Rumus Efisiensi Transformator dan Contoh Soal

Pernah dengar kata transformator? Berbeda dengan transformer yang bisa berubah dari kendaraan ke bentuk robot, transformator atau trafo bisa mengendalikan arus listrik dalam sebuah mesin. Trafo juga menggunakan rumus efisiensi.

Rumus ini yang akhirnya bekerja mengoptimalkan aliran listrik pada suatu benda hingga alirannya efisien tanpa ada yang terbuang. Kamu juga bisa, lho, menemukan berbagai macam jenis benda sekitar yang menggunakan trafo.

Apa Itu Transformator?

Transformator adalah alat pengubah arus listrik tegangan AC. Baik arus tinggi maupun rendah bisa ditransformasi bolak balik menggunakan alat satu ini. Transformator juga dikenal dengan sebutan trafo. Sedikitnya terdapat dua jenis trafo yang bisa digunakan sesuai dimensi mesin.

1. Trafo Step Up

Jenis trafo pertama yang biasa digunakan pada mesin besar yakni trafo step up. Dimana alat transformasi bekerja menaikkan tegangan arus yang diterima agar hasil arus listrik maksimal. Tentu butuh perhitungan matang menggunakan rumus efisiensi trafo saat hendak membentuk mesin ini.

Trafo step up salah satunya digunakan pada generator listrik. Bisa dibayangkan berapa banyak daya listrik yang harus digunakan agar mesin bekerja optimal.

2. Trafo Step Down

Jenis kedua yakni trafo down. Jenis trafo ini memang lebih banyak digunakan karena bisa meredam arus listrik terlalu besar. Bahkan trafo ini digunakan agar alat tidak overheat atau paling buruk meledak.

Trafo down bekerja menurunkan arus listrik di berbahagia jenis alat yang sering digunakan sehari-hari. Beberapa contohnya adalah berbagai jenis charger, power supply, dan adaptor.

Baca: Rumus Daya

Bagian – Bagian Transformator/Trafo

Sedikitnya terdapat 8 bagian umum yang terdapat pada setiap alat transformator. Namun tidak semua orang bisa mengenali setiap bagian dari alat ini. Kenalan, yuk, dengan bagian-bagian umum di dalam alat pengalih nilai arus ini.

1. Inti Mesin

Seperti namanya, bagian ini bisa dibilang sebagai pusat yang mengatur semua prosedur mesin. Inti mesin atau inti trafo ini dililit dengan kawat kumparan yang cukup banyak. Saat listrik datang akan arus fluks untuk menginduksi kawat kumparan dan akhirnya listrik utuh tercipta.

2. Kumparan

Kumparan adalah bagian mesin berupa kawat. Tidak sembarang kawat, dalam mesin digunakan jenis kawat terbaik yang dapat menghantarkan arus listrik dengan cepat. Ada dua jenis kumparan yakni kumparan primer dan kumparan sekunder.

3. Lapisan Isolator

Lapisan ini merupakan bagian yang berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Bagaimanapun juga ada beberapa bagian yang arusnya dilarang bertemu apalagi saling bertabrakan. Jadi bagian ini berfungsi sebagai pencegah hubungan arus.

4. Wadah Trafo

Sebagai rangka luar, wadah trafo berfungsi untuk menjaga bagian inti mesin di dalamnya. Bahkan bagian ini bekerja sebagai pelindung secara keseluruhan. Bahan utama pembuatnya yakni bahan metal yang tahan panas,  air dan sebisa mungkin anti karat.

5. Bushing atau Terminal

Bagian ini berfungsi sebagai penghubung trafo ke bagian sirkuit. Brushing dipasang di setiap ujung kumparan. Bagian ini biasanya punya bagian menyembul ke atas yang dihubungkan dengan kabel listrik di bagian luarnya.

6. Tangki Konservator

Bagaimanapun juga alat transformasi memerlukan oli pendingin untuk meredam panas yang diproduksi mesin. Namun minyak pendingin (oli) tidak bisa ditempatkan sembarangan. Bagian konservator juga berfungsi untuk mengontrol jumlah oli yang akan digunakan.

7. Breather

Juga salah satunya berfungsi sebagai opsi pendinginan alat trafo secara keseluruhan, Breather bisa mengatur aliran udara yang langsung masuk ke dalam rongga mesin. Bagian ini dipasang di ujung pipa udara dengan silica gel sebagai peredam kelembaban.

8. Radiator

Terakhir, radiator berfungsi sebagai pendingin utama mesin. Tidak sama seperti radiator laptop, radiator trafo berbentuk bergaris yang bisa bekerja maksimal melakukan pendinginan langsung pada seluruh bagian mesin.

Faktor Kerugian Transformator

Faktor kerugian merupakan salah satu faktor kenapa mesin trafo tidak bisa bekerja ideal. Bukan hanya gagal dalam perhitungan rumus efisiensi, tapi juga ada faktor lainnya. Beberapa faktor lain berupa:

• Arus eddy dalam inti magnet melawan arus fluks
• Arus bolak balik yang ternyata hanya mengalir pada permukaan penampang konduktor yang nantinya berdampak pada besarnya kerugian kapasitas dan bertambahnya resistansi relatif.
• Arus primer AC berbalik lagi karena trafo tidak bisa mengubah arah fluks.
• Kapasitas arus liar pada lilitan kumparan trafo yang biasanya terjadi pada mesin berukuran besar.
• Kopling sekunder dan primer tidak bekerja sempurna dan menyebabkan semua arus fluks yang diinduksi pada lilitan primer bisa memotong lilitan sekunder.
• Resistansi kawat tembaga yang buruk menimbulkan disipasi arus daya saat dilalui listrik.

Masing-masing faktor kerugian bisa diinisiasi dengan mengganti bahan jadi bahan yang lebih bermutu. Bisa juga dengan memperhatikan kinerja mesin setiap hari dan langsung memperbaiki bagian yang rusak agar tidak menyebar.

Baca: Hukum Kekebalan Energi

Apa Itu Efisiensi Transformator?

Sebelumnya pernah dengar efisiensi transformator? Bila belum istilah ini berhubungan erat dengan daya listrik yang masuk keluar mesin. Berdasarkan konsep ini efisiensi terbagi menjadi dua yakni trafo ideal dan trafo tidak ideal.

Trafo ideal punya efisiensi hingga 100% dengan nilai daya keluar = daya masuk. Sedangkan trafo tidak ideal yang terjadi bila energi keluar lebih kecil nilainya dengan energi masuk. Dalam kasus trafo tidak ideal bisa jadi energi hilang karena panas atau hal lainnya.

Rumus Efisiensi Transformator

Rumus ini digunakan untuk mencari nilai efisiensi dari kinerja sebuah trafo baik trafo step down atau step up. Rumus secara sederhana merupakan perbandingan antara daya output (daya yang dikeluarkan) dengan daya input (daya yang masuk mesin). Rumusnya yakni:

Keterangan:

Rumus lain yang bisa digunakan yakni dengan menggunakan rumus tegangan input dan tegangan output. Rumus ini bisa kamu gunakan bila data yang disajikan pada soal menyebutkan nilai tegangan input dan output. Rumus yang bisa kamu gunakan yakni:

Baca: Konduktor

Contoh Soal dan Pembahasan

Tidak lengkap bila sudah tahu rumus efisiensi tanpa melihat contoh soalnya. Kami punya dua contoh soal yang bisa kamu gunakan sebagai gambaran umum. Berikut contoh soal yang bisa kamu bedah sendiri.

Contoh soal 1

Trafo dengan daya tegangan primer (input) 50 W dengan daya tegangan sekunder (output) 40 W. berapa nilai efisiensi trafo?

Jadi, nilai efisiensi trafo di atas adalah 0.8%.

Contoh soal 2

Berapa nilai arus sekunder pada trafo dengan efisiensi 75%, tegangan primer 220 V, tegangan sekunder 100 V, dan arus primer 1 A.

Jadi, nilai arus sekunder = 1.65 Amper.

Kedua soal di atas murni menggunakan rumus efisiensi. Kamu bisa membedah sendiri penggunaan rumus pada contoh soal lainnya. Jangan lupa lakukan penyesuaian terlebih dulu antara soal dan jenis data yang tersedia pada soal.