Transformator atau trafo adalah komponen elektronika berupa lilitan kawat konduktor yang berfungsi untuk menghasilkan tegangan induksi. Tegangan induksi yang dihasilkan oleh trafo berupa arus listrik AC dengan frekuensi yang sama dengan tegangan sumbernya.
Trafo yang digunakan pada sirkuit elektronika dan kelistrikan terdiri dari bermacam macam bentuk dan tipe. Salah satu jenis transformator adalah trafo step down, atau biasa dikenal dengan nama trafo penurun tegangan.
Seperti apa fungsi dan cara kerja transformator step down. kita akan membahasnya di artikel berikut ini.
Apa arti trafo step down ?
Trafo step down adalah trafo yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik AC. Pasangan dari jenis trafo ini adalah trafo step up yang berguna untuk menaikkan tegangan.
Kedua jenis trafo tersebut, terdiri dari bagian transformator yang sama, yaitu berupa 2 buah kumparan primer dan sekunder pada satu inti yang sama. Karena berada pada satu inti yang sama, maka ketika salah satu kumparan diberikan arus listrik AC, maka akan timbul tegangan pada kumparan lainnya.
Tegangan induksi yang dihasilkan oleh trafo bisa lebih tinggi atau lebih rendah dari tegangan sumber yang dimasukkan pada salah satu kumparan trafo. Pada jenis trafo step down, jumlah lilitan kumparan sekunder lebih sedikit daripada jumlah lilitan pada kumparan primer.
Gambar trafo step down
Contoh bentuk trafo penurun tegangan diperlihatkan pada gambar di bawah ini :
Fungsi dan contoh trafo step down
Fungsi utama trafo step down adalah untuk menurunkan tegangan listrik. Harus diingat, bahwa tegangan listrik yang diberikan pada trafo adalah jenis tegangan listrik AC.
Dibandingkan dengan trafo step up, jenis trafo ini lebih sering digunakan pada berbagai perangkat elektronika. Karena kita tahu, besar tegangan listrik yang ada di rumah rumah adalah 220V. Sementara kebutuhan tegangan listrik pada rangkaian elektronika umumnya adalah 5V sampai 24V saja.
Karena itu, dibutuhkan trafo yang bertindak sebagai penurun tegangan listrik. Sehingga tegangan yang masuk ke rangkaian akan sesuai dengan kebutuhan.
Beberapa contoh rangkaian dan perangkat elektronika yang menggunakan trafo step down diantaranya adalah sebagai berikut :
- Televisi
- Radio
- Tape
- Amplifier
- Perangkat penerima siaran satelit
- DVD player
- Bel sekolah
- Komputer
- Charger HP
- Charger Laptop
Cara kerja
Prinsip kerja trafo pada dasarnya adalah terjadi karena adanya fenomena mutual induction atau induksi bersama. Mutual induksi terjadi ketika beberapa kumparan konduktor dililitkan pada satu inti yang sama.
Sebuah trafo dapat memiliki dua atau lebih kumparan yang melilit pada inti yang sama. Kedua kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder.
Kumparan primer adalah kumparan yang terhubung secara langsung dengan sumber tegangan. Sedangkan kumparan sekunder merupakan kumparan yang menghasilkan tegangan induksi.
Antara kumparan primer dan sekunder pada trafo tidak terhubung secara elektrik. Dengan kata lain, meskipun kedua kumparan trafo melilit pada inti yang sama, namun terpisah secara fisik. Sehingga aman untuk digunakan sebagai konverter tegangan listrik AC.
Cara kerja trafo step down adalah sebagai berikut :
Ketika kumparan primer trafo terhubung dengan sumber tegangan listrik AC, maka akan muncul medan magnet di sekitar kumparan. Medan magnet yang muncul tersebut akan menghasil gaya gerak listrik atau ggl sebagai akibat adanya perlawanan arus listrik yang mengalir pada kumparan.
Gaya gerak listrik yang timbul selanjunya akan menginduksi kumparan sekunder trafo. Akibatnya, kumparan sekunder akan menghasilkan tegangan induksi.
Besar kecilnya tegangan induksi yang dihasilkan oleh kumparan sekunder trafo tergantung pada perbandingan jumlah lilitan antara kumparan primer dan kumparan sekunder.
Silahkan baca artikel : Cara menghitung rumus trafo untuk pembahasan yang lebih lengkap.
Cara pasang trafo step down
Transformator step down lebih sering ditemukan pada sirkuit power supply atau inverter suatu rangkaian. Fungsinya adalah untuk menurunkan tegangan sumber AC agar sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian.
Contoh pemasangan sederhana trafo penurun tegangan adalah pada modul rangkaian adaptor. Adaptor merupakan rangkaian penurun tegangan 220V menjadi tegangan 110V atau lebih kecil lagi.
Tafo step down dipasang pada sirkuit yang terhubung langsung dengan sumber tegangan listrik. Biasanya sebelum trafo dipasang fuse atau sekering yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian.
Hati hati dalam memasang trafo pada rangkaian, jangan sampai terbalik antara sisi primer dan sekunder.
Untuk membedakan sisi kumparan primer dan sekunder trafo penurun tegangan dapat dilihat dari perbandingan hambatan kedua kkumparan. Kumparan primer trafo step down memiliki jumlah lilitan yang lebih banyak dari kumparan sekunder.
Jadi, hambatan kumparan pada kumparan primer lebih besar dibandingkan pada kumparan sekunder.
Rumus trafo step down
Perhitungan rumus transformator step down didapat dari perbandingan jumlah lilitan kedua kumparan trafo. Dari perbandingan ini, kita dapat mengetahui besar tegangan dan daya yang ada pada kumparan primer dan sekunder.
Berikut ini adalah rumus perbandingan lilitan kumparan trafo :
\frac{N_P}{N_S} = \frac{V_P}{V_S} Dimana N adalah jumlah lilitan, P adalah kumparan primer dan S adalah kumparan sekunder.
Contoh perhitungan :
1). Soal 1
Jika jumlah lilitan primer dan sekunder trafo adalah 300 dan 60, hitung berapa tegangan induksi yang dihasilkan pada kumparan sekunder trafo bila kumparan primer diberikan tegagan 220V ?
Jawab :
\frac{N_P}{N_S} = \frac{V_P}{V_S} \\
\frac{300}{60} = \frac{220}{V_S} \\
V_S=\frac{220 \times 60}{300} = 44VJadi tegangan induksi yang dihasilkan adalah sebesar 44 Volt.
2). Soal 2
Hitung berapa lilitan sekunder yang diperlukan untuk menghasilkan tegaangan induksi sebesar 6V jika jumlah lilitan pada kumparan primer sebanyak 120 lilitan dan tegangan primer direncanakan 160V ?
Jawab :
\frac{N_P}{N_S} = \frac{V_P}{V_S} \\
\frac{120}{N_S} = \frac{160}{6} \\
N_S=\frac{120 \times 6}{160} = 4,5 \ lilitanRumus daya
Idealnya, daya listrik pada trafo tidak mengalami perubahan, karena yang mengalami perubaham tegangan dan arus listrik saja. Sementara daya listrik yang masuk sama dengan daya listrik yang keluar dari trafo.
Akan tetapi, faktanya masih tetap ada kerugian daya yang terhambur dalam bentuk panas. Hal ini disebabkan karena banyak faktor, seperti jenis bahan dan desain bentuk trafo.
Kita tahu, daya listrik didapat dari tegangan dan arus listrik. Atau dituliskan dalam rumus :
P = V X I
Sehingga rumus daya trafo adalah :
V_P \times V_S = I_P \times I_S
