Rumus transformator step down dan contoh cara menghitungnya dengan mudah. Transformator step down adalah transformator yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik ac. Kebalikan dari transformator step down adalah transformator step up yang berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik ac.
Pada proses penurunan tegangan yang dilakukan oleh transformator atau trafo tidak terjadi perubahan pada daya listrik. Yang ada hanyalah perubahan arus atau pun tegangannya saja. Karena itu daya input dan daya output pada transformator akan memiliki nilai yang sama secara ideal.
Transformator step down banyak dijumpai pada peralatan elektronika rumah tangga, seperti perangkat audio, televisi, radio, dan mainan elektronika anak anak. Bentuk dan besar daya yang dimiliki oleh transformator step down yang ada di pasaran bervariasi sesuai dengan jenis penggunaannya.
Bagian utama transformator step down
Secara umum transformator step down yang sederhana terdiri dari dua bagian trafo yang utama, yaitu kumparan dan inti trafo. Inti trafo umumnya terbuat dari bahan besi lunak atau ferrit dengan kualitas terbaik. Sementara kumparan transformator terbuat dari tembaga yang dilapisi isolator untuk menghindari hubungan singkat antar lilitan.
Kumparan pada trafo terdiri dari dua bagian : kumparan primer dan kumparan sekunder. Kumparan primer terhubung langsung dengan sumber arus listrik ac . Sementara kumparan sekunder terhubung ke perangkat atau rangkaian elektronika.
Umumnya diameter kawat tembaga pada kumparan primer trafo lebih kecil dibandingkan dengan kumparan sekundernya. Hal ini dikarenakan besar aliran arus listrik pada kumparan primer lebih kecil dibandingkan dengan kumparan sekunder.
Kedua kumparan transformator melilit pada inti yang sama sehingga terjadi proses induksi bersama ketika kumparan primer dialiri arus listrik. Adanya proses induksi bersama atau mutual induction inilah yang menyebabkan munculnya tegangan listrik pada kumparan sekunder.
Dengan kata lain, tegangan yang dihasilkan oleh kumparan sekunder trafo merupakan tegangan induksi akibat adanya aliran tegangan pada kumparan primer. Kedua kumparan tersebut tidak terhubung fisik secara langsung, namun berhubungan secara magnetis.
Rumus transformator step down
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, tegangan yang muncul pada kumparan sekunder transformator adalah berupa tegangan induksi . Besarnya tegangan induksi yang dihasilkan oleh kumparan sekunder trafo akan bergantung pada perbandingan jumlah lilitan kedua kumparan tersebut.
Dengan mengetahui rumus perbandingan kumparan transformator, kita dapat merancang sebuah transformator dengan mudah. Kita bisa mengatur besar tegangan sekunder sesuai yang diinginkan dengan menggunakan rumus transformator.
1. Rumus menghitung jumlah lilitan dan tegangan transformator step down
Berikut ini adalah rumus transformator step down untuk menghitung lilitan dan tegangan :
\frac{N_p}{N_s} = \frac{V_p}{V_s}Contoh Soal :
1). Hitung berapa jumlah lilitan sekunder yang diperlukan untuk menghasilkan besar tegangan sekunder 24 Volt jika jumlah lilitan primer sebanyak 80 lilitan dan tegangan primer 220 volt ?
Jawab :
\frac{N_p}{N_s} = \frac{V_p}{V_s} \\ N_s = \frac{N_p \times V_s}{V_p} = \frac{80 \times 24}{220} = 8, 7 \ lilitan.2). Berapa tegangan sekunder yang dihasilkan pada sebuah transformator yang memiliki jumlah lilitan primer sebanyak 120 lilitan dan lilitan sekunder sebanyak 40 lilitan jika pada kumparan primer diberi tegangan listrik sebesar 110 volt ?
Jawab :
\frac{N_p}{N_s} = \frac{V_p}{V_s} \\ V_s = \frac{N_s \times V_p}{N_p} = \frac{40 \times 110}{120} = 36,7 \ lilitan2. Rumus menghitung arus pada transformator step down
Seperti sudah dijelaskan sebelumnya, daya listrik yang dihasilkan oleh kumparan sekunder transformator akan sama dengan daya listrik pada kumparan primer trafo. Dengan kata lain daya masuk sama dengan daya keluar.
Karena daya listrik merupakan arus dikalikan tegangan, maka perbandingan arus primer dan sekunder sama dengan perbandingan tegangan primer dan sekunder. Atau bisa dibuat menjadi rumus persamaan arus pada transformator sebagai berikut :
\frac{V_p}{V_s} = \frac{I_p}{I_s}Atau sama saja dengan :
\frac{I_p}{I_s} = \frac{N_p}{N_s}Contoh Soal :
1). Hitung berapa arus listrik yang mengalir pada kumparan sekunder trafo step down yang memiliki tegangan primer dan sekunder adalah 100 volt dan 30 volt dengan besar arus primer 2 A ?
Jawab :
\frac{V_p}{V_s} = \frac{I_p}{I_s} \\ I_s = \frac{V_p \times I_p}{V_s} = \frac{100 \times 2}{30} = 6,7 A2). Hitung berapa besar arus listrik yang dibutuhkan kumparan primer transformator step down untuk menghasilkan daya keluaran sebesar 60 Watt pada tegangan 12 volt jika besar tegangan primer sebesar 220 volt ?
Jawab :
Daya (P) = V \times I
Maka besar arus listrik primer :
I_p= \frac{P}{V_p} = \frac{60}{220} = 0,8 AAkhir kata
Demikian cara menghitung rumus transformator step down. Perlu diingat bahwa besar tegangan yang dihasilkan oleh trafo step down pasti lebih kecil dari tegangan yang dimasukkan. Namun besar arus listrik pada kumparan sekunder akan lebih besar daripada kumparan primer.
Karena itu ketika kita merancang sebuah transformator step down harus diperhatikan pada pemilihan kawat tembaga yang akan digunakan sebagai kumparan sekunder. Karena kumparan sekunder akan dialiri arus listrik yang lebih besar, maka kawat tembaga yang digunakan harus mempunyai diameter yang lebih besar pula dibandingkan kawat untuk kumparan primer.
Meskipun secara ideal besar daya masuk pada trafo sama dengan daya keluar, namun pada kenyataannya terjadi disisipasi atau penghamburan daya akibat banyak faktor. Pembuangan daya pada trafo dikenal dengan nama kerugian daya. Sehingga trafo yang baik memiliki tingkat efisiensi terhadap kerugian daya adalah yang mendekati nilai 100%.
