KOMPAS.com – Transformator adalah perangkat elektronika yang berfungsi untuk mengubah tegangan dalam suatu rangkaian listrik. Berikut adalah rumus-rumus yang digunakan dalam transformator, beserta pejelasannya!
Persamaan transformator
Rumus transformator diawali dengan prinsip kerjanya, yaitu perubahan fluks magnetik. Menurut Hukum Faraday, di mana tegangan bergantung pada jumlah lilitan dan laju perubahan fluks medan magnet.
Dilansir dari Physics LibreTexts, Kirchoff juga memberitahukan bahwa ggl induksi persis sama dengan input voltase. Sehingga, didapatkan persamaan transformator sebagai berikut:
Vp/Vs = Np/Ns
Dengan,
Vp: tegangan kumparan primer
Vs: tegangan kumparan sekunder
Np: jumlah lilitan kumparan primer
Ns: jumlah lilitan kumparan sekunder
Persamaan transformator menggambarkan hubungan tegangan dan jumlah lilitan pada trafo.
Baca juga: Transformator: Pengertian, Fungsi, dan Prinsip Kerjanya
Mencari arus pada trafo
Dari persaman transformator di atas, kita dapat menentukan rumus arus yang mengalir pada trafo. Dilansir dari Lumen Learning, jika tegangan naik maka arus akan ikut naik dan jika tegangan berkurang maka arus akan meningkat.
Sehingga, persamaan transformasinya menjadi:
Vp/Vs = Np/Ns = Is/Ip
Dengan,
Is: arus sekunder
Ip: arus primer
Perlu diingat, bahwa trafo step up menaikkan tegangan dan menurunkan arus. Sehingga, arus sekunder trafo step up akan selalu lebih kecil dari arus primernya (Is < Ip).
Adapun, trafo step down menurunkan tegangan dan menaikkan arus. Sehingga, arus sekunder trafo step down akan selalu lebih besar dari arus primernya (Is > Ip).
Baca juga: Mencari Kuat Arus Keluaran pada Trafo
Rumus mencari arus sekunder pada trafoDari persamaan di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa rumus mencari arus sekunder pada trafo adalah:
Is = (Vp/Vs) x Ip
Atau, jika yang diketahui jumlah lilitannya maka rumus arus sekunder trafo menjadi:
Is = (Np/Ns) x Ip
Rumus mencari arus primer pada trafoSelain mencari arus sekunder, kita juga dapat mencari arus primer berdasarkan persamaan transformasi. Berikut adalah rumus arus primer pada trafo:
Ip = (Vs/Vp) x Is
Atau, jika diketahui jumlah lilitannya maka rumus arus primer trafo menjadi:
Ip = (Ns/Np) x Is
Baca juga: Penerapan Induksi Magnetik pada Trafo
Rumus mencari tegangan trafo
Rumus mencari tegangan trafo step up dan trafo step down didapatkan dari persamaan transformator yang sama.
Bedanya, pada trafo step up tegangan sekunder akan selalu lebih besar dari tegangan primer. Adapun, tegangan sekunder trafo step down akan selalu lebih kecil dari tegangan primernya.
Rumus mencari tegangan sekunder trafoVs = (Ns/Np) x Vp
Atau, jika diketahui arusnya maka rumus mencari tegangan sekunder trafo menjadi:
Vs = (Ip/Is) x Vp
Rumus mencari tegangan primer trafoVp = (Np/Ns) x Vs
Atau jika diketahui arusnya maka rumus mencari tegangan primer trafo menjadi:
Vp = (Is/Ip) x Vs
Rumus mencari jumlah lilitan trafo
Dari persamaan transformasi juga, kita dapat menentukan jumlah lilitan primer dan sekunder pada trafo step up maupun trafo step down.
Baca juga: Penggunaan Persamaan Efisiensi Trafo untuk Mencari Kuat Arus Primer
Rumus mencari jumlah lilitan sekunder trafoNs = (Vs/Vp) x Np
Atau, jika diketahui arusnya maka rumus jumlah lilitan sekunder trafo menjadi:
Ns = (Ip/Is) x Np
Rumus mencari jumlah lilitan primer trafoNp = (Vp/Vs) x Ns
Atau, jika diketahui arusnya maka rumus jumlah lilitan primer trafo menjadi:
Np = (Is/Ip) x Ns
Rumus efisiensi trafo
Transformator memiliki efisiensi yaitu ukuran seberapa banyak rugi daya yang keluar dari trafo. Dilansir BBC, transformator ideal memiliki efisiensi 100% di mana daya primer (Pp) dan daya sekundernya (Ps) adalah sama.
Daya (P) merupakan hasil kali dari tegangan (V) dan arus listrik (I), sehingga persamaan transformator ideal adalah:
Ps = Pp
Vs x Is = Vp x Ip
Sehingga, efisiensi transformator memiliki rumus:
? = ((Vs x Is)/(Vp x Ip)) x 100%
Dengan,
?: efisiensi trafo
Vs: tegangan sekunder
Vp: tegangan primer
Is: arus sekunder
Ip: arus sekunder