Efisiensi Transformator

Transformator yaitu perangkat yang dapat mentransfer energi listrik dari suatu rangkaian arus bolak – balik AC (alternate current) ke rangkaian listrik lain baik dengan meningkatkan atau mengurangi tegangan.

Terus, kalo Efisiensi Transformator/trafo tersebut itu apa sih? Penasaran? Yuk ketahui pembahasannya berikut ini.


Pengertian Efisiensi Transformator/Trafo

Pengertian Efisiensi Transformator

Power loss berkaitan erat dengan yang namanya efisiensi transformator/trafo. Lantas apa sebenarnya pengertian efisiensi trafo atau transformator itu?

Jadi, Efisiensi Transformator/Trafo ini merupakan perbandingan antara daya listrik keluaran (P out) dengan daya listrik masukan (P in).

Transformator merupakan perangkat paling efisien. Bahkan trafo yang dirancang dengan baik, bisa punya efisiensi beban penuh antara 95% sampai 98,5%.

Sebagai trafo yang efisien, output dan input mempunyai nilai yang hampir sama dan karenanya gak praktis buat mengukur efisiensi trafo pakai output/input.

Cara yang lebih tepat buat mengukur efisiensi transformtor/trafo bisa pakai, efisiensi = (input – loss) / input = 1 – (loss/input).


Bagian – Bagian Transformator/Trafo

Bagian dari Transformator

Sebuah transformator pada prinsipnya terdiri dari 3 bagian utama yaitu:

  • Inti besi (inti magnetik)
  • Kumparan primer (Np) merupakan kumparan tempat masukkan tegangan mula – mula
  • Kumparan sekunder (Ns) merupakan sebuah tempat dialirkannya tegangan hasil.

Faktor Kerugian Transformator

Faktor Kerugian Transformator

1. Kerugian Arus Eddy

Kerugian arus eddy yaitu kerugian trafo yang disebabkan karena adanya perubahan fluks magnet yang bertolak belakang dengan Gaya Gerak Listrik (GGL).

Terjadi saat GGL mengalir dari kumparan primer ke sekunder melalui ini. Buat mengurangi arus eddy, pada trafo daya dipakai ini besi lunak yang berlapis – lapis.

2. Kerugian Kopling

Terjadi karena adanya aliran fluks magnet yang gak sempurna dari kumparan perimer ke kumparan sekunder.

Cara buat mengurangi kerugian kopling ini yaitu dengan membuat kumparan primer dan sekunder ditumpuk secara berlapis – lapis.

3. Kerugian Histerisis

Disebabkan karena arus dari kumparan primer ke sekunder yang berbalik arah. Penyebabnya, fluks yang mengalir dari inti trafo.

Makanya, semakin baik kualitas material dari inti trafo, maka semakin kecil juga kerugian histerisisnya.

4. Kerugian Tembaga

Pada kumparan kawat tembaga sebuah trafo, baik itu kumparan primer atau sekunder, semakin banyak jumlah lilitan maka semakin besar juga resistansi lilitan tersebut.

Gitu juga dengan arus listrik yang mengalir pada kumparannya. Kerugian tembaga ini berlaku persamaan l’2R (l kuadrat dikali R).

5. Kerugian Efek Kulit

Meski kawat kumparan primer dan sekunder masing – masing ada lapisan isolasi satu sama lain. Tapi, resistansi pada kumparan juga bisa mempengaruhi efisiensi dari trafo.

Buat mengurangi kerugian efek kulit pada trafo, kamu bisa pakai kawat kecil yang berlapis – lapis yang saling berisolasi.

6. Kerugian Kapasitas Liar

Kerugian kapasitas liar juga menjadi salah satu yang disebabkan sama kualitas transformator/trafo itu sendiri.

Kerugian ini gak akan berpengaruh pada frekuensi rendah, tapi efisiensi akan berpengaruh banyak pada frekuensi tinggi.

Cara buat mengurangi kapasitas liar yaitu dengan membuat gulungan kumparan primer dan sekunder trafo secara semi – acak.


Cara Meningkatkan Efisiensi Transformator

Cara Meningkatkan Efisiensi Transformator

Supaya trafo bisa efisien, maka material inti besi dan material kawat tembaga harus ditingkatkan lebih lagi.

Perbandingan power supply input sebaiknya juga dilebihkan, jadi output dari trafo bisa bekerja dengan maksimal.

Secara perhitungan, hal ini akan membuat efisiensi trafo terbaca menurun, tapi secara keseluruhan output trafo akan maksimal dibanding dengan merancang trafo dengan perbandingan input dan output yang seimbang.

Efiensi secara produksi mungkin baik buat produsen, tapi buat pengguna rancangan yang gak efisien palah akan menguntungkan.

Contohnya: Bagian input kalo dirancang dengan daya 500 watt, dan bagian ouput cuma 450 watt, maka saat beban dengan daya 450watt, trafo tersbut akan lebih stabil.

Maka, rancanglah trafo yang bisa memasuk daya yang cukup besar pada bagian outputnya.

Cara menghitung efisiensi trafo cuma berguna buat produsen trafo, agar hasil produksi bisa semurah mungkin dan dengan harga yang diberikan bisa memberikan supply yang maksimal.


Rumus Efisiensi Transformator

Rumus Efisiensi Transformator

Perbandingan antara daya sekunder dengan daya primer atau hasil bagi antara energi sekunder dengan energi primer yang dinyatakan dengan persen disebut efisiensi trafo.

Efisiensi trafo dinyatakan dengan η. Nah, besar efisiensi trafo bisa dirumuskan sebagai berikut.

η = (Ws/Wp x 100%)

Atau,

η = (Ps/Pp x 100%)

Atau,

η = (Vs.Is/Vp.Ip x 100%)

Atau,

η = (Ns.Is/Np.Ip x 100%)

Keterangannya:

  • η = Efisiensi Transformator/Trafo
  • Ws = Energi sekunder (keluar)
  • Wp = Energi primer (masuk)
  • Vs = Tegangan sekunder (keluar)
  • Vp = Tegangan primer (masuk)
  • Is = Arus sekunder
  • Ip = Arus primer
  • Ns = Lilitan sekunder
  • Np = Lilitan primer

Contoh Soal Efisiensi Transformator

Contoh Soal Efisiensi Transformator

1. Sebuah trafo arus primer dan sekundernya masing-masing 0,8 A dan 0,5 A. Kalo jumlah lilitan primer dan sekunder masing – masing 100 dan 800. Mak, berapakah efisiensi trafo?

Jawaban:

Diketahui:

  • Ip = 0,8 A
  • Np = 1000
  • Is = 0,5 A
  • nS = 800

Ditanya: Efisiensi trafo (η)?

Jawab:

  • η = (Is x Ns/ Ip x Np) x 100%
  • η = (0,5 A x 800/ 0,8 A x 1000) x 100%
  • η = (400/ 800) x 100%
  • η = 0,5 x 100%
  • η = 50%

Jadi, besar efisiensi trafo yang dihasilkan adalah sebesar 50%.

2. Sebuah trafo tegangan primer dan sekundernya 220 V dan 55 V. Kalo kuat arus primer 0,5 A dan kuat arus sekunder 1,5, berapakah efisiensi trafo?

Jawaban:

Diketahui:

  • Ip = 0,5 A
  • Vp = 220 V
  • Is = 1,5 A
  • Vs = 55 V

Ditanya: Efisiensi trafo (η)?

Jawab:

  • η = (Is x Vs/ Ip x Vp) x 100%
  • η = (1,5 A x 55 V/0,5 A x 220 V) x 100%
  • η = (82,5 W/ 110 W) x 100%
  • η = 0,75 x 100%
  • η = 75%

Jadi, besar efisiensi trafo yang dihasilkan adalah sebesar 75%.

3.  Efisiensi sebuah trafo 60%. Kalo energi listrik yang dikeluarkan 300 J, maka berapakah energi listrik yang masuk trafo?

Jawaban:

Diketahui:

  • η = 60%
  • Ws = 300 J

Ditanya: Energi listrik yang masuk ke trafo (Wp)?

Jawab:

  • η = (Ws/Wp) x 100%
  • 60% = (300 J/Wp) x 100%
  • 60% = (300 J/Wp) x 100%
  • 6 = 3000 J/Wp
  • Wp = 3000 J/6
  • Wp = 3000 J/6
  • Wp = 500 J

Jadi, besar energi listrik yang masuk ke dalam sebuah trafo adalah sebesar 500 J.

4. Sebuah trafo memiliki efisiensi 75%. Tegangan inputnya 220 V dan tegangan outputnya 110 V. Kalo kuat arus primer yang mengalir 2 A, berapakah kuat arus sekundernya?

Jawaban:

Diketahui:

  • η = 75%
  • Vp = 220 V
  • Vs = 110 V
  • Ip = 2 A

Ditanya: Kuat arus sekundernya (Is)?

Jawab:

  • η = (Is x Vs/ Ip x Vp) x 100%
  • 75% = (Is x 110 V/2 A x 220 V) x 100%
  • 75 = 11.000 Is /440 A
  • Is = 75 x 440 A / 11.000
  • Is = 3 A

Jadi, kuat arus sekundernya yang dihasilkan adalah sebesar 3 A

5. Daya listrik yang dimiliki oleh sebuah transformator sebesar 20 W di bagian primer (Daya Input), dan 18 W di bagian sekunder (Daya Output). Pertanyaannya, berapakah Efisiensi Trafo tersebut?

Jawaban:

Diketahui:

  • Pout = 18 W
  • Pin = 20 W

Ditanya: Efisiensi Trafo?

Jawab:

Buat menjawab soal tersebut digunakan persamaan ɳ = (P out / P in) x 100%

  • ɳ = (P out / P in) x 100%
  • ɳ = (18 W / 20 W) x 100%
  • ɳ = 90%

Jadi, Efisiensi Trafo yang dihasilkan adalah 90%

Gimana pembahasannya? Jadi lebih paham kan soal Efisiensi Transformator tersebut? Semoga bermanfaat!

Avatar
Aditya Rangga

Pelajar yang insyaallah tidak pelit ilmu

Update : 10 September 2020 - Published : 18 Maret 2020

       

Tinggalkan komentar