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 yakni untuk memperkaya sumber mencar ilmu siswa di media internet terutama bagi pengguna smartphone android.

Gambar sebuah transformator step-down (foto: matrapendidikan.com)

Anda harus mengetahui bahwa tegangan listrik yang disediakan Perusahaan Listrik Negara (PLN) untuk rumah yakni sekitar 220 V.  Padahal tegangan listrik yang dihasilkan generator pembangkit listrik semisal PLTA hingga puluhan ribu volt. Bagaimana cara menurunkannya?

Masalah lain yang dihadapi yakni 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 dilema tersebut di atas dipakai alat pengubah tegangan listrik yang disebut dengan transformator (trafo). Untuk menaikkan tegangan listrik dipakai trafo step up dan menurunkan tegangan listrik dipakai jenis trafo step down.

Pada hakikatnya sebuah trafo terdiri dari dua kumparan, primer dan sekunder yang dihubungkan dengan sebuah inti besi lunak. Oleh lantaran itu trafo mempunyai 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 insiden induksi elektromagnetik. Kumparan primer akan menerima tegangan listrik bolak-balik (AC/alternating current)) dan akan menginduksi kumparan sekunder.

Perubahan arah arus AC menciptakan medan magnet yang terbentuk berubah-ubah sehingga menghasilkan tegangan AC pada ujung-ujung kumparan sekunder. Inti besi lunak dipakai untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.

Jenis trafo menurut penggunaannya

1.Trafo step up yakni trafo yang berfungsi untuk menaikkan teganan arus bolak balik (AC). Ciri trafo step up adalah;

a.Juumlah lilitan primerlebih sedikit darip[ada jumlah lilitan sekunder

b.Tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder

c. berpengaruh arus primer lebih besat daripada berpengaruh arus sekunder.

2.Trafo step down yakni trafo yang berfungsi untukmenurunkan 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 berpengaruh arus sekunder.

Berapa besar tegangan dan berpengaruh arus pada trafo?

Besar tegangan (termasuk berpengaruh 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 tegngan pada kumparan sekunder akan lebih kecil, dan ini disebut dengan trafo step down. Begitu sebaliknya, kalau jumlah lilitan pada kumparan primer lebih kecil daripada jumlah lilitan kumparan sekunder maka tegangan pada kumparan sekunder akan lebih besar.

Transformator ideal efiesiensinya 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 sanggup dibentuk 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 dipakai menjadi panas yang berasal dari energi listrik akhir terjadinya arus Eddy pada inti besi.

Oleh lantaran itu dalam akademik dihitung efisiensi sebuah trafo (ή) dengan memakai 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 listrikpada kumparan sekunder (W)

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

Lihat juga : Soal Penerapan Induksi Elektromagnet

Demikian pembahasan perihal trafo sebagai pengubah tegangan listrik dalam penerapannya.