Pengertian, Fungsi Dan Prinsip Cara Kerja Transformator (Trafo) Step Up Dan Step Down Menurut Percobaan Aturan Faraday

Berikut ini merupakan pembahasan perihal Transformator atau yang sering disebut sebagai trafo yang mencakup pengertian transformator, pengertian trafo, prinsip kerja transformator, cara kerja transformator, trafo step up, trafo tep down, pola soal transformator, rumus trafo step up, rumus trafo step down, fungsi transformator, fungsi trafo, cara mengguling trafo dan gambar transformator.

Pengertian Transformator

Pernahkah kau memperhatikan berapa besar tegangan yang diperlukan oleh sebuah radio semoga sanggup menyala?

Jika sebuah radio membutuhkan tegangan sebesar 9 volt, apa yang harus dilakukan semoga radio sanggup menyala dengan baik kalau tegangan yang disediakan PLN sebesar 220 volt?

Untuk mengubah tegangan PLN sebesar 220 volt menjadi 9 volt kau sanggup memakai transformator atau sering disingkat trafo.

Jadi, Transformator (Trafo) ialah Alat yang dipakai untuk menaikkan dan menurunkan tegangan AC.

Nah, pernahkah kau melihat transformator? Perhatikan transformator pada gambar di bawah ini!

Gambar: Trasformator (Trafo)

Prinsip Kerja Transformator

Transformator terdiri atas pasangan kumparan primer dan sekunder yang terpisah dan dililitkan pada inti besi lunak yang terbuat dari plat besi yang disusun berlapis-lapis.

Prinsip dasar transformator ialah menurut percobaan yang dilakukan pertama kali oleh Faraday. Perhatikan sketsa rangkaian percobaan Faraday berikut ini!

Gambar: Skema Rangkaian Percobaan Faraday

Pada Gambar di atas, kau sanggup mengamati bahwa rangkaian primer terdiri atas kumparan primer yang dililitkan di sebelah kiri inti besi dan dihubungkan dengan sebuah aki.

Rangkaian sekunder terdiri atas kumparan sekunder yang dililitkan di sebelah kanan inti besi dan dihubungkan dengan sebuah galvanometer.

Nah, ketika arus mengalir melalui kumparan primer, arus listrik yang mengalir pada kumparan primer berubah dari nol ke nilai tetapnya. Arus listrik tersebut menghasilkan garis-garis gaya magnetik.

Sesuai dengan kaidah tangan kanan, arus listrik ini akan menghasilkan garis-garis gaya magnetik yang memotong kumparan sekunder.

Karena arus listrik dalam rangkaian primer selalu berubah-ubah dari nol ke nilai tetapnya, garis-garis gaya magnetik yang memotong kumparan sekunder pun berubah-ubah dari nol ke nilai tetapnya.

Perubahan garis gaya magnetik yang memotong kumparan sekunder akan membangkitkan ggl induksi pada ujung-ujung kumparan sekunder.

Dengan adanya arus listrik induksi yang mengalir melalui galvanometer, jarum galvanometer akan menyimpang, contohnya ke kanan.

Setelah beberapa saat, garis gaya magnetik sudah tetap sehingga ggl induksi pada ujung-ujung kumparan kembali menjadi nol.

Ketika arus yang mengalir melalui kumparan primer diputuskan, arus listrik yang mengalir pada kumparan sekunder akan berkurang dari nilai tetapnya menuju ke nol.

Hal ini menimbulkan garis-garis gaya magnetik yang memotong kumparan sekunder juga berkurang dari nilai tetapnya menuju nol.

Perubahan garis-garis gaya magnetik yang memotong kumparan sekunder ini menimbulkan timbulnya ggl induksi di ujung-ujung kumparan dengan polaritas yang berlawanan dengan ggl induksi yang dihasilkan sebelumnya.

Hal ini menjadikan arus induksi dengan arah yang berlawanan dengan arah arus induksi sebelumnya sehingga jarum galvanometer juga menyimpang ke arah kiri.

Transformator biasanya dipakai untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik arus AC. Hal ini sanggup dilakukan dengan cara membedakan jumlah lilitan dari kumparan primer dan kumparan sekunder. Bagaimana relasi antara jumlah lilitan, berpengaruh arus dan besar tegangan dalam transformator?

Rumus Transformator

Pada transformator, perbandingan tegangan sama dengan perbandingan banyaknya lilitan. Secara matematis relasi antara tegangan dan banyaknya lilitan dituliskan sebagai berikut.

Persamaan (a)

Keterangan:
Vp = tegangan pada kumparan primer
Vs = tegangan pada kumparan sekunder
Np = banyaknya lilitan kumparan primer
Ns = banyaknya lilitan kumparan sekunder

Dari Persamaan (a) di atas sanggup dikatakan bahwa besarnya tegangan berbanding lurus dengan banyaknya lilitan.

Jika besarnya tegangan dan berpengaruh arus listrik pada kumparan primer dinyatakan dengan Vp dan Ip, maka besar daya listrik pada kumparan primer (Pp) ialah sebagai berikut.

Jika besarnya tegangan dan berpengaruh arus listrik pada kumparan sekunder dinyatakan dengan Vs dan Is, maka besar daya listrik pada kumparan sekunder (Ps) ialah sebagai berikut.

Berdasarkan tegangan listrik yang dihasilkan, trafo dibedakan menjadi dua macam, yaitu trafo step up dan trafo step down.

Gambar: (a) Trafo Step Up dan (b) Simbol Trafo Step Up

Trafo step up ialah trafo yang menghasilkan tegangan arus AC lebih tinggi. Bentuk dan simbol trafo step up ditunjukkan pada Gambar di atas. Sedangkan ciri-ciri trafo step up ialah sebagai berikut.
a. Np < Ns
b. Vp < Vs
c. Ip > Is

Gambar: (a) Trafo Step Down dan (b) Simbol Trafo Step Down

Trafo step down adalah trafo yang menghasilkan tegangan arus AC lebih rendah. Simbol trafo step down ditunjukkan pada Gambar di atas. Sedangkan ciri-ciri trafo step down ialah sebagai berikut.
a. Np > Ns
b. Vp > Vs
c. Ip < Is

Pada transformator ideal, efisiensi transformator sanggup dianggap 100%, hal ini berarti daya yang hilang dalam transformator sanggup diabaikan sehingga daya listrik pada kumparan primer sanggup diteruskan seluruhnya menuju kumparan sekunder. Dengan pengertian tersebut sanggup diperoleh:

Sehingga relasi antara besarnya tegangan dan besarnya arus listrik sanggup dituliskan sebagai berikut.

Persamaan (b)

Perbandingan tegangan pada Persamaan (a) sama dengan perbandingan tegangan pada Persamaan (b) sehingga relasi antara arus listrik dengan banyaknya lilitan sanggup diperoleh sebagai berikut.

Contoh Soal Transformator

Sebuah radio memerlukan tegangan 9 volt dari catu daya 220 volt.

a. Jika kumparan primer trafo mempunyai 440 lilitan, berapakah jumlah lilitan yang dimiliki kumparan sekunder?

b. Jika arus 110 mA mengalir melalui radio, berapakah arus yang ditarik dari catu daya 220 volt?

Jawab:
a. Dengan memakai Persamaan (a) diperoleh:

Kaprikornus jumlah lilitan kumparan sekunder ialah 18 lilitan.

b. Dengan memakai Persamaan (b) diperoleh:

Kaprikornus arus yang mengalir pada kumparan primer ialah 4,5 mA.