Soal Transformator (Trafo) dan Pembahasan

1. Sebuah trafo step-down dengan efisien 80% mengubah tegangan 1000 V menjadi 200 V. Trafo ini dihubungkan dengan lampu 220 V; 40 W. Berapakah kuat arus pada kumparan primer trafo?

 

Pembahasan :

Vp = 1000 V

Vs = 200 V

VL = 220 V

PL = 40 W

η = 80% = 0,8

 

Pertama, cari dulu daya pada kumparan primer, kemudian barulah bisa cari kuat arusnya.

 

 

 

 

2. Perhatikan gambar transformator berikut!

 

 

 

Berdasarkan gambar tersebut, tentukan:

a. Besarnya arus listrik sekunder

b. Besarnya tegangan pada lilitan sekunder

c. Besarnya hambatan pada lampu berturut-turut

d. Efisiensi trafo tersebut

Pembahasan :

 

Lilitan primer, Np = 600

Lilitan sekunder, Ns = 150

Tegangan primer, Vp = 220 V

Arus primer, Ip = 1 A

a. Arus sekunder

Np/Ns = Is/Ip

600/150 = Is/1

Is = 4 A

b. Tegangan sekunder

Np/Ns = Vp/Vs

600/150 = 220/Vs

Vs = 55 V

c. Hambatan

R = Vs/Is = 55/4 = 13,75 Ω

d. Efisiensi Trafo 

η = Ps/Pp x 100%

η = (I _s x V _s/ I _p x V _p) x 100%

η = (55 x 4)/(1 x 220) x 100%

η = 100%

3. Trafo memiliki efisiensi 80% dengan tegangan primer sebesar 220 volt dan arus primer 2A. 

 

Besar kuat arus keluaran dan daya keluaran berturut-turut adalah . . .

A. 1,6 A dan 352 watt

B. 0,16 A dan 352 watt

C. 0,8 A dan 440 watt

D. 8 A dan 440 watt

Pembahasan:

 

Tegangan sumber/primer, Vp = 220 V

Arus primer, ip =  2 A

Jumlah lilitan primer, Np = 400

Jumlah lilitan sekunder, Ns = 100

Efisiensi, η = 80%

Kuat arus keluaran, is = ?

Daya keluaran, Ps = ?

Gunakan persamaan trafo

Np/Ns = Vp/Vs = is/ip

Untuk mencari is

Np/Ns = is/ip

400/100 = is/2

is = 8 A

Dengan persamaan efisiensi

η = Ps/Pp

η = Ps/(ip x Vp) x 100%

80% = Ps/(2)(220) x 100%

Ps = 352 watt

4. Sebuah transformator step-up digunakan untuk mengubah tegangan 22 V menjadi 220 V dan kumparan sekunder dihubungkan dengan lampu 55 W/220 V menghasilkan efesiensi 50%, hitunglah:

a. kuat arus listrik primer,

b. daya yang hilang, dan

c. jumlah lilitan kumparan primer jika kumparan sekundernya memiliki 2000 lilitan

Pembahasan:

Transformator step-up (Vp > Vs)

Tegangan primer, Vp = 22 V

Tegangan sekunder, Vs = 220 V

Daya lampu, Ps = 55 W

Efisiensi, η = 50%

 

Persamaan umum trafo:

Np/Ns = Vp/Vs = is/ip

 

a. Untuk mencari kuat arus listrik primer, gunakan persamaan efisiensi

η = Ps/Pp

η = Ps/(ip x Vp) x 100%

50% = 55/(ip x 22) x 100%

ip = 5 A

 

b. Daya yang hilang pada transformator adalah selesih antara daya pada kumparan primer dan daya pada kumparan sekunder.

 

Perlu cari dulu nilai daya primer

Pp = Vp . ip

Pp = (22)(5)

Pp = 110 W

 

P_hilang = Pp - Ps

P_hilang = 110 - 55

P_hilang = 55 W

 

c. Jika lilitan sekunder Ns = 2000, maka lilitan primer

Np/Ns = Vp/Vs

Np/2000 = 22/220

Np = 200 lilitan

5. Daya listrik rata-rata 600 MW dengan tegangan 30 kV dikirim pembangkit listrik menuju perumahan yang berjarak 100 km dengan menggunakan transformator. Jika listrik melalui jalur transmisi yang memiliki hambatan 5 ohm, hitunglah persentase daya yang hilang saat mencapai perumahan tersebut.

Pembahasan:

Daya Listrik, P = 600 MW = 6 x 10⁸ W

Tegangan, V = 30 kV = 3 x 10⁴ V

Jarak, s = 100 km = 10⁵ m

Hambatan, R = 5 Ω

% Daya yang hilang = ?

 

Nilai arus transmisi dapat ditentukan dari persamaan:

P_o = V I

6 x 10⁸ = (3 x 10⁴) I

I = 2 x 10⁴ A

 

Sehingga, daya yang hilang

P' = I² R

P' = (2 x 10⁴)² 5

P' = 2 x 10⁹ W

P' = 2000 MW

Share :