Transformator, Alat Pengubah Tegangan Listrik

Transformator, alat pengubah tegangan listrik – Materi transformator (trafo) sebagai alat pengubah tegangan listrik ini disajikan untuk siswa kelas 9 SMP/MTs pada semester genap mata pelajaran IPA. Tujuan disajikannya materi ini adalah untuk memperkaya sumber belajar siswa di media internet terutama bagi pengguna smartphone android.

Gambar sebuah transformator step-down (matrapendidikan.id)

Anda harus mengetahui bahwa tegangan listrik yang disediakan Perusahaan Listrik Negara (PLN) untuk rumah adalah sekitar 220 V. 

Padahal tegangan listrik yang dihasilkan generator pembangkit listrik semisal PLTA sampai puluhan ribu volt. Bagaimana cara menurunkannya?

Masalah lain yang dihadapi adalah penggunaan tegangan listrik di rumah tangga ada yang kurang dari 220 V. Sebaliknya mungkin ada yang melampaui batas yang disediakan oleh PLN.

Menaikkan dan menurunkan tegangan listrik

Untuk mengatasi persoalan tersebut di atas digunakan alat pengubah tegangan listrik yang disebut dengan transformator (trafo).

Untuk menaikkan tegangan listrik digunakan trafo step up dan menurunkan tegangan listrik digunakan jenis trafo step down.

Pada hakikatnya sebuah trafo terdiri dari dua kumparan, primer dan sekunder yang dihubungkan dengan sebuah inti besi lunak. Oleh sebab itu trafo memiliki dua terminal input dan output.

Terminal input terhubung dengan kumparan primer sedangkan terminal output terhubung dengan kumparan sekunder.

Prinsip kerja trafo

Prinsip kerja transformator merupakan penerapan peristiwa induksi elektromagnetik.

Kumparan primer akan mendapat tegangan listrik bolak-balik (AC/alternating current)) dan akan menginduksi kumparan sekunder.

Perubahan arah arus AC membuat medan magnet yang terbentuk berubah-ubah sehingga menghasilkan tegangan AC pada ujung-ujung kumparan sekunder.

Inti besi lunak digunakan untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.

Jenis trafo berdasarkan penggunaannya

1.Trafo step up adalah trafo yang berfungsi untuk menaikkan tegangan arus bolak balik (AC).

Ciri trafo step up adalah;

a.Jumlah lilitan primer lebih sedikit daripada jumlah lilitan sekunder

b.Tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder

c. kuat arus primer lebih besar daripada kuat arus sekunder.

2.Trafo step down adalah trafo yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik bolak balik (AC).

Ciri-ciri trafo step down (kebalikan dari trafo step up);

a.Jumlah lilitan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder

b.Tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder

c.Kuat arus primer lebih kecil daripada kuat arus sekunder.

Berapa besar tegangan dan kuat arus pada trafo?

Besar tegangan (termasuk kuat arus) tergantung pada banyak atau jumlah lilitan pada kumparan primer maupun sekunder dari trafo.

Nah, besarnya tegangan listrik sebanding dengan jumlah lilitan.

Jika jumlah lilitan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan kumparan sekunder maka tegangan pada kumparan sekunder akan lebih kecil, dan ini disebut dengan trafo step down.

Begitu sebaliknya, jika jumlah lilitan pada kumparan primer lebih kecil daripada jumlah lilitan kumparan sekunder maka tegangan pada kumparan sekunder akan lebih besar.

Transformator ideal efisiensinya 100 %

Sebuah trafo yang ideal, energi listrik yang masuk ke dalam kumparan primer akan dipindahkan seluruhnya ke dalam kumparan sekunder, artinya efisiensi trafo 100 %.

Atau ditulis dengan persamaan:

W_p = W_s dimana W = V x I x t (rumus energi listrik), maka :

V_p x I_p x t = V_s x I_s x t

V_p x I_p = V_s x I_s

Jika dibandingkan maka : V_p/V_s = I_s/I_p

Keterangan simbol persamaan

W_p =energi primer (J)

W_s = energi sekunder (J)

I_p = arus primer (A)

I_s = arus sekunder

N_p = lilitan primer

N_s = lilitan sekunder

V_p = tegangan primer (Volt)

V_s = tegangan sekunder (Volt).

Perlu anda ingat, dalam praktiknya tidak pernah dapat dibuat trafo dengan efisiensi 100 %. (trafo ideal). Kenapa?

Arus Eddy yang terjadi pada inti besi telah merubah energi listrik yang masuk pada kumparan primer sebagiannya menjadi energi kalor (panas).

Buktinya, trafo yang digunakan menjadi panas yang berasal dari energi listrik akibat terjadinya arus Eddy pada inti besi.

Oleh sebab itu dalam akademik dihitung efisiensi sebuah trafo (ή) dengan menggunakan persamaan:

N = P_out/P_in x 100% atau n = V_s. x I_s/V_p x I_p x 100%.

P _out = daya listrik pada kumparan sekunder (W)

P _in = daya listrik pada kumparan primer (W).

Lihat juga : Soal Penerapan Induksi Elektromagnet

Demikian pembahasan tentang trafo sebagai pengubah tegangan listrik dalam penerapannya.***

Bagikan Artikel ini