430 likes | 785 Views
IPA Terpadu. TRANSFORMATOR (TRAFO). Transformator ( Trafo ). Materi. Kompetensi Dasar. Siswa dapat menjelaskan cara kerja transformator Siswa dapat menentukan nilai besaran listrik pada transformator ideal
E N D
IPA Terpadu TRANSFORMATOR (TRAFO)
KompetensiDasar SiswadapatmenjelaskancarakerjatransformatorSiswadapatmenentukannilaibesaranlistrikpadatransformator ideal Siswadapatmenghitungefisiensitransformator. Siswadapatmenjelaskanprinsipkerjatransmisienergilistrikjarakjauh.
PrinsipKerjaTrafo KomponenTransformator (trafo) Transformator (trafo) adalahalat yang digunakanuntukmenaikkanataumenurunkanteganganbolak-balik (AC). Transformatorterdiridari 3 komponenpokokyaitu: kumparanpertama (primer) yang bertindaksebagai input, kumparankedua (skunder) yang bertindaksebagai output, danintibesi yang berfungsiuntukmemperkuatmedan magnet yang dihasilkan.
PrinsipKerjaTransformator Prinsipkerjadarisebuahtransformatoradalahsebagaiberikut. KetikaKumparan primer dihubungkandengansumberteganganbolak-balik, perubahanaruslistrikpadakumparan primer menimbulkanmedan magnet yang berubah. Medan magnet yang berubahdiperkuatolehadanyaintibesidandihantarkanintibesikekumparansekunder, sehinggapadaujung-ujungkumparansekunderakantimbulgglinduksi. Efekinidinamakaninduktansitimbal-balik (mutual inductance).
Padaskematransformatordisamping, ketikaaruslistrikdarisumbertegangan yang mengalirpadakumparan primer berbalikarah (berubahpolaritasnya) medan magnet yang dihasilkanakanberubaharahsehinggaaruslistrik yang dihasilkanpadakumparansekunderakanberubahpolaritasnya.
Hubunganantarategangan primer, jumlahlilitan primer, tegangansekunder, danjumlahlilitansekunder, dapatdinyatakandalampersamaan:
Vp = tegangan primer (volt) Vs = tegangansekunder (volt) Np = jumlahlilitan primer Ns = jumlahlilitansekunder
Berdasarkanperbandinganantarajumlahlilitan primer danjumlahlilitanskundertransformatoradaduajenisyaitu: 1. Transformatorstep upyaitutransformator yang mengubahteganganbolak-balikrendahmenjaditinggi, transformatorinimempunyaijumlahlilitankumparansekunderlebihbanyakdaripadajumlahlilitan primer (Ns > Np). 2. Transformatorstep downyaitutransformator yang mengubahteganganbolak-baliktinggimenjadirendah, transformatorinimempunyaijumlahlilitankumparan primer lebihbanyakdaripadajumlahlilitansekunder (Np > Ns).
PenggunaanTransformator Transformator (trafo) digunakanpadaperalatanlistrikterutama yang memerlukanperubahanataupenyesuaianbesarnyateganganbolak-balik. Misal radio memerlukantegangan 12 volt padahallistrikdari PLN 220 volt, makadiperlukantransformatoruntukmengubahteganganlistrikbolak-balik 220 volt menjaditeganganlistrikbolak-balik 12 volt. Contohalatlistrik yang memerlukantransformatoradalah: TV, komputer, mesinfoto kopi, gardulistrikdansebagainya.
Contohcaramenghitungjumlahlilitansekunder: Untukmenyalakanlampu 10 volt denganteganganlistrikdari PLN 220 volt digunakantransformator step down. Jikajumlahlilitan primer transformator 1.100 lilitan, berapakahjumlahlilitanpadakumparansekundernya ? Penyelesaian:Diketahui: Vp =220V Vs = 10 VNp = 1100 lilitan Ditanyakan:Ns = ........... ?
Jawab: Jadi, banyaknya lilitan sekunder adalah 50 lilitan
Transformator Ideal Padatransformator ideal, tidakadaenergi yang diubahmenjadibentukenergi lain didalamtransformatorsehinggadayalistrikpadakumparanskundersamadengandayalistrikpadakumparan primer. Ataudapatdikatakanefisiensipadatransformator ideal adalah 100 persen. untuktransformator ideal berlakupersamaansebagaiberikut:
Contohcaramenghitungaruslistriksekunderdanaruslistrik primer: Sebuahtransformator step down mempunyaijumlahlilitan primer 1000 danlilitansekunder 200, digunakanuntukmenyalakanlampu 12 V, 48 W. Tentukan: a.aruslistriksekunder, b.aruslistrik primer !
Penyelesaian:Diketahui: Np = 1000 lilitan Ns = 200 LilitanVp = 12 V Ps = 48 W Ditanyakan:a. Is = ........... ? b. Ip = ........... ? Jawab:
Jadi, kuat arus sekunder adalah 4 A Jadi, kuat arus sekunder adalah 0,8 A
EfisiensiTrafo Efisiensitransformatordidefinisikansebagaiperbandinganantaradayalistrikkeluarandengandayalistrik yang masukpadatransformator. Padatransformator ideal efisiensinya 100 %, tetapipadakenyataannyaefisiensitranformatorselalukurangdari 100 %.halinikarenasebagianenergiterbuangmenjadipanasatauenergibunyi.
Efisiensitransformatordapatdihitungdengan: Contohcaramenghitungdayatransformator : Sebuahtransformatormempunyaiefisiensi 80%. Jikalilitan primer dihubungkandengantegangan 200 V danmengalirkuataruslistrik 5 A, Tentukan: a. daya primer, b. dayasekunder
Penyelesaian:Diketahui: Ditanyakan:a. Pp = ........... ? b. Ps = ........... ? Jawab: a. Jadi, daya primer transformator 1000 watt.
b. Jadi, daya sekunder transformator 800 watt.
TransmisiEnergiListrikJarakJauh Pusatpembangkitlistrikbiasanyaterletakjauhdaripemukimanataupelanggan. Sehinggalistrik yang dihasilkanpusatpembangkitlistrikperluditransmisikandenganjarak yang cukupjauh. Transmisienergilistrikjarakjauhdilakukandenganmenggunakantegangantinggi, denganalasansebagaiberikut:
- Bilategangandibuattinggimakaaruslistriknyamenjadikecil. - Denganaruslistrik yang kecilmakaenergi yang hilangpadakawattransmisi (energidisipasi) jugakecil. Jugadenganaruskecilcukupdigunakankawatberpenampangrelatiflebihkecil, sehinggalebihekonomis. Energilistrikataudayalistrik yang hilangpadakawattransmisijarakjauhdapatdihitungdenganpersamaanenergidandayalistriksebagaiberikut:
W = energilistrik (joule)I = kuataruslistrik (ampere)R = hambatan (ohm)t = waktuP = dayalistrik (watt) Transmisienergilistrikjarakjauhmenggunakantegangantinggiakanmengurangikerugiankehilanganenergilistrikselamatransmisiolehdisipasi.
Contohnyadayalistrik 2 MW ditransmisikansampaijaraktertentumelaluikabelberhambatan 0,01 ohm. Hitungdayalistrik yang hilangolehtransmisitersebut, jika: 1. menggunakantegangan 200 Volt, 2. menggunakantegangan 400 kiloVolt ? Penyelesaian:Diketahui: P = 2 MW = 2.106 watt R = 0,01 ohm Ditanyakan: a. Philangpadategangan 200 Volt ? b. Philangpadategangan V= 4.105 volt ?
- Jadi, energi yang hilangdiperjalanansetiapdetiknya 106 watt. Nilaiinisangatbesarkarenasetengahdayanyaakanhilang. - Jadi, energi yang hilangdiperjalanansetiapdetiknyahanya 0,25 watt