Hampir setiap rumah di perkotaan maupun pedesaan di Indonesia saat ini sudah dialiri oleh listrik. Dengan adanya arus listrik ini maka kita bisa menikmati manfaatnya untuk menonton televisi, membantu menyelesaikan pekerjaan rumah tangga, sebagai penerangan, maupun mengisi ulang telepon genggam.
Arus listrik ini berasal dari perusahaan Listrik Negara atau PLN. Tegangan listrik yang dihasilkan oleh PLN pada umumnya dapat mencapai puluhan hingga ratusan kilo Volt, namun untuk keperluan rumah tangga biasanya diturunkan menjadi 220 Volt, seperti yang kita gunakan sekarang dengan menggunakan sebuah alat yang dinamakan transformator atau trafo.
Transformator merupakan perangkat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak balik rendah pada arus tinggi ke dalam tegangan tinggi pada arus yang rendah. Transformator terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder, dan sebuah teras atau inti dari bahan magnetik. Kumparan primer dihubungkan ke sumber tegangan, sedangkan kumparan sekunder dihubungkan pada hambatan atau beban.
Transformator Step – Up
Transformator atau trafo step-up merupakan trafo yang digunakan untuk menaikan tegangan. Pada trafo ini jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak dibandingkan dengan jumlah lilitan kumparan primer, sehingga tegangan yang dihasilkan oleh kumparan sekunder lebih besar dibanding dengan tegangan primer. Jika dirumuskan sebagai berikut : N s > N p
(Baca juga: Teropong Sebagai Alat Optik)
Maka, V s > V p dan I s < I p
Transformator Step – Down
Pada transformator atau trafo step-down, merupakan trafo yang digunakan untuk menurunkan tegangan. Jumlah lilitan kumparan primer pada trafo ini lebih banyak daripada jumlah lilitan kumparan sekunder. Sehingga tegangan pada kumparan sekuender lebih kecil daripada tegangan pada kumparan primer. Jika dirumuskan sebagai berikut N s < N p
Maka, V s < V p dan I s > I p
Hubungan Jumlah Lilitan, Tegangan dan Kuat Arus pada Trafo
Perbandingan jumlah lilitan dengan tegangan pada trafo baik sekunder ataupun primer secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :
Dengan V p adalah tegangan primer (volt), V yaitu tegangan sekunder (volt), N p adalah jumlah lilitan pada kumparan primer, dan N s adalah jumlah lilitan pada kumparan sekunder. Jika dalam trafo tidak ada energi yang hilang, maka energi yang masuk akan sama dengan energi yang keluar.
W p = W s, karena W p = V p x I p x t begitu pun dengan W s = V s x I s x t, sehingga menghasilkan rumus sebagai berikut :
Pada kenyataannya tidak ada trafo yang ideal sehingga daya primer tidak sama dengan daya sekunder. Artinya terdapat daya yang hilang sehingga efisiensi dari trafo kurang dari 100%. Efisiensi dari trafo yang tidak ideal dapat dihitung dengan rumusan berikut ini :
Dengan ƞ adalah efisiensi trafo (%), P p adalah daya primer (watt) P s adalah daya sekunder (watt).
Contoh Soal :
Sebuah trafo mempunyai kumparan primer dan sekunder dengan jumlah lilitan masing-masing sebesar 250 dan 500 dihubungkan dengan jaringan bertegangan arus bolak balik sebesar 200 B. berapakah tegangan keluarannya?
Pembahasan :
Diketahui : N p = 500
N s = 250
V p = 200
Maka tegangan keluarannya atau tegangan sekuender adalah :
