persamaan dasar(dalam simulasi) yang biasa digunakan dalam menghitung sebuah trafo, berikut merupakan persamaan ideal trafo:

Rumus Ideal Transformator

Keterangan:
V_s = Tegangan Sekunder Keluar/Output (Volt)
V_p = Tegangan Primer Masuk/Input (Volt)
N_s = Lilitan Sekunder Keluar/Output
N_p = Lilitan Primer Masuk/Input
I_s = Kuat Arus Sekunder Keluar/Output (Ampere)
I_p = Kuat Arus Primer Masuk/Input (Ampere)

Trafo ideal hanya digunakan dalam simulasi perhitungan dimana tingkat efisien sebesar 100%

Selain persamaan ideal terdapat persamaan efisiensi trafo yang digunakan dalam menghitung secara nyata, berikut merupakan persamaan efisiensi trafo:

Rumus Trafo dengan Efisiensi

Keterangan:
ƞ = Nilai Efisiensi (%)
P_s = Daya Sekunder Keluar/Output (Watt)
P_p = Daya Primer Masuk/Input (Watt)
V_s = Tegangan Sekunder Keluar/Output (Volt)
V_p = Tegangan Primer Masuk/Input (Volt)
N_s = Lilitan Sekunder Keluar/Output
N_p = Lilitan Primer Masuk/Input
I_s = Kuat Arus Sekunder Keluar/Output (Ampere)
I_p = Kuat Arus Primer Masuk/Input (Ampere)

Rumus trafo dengan efisiensi digunakan dalam perhitungan di lapangan.

Setelah mengetahui rumus trafo baik rumus ideal trafo atau rumus efisiensi trafo mari kita belajar lebih lanjut dengan contoh soal yang disertai dengan pembahasan.

Contoh Soal Transformator

1. Sebuah transformator digunakan untuk menghubungkan sebuah alat listrik 6 volt dan tegangan sumber 120 volt. Jika banyak lilitan sekunder 40, carilah banyak lilitan primer pada transformator tersebut!

Jawab:
diketahui:
V_p = 120 V
V_s = 6 V
N_s = 40

ditanya: Banyak lilitan primer (N_p)?
penyelesaian:
Pada soal tersebut dapat kita cari penyelesaiannya dengan menggunakan persamaan trafo ideal.

Jadi banyak lilitan primer pada transformator tersebut yaitu 800.

2. Sebuah trafo power supply komputer dihubungkan dengan tegangan PLN pada tegangan 216 Volt dan tegangan diturunkan pada 12 Volt. Jika diketahui banyak lilitan primer pada trafo power supply komputer sebanyak 1.800 lilitan, carilah banyak lilitan sekunder!

Jawab:
diketahui:
V_p = 216 V
V_s = 12 V
N_p = 1.800

ditanya: Banyak lilitan sekunder (N_s)?
penyelesaian:
Cari banyak lilitan sekunder dengan mensubtitusikan nilai tegangan primer dan sekunder dan juga lilitan primer ke dalam rumus.

Jadi banyak lilitan sekunder pada trafo power supply komputer tersebut sebanyak 100.

3. Sebuah trafo distribusi tegangan yang berfungsi sebagai penurun tegangan menurunkan tegangan tinggi manjadi 400 Volt. Carilah besar tegangan tinggi yang memasuki trafo distribusi tegangan, jika diketahui banyak lilitan primer 38.400 dan lilitan sekunder 1.200!

Jawab:
diketahui:
V_s = 400 Volt
N_p = 38.400
N_s = 1.200

ditanya: Besar tegangan primer pada trafo distribusi(V_p)?

penyelesaian:
Untuk mengetahui besar tegangan iput atau primer kita dapat menghitung dengan mensubtitusikan ke dalam rumus ideal trafo.

Jadi besar tegangan primer trafo distribusi tersebut yaitu 12.800 Volt atau 12,8kV.

4. Sebuah tegangan sumber sebesar 60 Volt digunakan inverter tenaga surya untuk dapat berkerja menghidupkan pompa aquarium. Jika di dalam buku petunjuk dituliskan perbandingan lilitan primer dan sekunder (1 : 3), berapa tegangan yang mengalir ke dalam pompa?

Jawab:
diketahui:
N_p = 1
N_s = 3
V_p = 60 Volt

ditanya: Besar tegangan sekunder untuk pompa aquarium(V_s)?

penyelesaian:
Dengan mensubtitusikan nilai tegangan primer dan perbandingan lilitan pada inverter tenaga surya kedalam rumus dasar trafo kita dapat mencari nilai tegangan output.

Jadi besar tegangan sekunder inverter tenaga surya tersebut sebesar 180 Volt.

5. Carilah kuat arus primer dari trafo step up jika diketahui perbandingan lilitan primer dan sekunder (1 : 8) dan kuat arus yang keluar dari trafo sebesar 0,25 Ampere!

Jawab:
diketahui:
N_p = 1
N_s = 8
I_s = 0,25A

ditanya: Kuat arus primer dari trafo step up(I_p)?

penyelesaian:
Besar kuat arus primer yang mengaliri trafo step up dapat dihitung dengan rumus:

Jadi kuat arus primer dari trafo step up sebesar 2 A.

6. Seorang insinyur membuat sebuah mesin las listrik yang menggunakan trafo step down dengan komposisi lilitan primer sebanyak 9.000 dan lilitan sekunder sebanyak 450. Ketika di ukur dengan amperemeter mesin las listrik tersebut membutuhkan kuat arus yang mengalir sebanyak 3 Ampere.

Namun ketika mengukur kuat arus output amperemeter rusak, dengan persamaan trafo ideal carilah kuat arus yang keluar dari mesin las listrik tersebut!

Jawab:
diketahui:
N_p = 9.000
N_s = 450
I_p = 3A

ditanya: Kuat arus yang keluar dari Mesin Las Listrik(I_s)?

penyelesaian:
Hitung kuat arus yang keuar dari mesin las listrik dengan persamaan trafo ideal.

Jadi besar kuat arus yang keluar dari mesin las listrik sebesar 60 A.

7. Sebuah charger hp menggunakan trafo step down membutuhkan daya listrik sebesar 40 Watt, jika besar daya listrik yang keluar dari charger hp terukur sebesar 33 Watt. Tentukan efisiensi dari charger hp tersebut!

Jawab:
diketahui:
W_p = 40 W
W_s = 33 W

ditanya: Nilai Efisiensi charger hp (ƞ)?
penyelesaian:
Hitung besar efisiensi trafo pada charger hp tersebut dengan menggunakan rumus efisiensi daya trafo.