Logo
Benang Lurus
Topik Belajar Transformator
Transformator

Transformator

Kurikulum & Timeline Belajar 0 dari 1 Modul Selesai
Materi Pembelajaran
Induksi Elektromagnetik: Transformator (Trafo)

Transformator (trafo) adalah peralatan listrik statis yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik (Hukum Faraday) untuk mentransfer daya listrik serta menaikkan atau menurunkan taraf tegangan bolak-balik (\(\text{AC}\)) tanpa mengubah frekuensinya.

1. Skema Trafo Step-Up (Penaik Tegangan)
\(V_s > V_p\)

Rendered by QuickLaTeX.com

  • Kumparan Primer (\(N_p\) sedikit): Tegangan rendah (\(V_p\)), arus besar (\(I_p\)).
  • Kumparan Sekunder (\(N_s\) banyak): Tegangan tinggi (\(V_s\)), arus kecil (\(I_s\)).

2. Skema Trafo Step-Down (Penurun Tegangan)
\(V_s < V_p\)

Rendered by QuickLaTeX.com

  • Kumparan Primer (\(N_p\) banyak): Tegangan tinggi (\(V_p\)), arus kecil (\(I_p\)).
  • Kumparan Sekunder (\(N_s\) sedikit): Tegangan rendah (\(V_s\)), arus besar (\(I_s\)).
Karakteristik Pembanding Trafo Step-Up (Penaik Tegangan) Trafo Step-Down (Penurun Tegangan)
Fungsi Utama Menaikkan tegangan listrik \(\text{AC}\) Menurunkan tegangan listrik \(\text{AC}\)
Tegangan (\(V\)) \(V_s > V_p\)  (Tegangan sekunder lebih besar) \(V_s < V_p\)  (Tegangan sekunder lebih kecil)
Jumlah Lilitan (\(N\)) \(N_s > N_p\)  (Lilitan sekunder lebih banyak) \(N_s < N_p\)  (Lilitan sekunder lebih sedikit)
Kuat Arus Listrik (\(I\)) \(I_s < I_p\)  (Kuat arus sekunder mengecil) \(I_s > I_p\)  (Kuat arus sekunder membesar)
Aplikasi Nyata Pembangkit listrik ke transmisi jarak jauh (\(\text{SUTET}\)) Adaptor/charger HP, televisi, radio, lemari es

Rumus Inti Transformator:

1. Trafo Ideal (Efisiensi \(\eta = 100\%\)):
\begin{align*}
\frac{V_p}{V_s} &= \frac{N_p}{N_s} = \frac{I_s}{I_p} \\[4pt] P_p &= P_s \iff V_p \cdot I_p = V_s \cdot I_s
\end{align*}
2. Trafo Nyata (Realitas Fisik):
\begin{align*}
\eta &= \frac{P_s}{P_p} \times 100\% = \frac{V_s \cdot I_s}{V_p \cdot I_p} \times 100\% \\[4pt] P_{\text{hilang}} &= P_p \:-\: P_s \quad (\text{terdisipasi jadi kalor})
\end{align*}
Soal 01
Single Choice
Tingkat: Mudah
Sebuah transformator step-up dengan perbandingan lilitan \(1 : 4\) dihubungkan kumparan primernya ke sebuah baterai aki bertegangan konstan \(12\text{ V (DC)}\). Pada kumparan sekunder dipasang sebuah lampu pijar kecil \(48\text{ V}\). Peristiwa yang akan terjadi pada lampu tersebut adalah ….
(A)  Lampu menyala normal karena tegangan naik menjadi \(48\text{ V}\)
(B)  Lampu langsung putus karena kelebihan tegangan
(C)  Lampu sama sekali tidak menyala
(D)  Lampu menyala redup secara terus-menerus
Soal 02
Single Choice
Tingkat: Mudah
Sebuah trafo penurun tegangan memiliki kumparan primer dengan \(1.000\text{ lilitan}\) dan kumparan sekunder dengan \(250\text{ lilitan}\). Jika trafo dipasang pada tegangan jala-jala listrik PLN sebesar \(220\text{ V}\), maka tegangan yang dihasilkan pada kumparan sekunder adalah ….
(A)  \(44\text{ Volt}\)
(B)  \(55\text{ Volt}\)
(C)  \(110\text{ Volt}\)
(D)  \(880\text{ Volt}\)
Soal 03
Tabel Benar-Salah
Tingkat: Sedang
Tentukan nilai kebenaran dari pernyataan-pernyataan mengenai prinsip kerja transformator berikut!
No. Pernyataan Analisis Benar Salah
(A) Pada trafo step-up, kawat kumparan primer dibuat lebih tebal daripada kumparan sekunder karena dialiri arus yang lebih besar. … …
(B) Trafo step-down yang ideal mampu menghasilkan daya sekunder yang lebih besar daripada daya primer. … …
(C) Perbandingan tegangan (\(V_p : V_s\)) selalu berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan (\(N_p : N_s\)) baik pada trafo ideal maupun nyata. … …
Soal 04
Single Choice
Tingkat: Mudah
Sebuah trafo ideal digunakan untuk menaikkan tegangan listrik dari \(25\text{ V}\) menjadi \(250\text{ V}\). Jika pada kumparan sekunder mengalir arus listrik sebesar \(0{,}6\text{ A}\), maka kuat arus listrik pada kumparan primer adalah ….
(A)  \(0{,}06\text{ A}\)
(B)  \(0{,}6\text{ A}\)
(C)  \(2{,}5\text{ A}\)
(D)  \(6\text{ A}\)
Soal 05
Pilihan Ganda Kompleks
Tingkat: Sedang
Pilihlah lebih dari satu jawaban yang benar!
Ciri-ciri dan penerapan yang tepat mengenai transformator step-down adalah ….
[   ]  1. Tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder (\(V_p > V_s\))
[   ]  2. Kuat arus primer lebih besar daripada kuat arus sekunder (\(I_p > I_s\))
[   ]  3. Jumlah lilitan sekunder lebih sedikit dibanding kumparan primer (\(N_s < N_p\))
[   ]  4. Diterapkan di dalam rangkaian adaptor charger telepon genggam
Soal 06
Single Choice
Tingkat: Sedang
Sebuah transformator diberikan daya masukan sebesar \(200\text{ Watt}\). Jika daya listrik yang berhasil dimanfaatkan pada kumparan sekunder adalah \(160\text{ Watt}\), maka efisiensi trafo dan besar daya listrik yang terbuang menjadi energi kalor berturut-turut adalah ….
(A)  \(80\%\) dan \(40\text{ Watt}\)
(B)  \(80\%\) dan \(20\text{ Watt}\)
(C)  \(75\%\) dan \(40\text{ Watt}\)
(D)  \(75\%\) dan \(50\text{ Watt}\)
Soal 07
Single Choice
Tingkat: Sedang
Sebuah trafo dihubungkan ke sumber tegangan primer \(220\text{ V}\) dan menarik arus listrik \(0{,}5\text{ A}\). Kumparan sekunder menghasilkan tegangan keluaran \(11\text{ V}\) dengan kuat arus \(8\text{ A}\). Efisiensi transformator tersebut adalah ….
(A)  \(70\%\)
(B)  \(75\%\)
(C)  \(80\%\)
(D)  \(85\%\)
Soal 08
Tabel Matriks
Tingkat: Sedang
Perhatikan tabel hasil pengukuran tiga unit transformator berikut:
Trafo \(N_p\) \(N_s\) \(V_p\text{ (V)}\) \(V_s\text{ (V)}\) \(I_p\text{ (A)}\) \(I_s\text{ (A)}\)
X 400 1.200 100 300 3 1
Y 800 200 240 60 1 4
Z 500 1.000 110 220 2 2
Tentukan kesesuaian dari pernyataan-pernyataan berikut berdasarkan data tabel di atas!
No. Pernyataan Sesuai Tidak Sesuai
(A) Trafo X merupakan trafo step-up ideal karena \(V_s > V_p\) dan daya input sama dengan daya output (\(300\text{ W}\)). … …
(B) Trafo Y tergolong trafo step-down dengan arus keluaran sekunder meningkat menjadi 4 kali arus primer. … …
(C) Trafo Z secara fisis mungkin terjadi di dunia nyata tanpa melanggar hukum fisika. … …
Soal 09
Single Choice
Tingkat: Sulit
Sebuah lampu bertuliskan spesifikasi \(12\text{ V } / 24\text{ W}\) menyala dengan kecerahan normal pada kumparan sekunder sebuah transformator ideal. Jika kumparan primer trafo tersebut dihubungkan ke sumber listrik bolak-balik bertegangan \(240\text{ V}\), maka kuat arus pada kumparan primer dan perbandingan lilitan primer terhadap sekunder (\(N_p : N_s\)) berturut-turut adalah ….
(A)  \(0{,}1\text{ A}\) dan \(20 : 1\)
(B)  \(0{,}1\text{ A}\) dan \(1 : 20\)
(C)  \(2\text{ A}\) dan \(20 : 1\)
(D)  \(2\text{ A}\) dan \(1 : 20\)
Soal 10
Pilihan Ganda Kompleks
Tingkat: Sedang
Pilihlah lebih dari satu jawaban yang benar!
Faktor-faktor fisis yang menyebabkan efisiensi transformator di dunia nyata tidak pernah mencapai \(100\%\) adalah ….
[   ]  1. Timbulnya arus pusar (Eddy current) di dalam inti besi yang menghasilkan panas
[   ]  2. Hambatan listrik pada kawat tembaga kumparan yang memicu disipasi kalor Joule
[   ]  3. Kebocoran fluks magnetik akibat tidak seluruh garis gaya magnet menembus sekunder
[   ]  4. Perubahan frekuensi listrik bolak-balik antara sisi primer dan sekunder
Soal 11
Single Choice
Tingkat: Sedang
Dalam sistem transmisi penyaluran energi listrik jarak jauh dari pembangkit listrik ke kota-kota (jaringan SUTET), PLN menaikkan tegangan listrik menggunakan transformator step-up hingga ratusan kilovolt (\(150\text{ kV} – 500\text{ kV}\)). Alasan ilmiah utama penaikan tegangan tersebut adalah ….
(A)  Mempercepat aliran elektron agar listrik sampai ke kota tepat waktu
(B)  Memperkecil kuat arus listrik transmisi sehingga meminimalkan daya yang hilang sebagai kalor pada kabel
(C)  Mengubah jenis arus bolak-balik menjadi arus searah yang lebih tahan hambatan
(D)  Mencegah terjadinya sambaran petir pada kabel menara transmisi
Soal 12
Single Choice
Tingkat: Sulit
Sebuah trafo dengan efisiensi \(75\%\) digunakan untuk menyalakan sebuah lampu berdaya \(60\text{ Watt}\). Jika kumparan primer dihubungkan ke sumber tegangan \(200\text{ V}\), maka kuat arus pada kumparan primer serta daya listrik yang terdisipasi menjadi kalor adalah ….
(A)  \(0{,}3\text{ A}\) dan \(15\text{ Watt}\)
(B)  \(0{,}4\text{ A}\) dan \(20\text{ Watt}\)
(C)  \(0{,}4\text{ A}\) dan \(25\text{ Watt}\)
(D)  \(0{,}5\text{ A}\) dan \(20\text{ Watt}\)
Soal 13
Tabel Benar-Salah
Tingkat: Sedang
Tentukan nilai kebenaran dari pernyataan-pernyataan analitis tentang hubungan matematis besaran transformator berikut!
No. Pernyataan Benar Salah
(A) Jika perbandingan jumlah lilitan primer dan sekunder adalah \(1 : 3\), maka pada trafo ideal kuat arus primer adalah 3 kali kuat arus sekunder. … …
(B) Pada transformator nyata dengan efisiensi \(80\%\), rumus perbandingan arus \(\frac{I_s}{I_p} = \frac{N_p}{N_s}\) masih berlaku secara tepat. … …
(C) Besar daya listrik yang hilang pada trafo dapat dihitung dengan persamaan selisih daya primer dikurangi daya sekunder (\(P_p \:-\: P_s\)). … …
Soal 14
Pilihan Ganda Kompleks
Tingkat: Sulit
Sebuah trafo ideal memiliki kumparan primer \(250\text{ lilitan}\) dan kumparan sekunder \(1.000\text{ lilitan}\). Kumparan primer dihubungkan ke sumber tegangan \(50\text{ V}\), sedangkan kumparan sekunder dihubungkan ke hambatan beban sebesar \(R = 100\ \Omega\).
Pilihlah pernyataan yang benar (jawaban benar lebih dari satu)!
[   ]  1. Tegangan yang dihasilkan pada kumparan sekunder adalah \(200\text{ Volt}\)
[   ]  2. Kuat arus listrik yang mengalir pada kumparan sekunder adalah \(2\text{ Ampere}\)
[   ]  3. Kuat arus listrik yang mengalir pada kumparan primer adalah \(0{,}5\text{ Ampere}\)
[   ]  4. Daya listrik yang diserap oleh hambatan beban adalah \(400\text{ Watt}\)
Soal 15
Single Choice
Tingkat: Sulit
Sebuah trafo memiliki satu kumparan primer dan dua buah kumparan sekunder terpisah (kumparan sekunder 1 dan sekunder 2). Kumparan sekunder 1 memiliki \(60\text{ lilitan}\) dan menghasilkan tegangan sebesar \(12\text{ V}\). Jika kumparan sekunder 2 dirancang untuk menghasilkan tegangan keluaran sebesar \(36\text{ V}\), maka jumlah lilitan pada kumparan sekunder 2 harus dibuat sebanyak ….
(A)  \(20\text{ lilitan}\)
(B)  \(120\text{ lilitan}\)
(C)  \(180\text{ lilitan}\)
(D)  \(240\text{ lilitan}\)
0
Konsultasi Belajar
Ruang diskusi terbuka untuk mendampingi pemahaman belajar Anda.
×
Robot Asisten Belajar
Online • BenangLurus AI
Halo! Ada soal, tugas, atau konsep materi pelajaran yang ingin kamu tanyakan hari ini? Kamu juga bisa menyisipkan foto/dokumen soal, lho!