Panduan rumus menghitung lilitan trafo step up dan step down. Trafo merupakan komponen listrik yang berfungsi untuk memindahkan daya listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya tanda pada hubungan secara fisik. Pemindahan daya listrik yang dilakukan oleh trafo terjadi akibat adanya mekanisme ggl listrik yang menghasilkan tegangan induksi pada lilitan sekunder.
Bagian utama dari sebuah desain trafo adalah inti trafo dan lilitan atau kumparan. Jumlah kumparan pada trafo umumnya dua buah : kumparan primer dan kumparan sekunder. Perbandingan jumlah lilitan antara kedua kumparan tersebut menghasilkan tegangan induksi sekunder yang bervariasi.
Ada rumus baku yang bisa digunakan untuk mendapatkan besar tegangan dan arus sekunder yang diinginkan. Di artikel ini kita akan membahas rumus menghitung lilitan trafo agar menghasilkan tegangan sesuai dengan keinginan kita.
Pengertian trafo dan cara kerjanya
Trafo atau transformator adalah komponen atau perangkat elektronika yang berfungsi untuk menghasilkan tegangan induksi AC. Trafo dapat dengan mudah kita temukan pada berbagai rangkaian dan peralatan elektronika di sekitar kita. Karena trafo merupkan komponen utam di dalam sistem sirkuit power supply yang menyediakan sumber tegangan untuk rangkaian.
Prinsip kerja trafo didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik yang dikemukakan oleh Michael Farrady. Secara umum, trafo memiliki dua buah kumparan yang dililit pada satuinti yang sama. Kedua kumparan tersebut adalah : kumparan primer yang terhubung dengan sumber listrik AC dan kumparan sekunder yang menghasilkan listrik induksi AC.
Ketika kumparan primer dihubungkan dengan sumber lilstrik AC, maka pada sisi kkumparan sekunder yang dililit pada inti yang sama akan muncul tegangan induksi. Tegangan induksi ini muncul sebagai perlawanan terhadap medan magnet yang terbentuk di sekitar kumparan.
Besar tegangan induksi yang muncul ini akan dipengaruhi oleh perbandingan jumlah lilitan antara primer dan sekunder. Kita akan akan belajar cara menghitung tegangan induksi yang muncul ini menggunakan rumus trafo.
Penjelasan rumus menghitung lilitan trafo
Perbandingan jumlah lilitan dan tegangan antara kumparan primer dan kumparan sekunder pada trafo dinyatakan dalam rumus berikut ini :
\frac{N_p}{N_s} = \frac{V_p}{V_s}Dimana N adalah jumlah lilitan dan V adalah tegangan listrik.
Dari rumus diatas kita bisa menghasilkan variasi tegangan sekunder yang berbeda dengan cara mengubah jumlah lilitan pada kumparan sekunder trafo. Berdasarkan besar tegangan sekunder yang dihasilkan, trafo dapat dibagi menjadi dua macam :
- Trafo step up. Tegangan sekunder lebih besar dari tegangan primer.
- Trafo step down. Tegangan sekunder lebih kecil dari tegangan primer.
Menghitung lilitan trafo step up
Trafo step up berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik hingga beberapa kali lipat. Ciri dari trafo step up adalah jumlah lilitan sekunder lebih banyak dibandingakan jumlah lilitan primer. Jenis trafo ini banyak digunakan pada jaringan distribusi listrik PLN dan sirkuit inverter.
Berikut ini cara menghitung jumlah lilitan pada trafo step up :
Contoh Soal 1).
Hitung jumlah lilitan sekunder yang dibutuhkan untuk menghasilkan tegangan listrik sebesar 220 volt jika jumlah lilitan primer 60 lilitan dan tegangan primer 12 Volt ?
Jawab :
N_s= \frac{N_p\times V_s}{V_p} = \frac{60\times 220}{12}= 1100Jadi jumlah lilitan sekunder adalah 1100 lilitan.
Contoh Soal 2).
Sebuah trafo step up dengan jumlah lilitan sekunder sebanyak 300 lilitan dan tegangan sekunder 90 volt. Hitung berapa jumlah lilitan primer yang dibutuhkan jika tegangan primernya adalah 6 volt ?
Jawab :
N_p=\frac{N_s\times V_p}{V_s} = \frac{300\times 6}{90}= 20Jadi jumlah lilitan primernya adalah 20 lilitan.
Menghitung lilitan trafo step down
Trafo step down adalah trafo yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik. Besar tegangan listrik induksi yang dihasilkan oleh kumparan sekunder trafo lebih kecil dibandingkan tegangan pada kumparan primer trafo.
Jenis trafo ini banyak digunakan pada perangkat elektronika di bagian power supplai atau regulator tegangan. Ciri dari trafo step down adalah jumlah lilitan kawat pada kumparan sekunder lebih sedikit daripada jumlah lilitan pada kumparan primer.
Berikut ini contoh menggunakan rumus menghitung lilitan trafo step down.
Contoh Soal 1).
Berapa jumlah lilitan sekunder yang dibutuhkan untuk untuk membuat trafo step down yang menghasilkan tegangan sekunder 48 volt jika jumlah lilitan primernya sebanyak 200 lilitan dan dengan tegangan primer 220 volt ?
Jawab :
N_s= \frac{N_p\times V_s}{V_p} = \frac{200\times 48}{220}= 43,6Jadi jumlah lilitan sekundernya adalah sekitar 43,6 atau 44 lilit.
Contoh Soal 2).
Berapa tegangan sekunder yang dihasilkan trafo step down yang memiliki jumlah lilitan primer sebanyak 120 lilitan dan lilitan sekunder sebanyak 30 lilitan jika tegangan primernya 230 volt ?
Jawab :
V_s= \frac{V_p\times N_s}{N_p} = \frac{230\times 120}{30} = 61,75 VRumus daya listrik pada trafo
Daya listrik yang dipindahkan oleh trafo tidak mengalami penurunan yang signifikan. sehingga dapat dikatakan besar daya listrik pada kumparan primer sama dengan daya listrik yang dihasilkan oleh kumparan sekunder.
Karena daya listrik merupakan hasil dari tegangan dan arus listrik maka dapat dinyatakan dalam rumus daya listrik pada trafo adalah :
P_p = P_s \\ V_p\times I_p = V_s\times I_s
Dimana :
P adalah daya listrik dalam satuan Watt (W)
V adalah tegangan dalam satuan Volt (V)
I adalah arus listrik dalam satuan Ampere (A)
Contoh Soal :
Sebuah trafo step down menghasilkan daya induksi pada kumparan sekunder sebesar 60W pada tegangan terukur 12 volt. Hitung berapa arus yang mengalir pada kumparan primer jika tegangan primernya adalah 220 volt ?
Jawab :
Karena daya sekunder adalah sama dengan daya primer maka :
I_p = \frac{P_s}{V_p} = \frac{60}{220}= 0,28 A
Rumus arus listrik pada trafo
Seperti sudah dijelaskan sebelumnya, daya listrik yang dipindahkan oleh trafo adalah sama. Akan tetapi besar arus yang mengalir pada kedua kumparan belum tentu sama. Besar arus listrik pada kumparan sekunder dipengaruhi oleh besar tegangan yang dihasilkan oleh kumparan tersebut.
Besar tegangan dan arus listrik pada trafo akan dipengaruhi oleh perbandingan jumlah lilitan primer dan sekunder trafo.
Perbandingan arus listrik pada kumparan primer dan sekunder trafo berbanding terbalik dengan jumlah lilitan pada kedua kumparan trafo tersebut. Hal ini dapat dinyatakan dalam rumus seperti dibawah ini :
\frac{N_p}{N_s} = \frac{I_s}{I_p}Contoh Soal :
Hitung arus listrik yang mengalir pada kumparan sekunder trafo jika jumlah lilitan primer trafo tersebut adalah 160 lilitan dan kumparan sekundernya 20 lilitan, sementara arus listrik pada kumparan primer terukur 0,5 Ampere ?
Jawab :
I_s =\frac{N_p\times Ip}{N_s}= \frac{160 \times 0,5}{20} = 4 ABesar arus listrik yang mengalir pada kumparan trafo akan mempengaruhi pemilihan diameter kawat yang digunakan sebagai kumparan. Gunakan kawat dengan diameter yang tepat sesuai dengan beban arus yang akan melewatinya agar tidak mudah putus atau terbakar.
Pemilihan kawat yang digunakan untuk membuat kumparan trafo pada akhirnya akan mempengaruhi desain bentuk trafo itu sendiri, baik ukuran maupun beratnya.
Demikian pembahasan rumus menghitung lilitan trafo untuk mendapatkan besar tegangan dan arus listrik yang sesuai dengan keinginan kita.
