Pengertian dan Rumus Efisiensi Trafo (Transformator) serta Cara Menghitungnya
Pengertian dan Rumus Efisiensi Trafo (Transformator) serta Cara Menghitungnya

Pengertian dan Rumus Efisiensi Trafo (Transformator)

Diposting pada

Pengertian dan Rumus Efisiensi Trafo (Transformator) – Trafo (transformator) adalah alat yang digunakan untuk menaikan atau menurunkan tegangan listrik atau trafo step up dan trafo step down. Mungin sebagian dari Anda sudah mengerti bahwa trafo yang paling ideal memiliki efisiensi 100%. Namun pada kenyataannya, hal ini sepertinya tidak akan bisa terjadi. Karena banyak sekali faktor yang dapat mengakibatkan transformator kehilangan daya pada saat digunakan. Dalam bahasa inggris, kehilangan daya pada sebuah trafo disebut dengan power loss. Dan pada artikel ini akan dibahas mengenai pengertian dari efisensi trafo, rumus, dan cara menghitungnya.

Pengertian dan Rumus Efisiensi Trafo (Transformator) serta Cara Menghitungnya

Pengertian dan Rumus Efisiensi Trafo (Transformator) serta Cara Menghitungnya
Pengertian dan Rumus Efisiensi Trafo (Transformator) serta Cara Menghitungnya

Pengertian Efisiensi Trafo

Efisiensi Trafo adalah perbandingan daya listrik keluaran dengan daya listrik yang masuk pada sebuah transformator. Oleh sebab itu, efisiensi trafo sangat erat kaitannya dengan power loss atau kerugian daya pada saat trafo digunakan. Faktor penyebab power loss pada trafo ada cukup banyak. Berikut akan diulas beberapa faktor tersebut.

Baca juga : Fungsi Trafo Step Up dan Trafo Step Down dalam Sistem Transmisi Listrik AC

Faktor Penyebab Kerugian Daya (Power Loss) pada Transformator

Faktor penyebab terjadinya kerugian daya pada trafo, secara garis besar dapat diakibatkan oleh 2 faktor utama. Pertama yaitu karena faktor inti besi (core loss) dan kedua karena faktor kumparan (copper loss). Berikut adalah penjelasan dari kedua faktor tersebut.

  1. Core Losses atau Iron Losses

    Core losses atau iron losses merupakan kerugian daya pada transformator yang disebabkan oleh inti besi dalam trafo itu sendiri. Dalam core losses, kehilangan daya ini dapat disebabkan oleh dua faktor. Pertama karena kerugian arus Eddy dan kedua karena kerugian Histeresis. Kedua faktor penyebab kerugian daya ini bergantung pada sifat bahan magnetik yang ada pada konstruksi dalam inti transformator.

  • Kerugian Arus Eddy (Eddy Current Loss)
    Seperti yang kita ketahui, pada trafo, arus listrik akan masuk ke dalam kumparan primer yang kemudian membentuk fluks mendan magnetik secara bergantian. Induksi gaya gerak listrik (GGL) akan terjadi apabila fluks magnet tersebut telah terhubung ke kumparan sekunder. Namun, tidak seluruh fluks tersebut hanya mengarah ke kumparan sekunder. Sebagian kecilnya ada juga yang menginduksi bahan konduktor dari bagian trafo yang lain, salah satunya yaitu inti besinya trafo. Hal ini menyebabkan inti besi trafo mendapat sirkulasi arus kecil yang disebut dengar arus Eddy atau Eddy Current.
  • Kerugian Histerisis (Hysterisit Losses)
    Kerugian histerisis pada sebuah transformator merupakan kerugian yang disebabkan karena pembalikan magnetisasi pada inti trafo tersebut. Besarnya nilai kehilangan daya trafo akibat histerisis tergantung pada volume dan kadar besi dari inti besi yang digunakan pada konstruksi trafo tersebut. Selain itu juga dapat dipengaruhi oleh tingkat kerapatan fluks magnet dan frekuensi pembalikan magnetik.
  1. Copper Losses

    Penyebab hilangnya daya trafo berikutnya yaitu copper losses. Coper Losses adalah kehilangan daya transformator yang disebabkan oleh resistansi atau hambatan pada kumparan (lilitan) dalam transformator itu sendiri. Baik pada lilitan primer maupun lilitan sekunder. Kehilangan daya copper losses ini berbanding lurus dengan kuadrat arus yang mengalir. Karena arus yang mengalir tergantung pada beban, maka kerugian atau kehilangan daya karena copper losses bervariasi tergantung dari besarnya beban yang diberikan ke trafo tersebut.

Rumus Efisiensi Trafo

Seperti yang sudah dijelaskan di atas, efisiensi transformator dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara daya listrik outpot dengan daya listrik input. Rumus efisiensi trafo adalah:

ɳ = (P out / P in) x 100%

Keterangan :

ɳ : Efisiensi Trafo
P out : Daya listrik Keluaran (Output) atau Daya pada Kumparan Sekunder
P in : Daya listrik Masukan (Input) atau Daya pada Kumparan Primer

Selain rumus tersebut, ada lagi rumus turunannya. Sehingga efisiensi trafo dapat dihitung dengan persamaan :

ɳ = (Ns x Is / Np x Ip) x 100%

dan

ɳ = (Vs x Is / Vp x Ip) x 100%

Keterangan :
ɳ  : Efisiensi Trafo
Vs : Tegangan Sekunder
Vp : Tegangan Primer
Is : Arus Sekunder
Ip : Arus Primer
Ns : Lilitan sekunder
Np : Lilitan primer

Rumus-rumus tersebut dapat digunakan untuk mengetahui nilai efisiensi trafo step up maupun trafo step down.

Contoh Soal dan Cara Menghitung Efisiensi Trafo (Transformator)

Dengan menggunakan rumus pokok dan rumus turunan efisiensi trafo di atas, maka kita bisa menjawab berbagai soal tentang efisiensi trafo. Berikut adalah beberapa contoh soalnya.

Contoh Soal 1

Diketahui sebuah Transformator mempunyai daya listrik sebesar 20 Watt di bagian Primer dan 18 Watt di bagian sekunder. Hitunglah nilai efisiensi trafo tersebut!

Cara Penyelesaian :

Diketahui :
P input = 20 Watt
P output = 18 watt

Ditanya : Efisiensti trafo = ?

Jawab :
ɳ = (P out / P in) x 100%
ɳ = (18 / 20) x 100%
ɳ = 90%

Jadi, efisiensi trafo tersebut adalah sebesar 90%

Contoh Soal 2

Terdapat sebuah transformator dengan arus primer 1 Ampere dan arus Sekunder 0,5 Ampere. Apabila jumlah lilitan di bagian primer trafo tersebut adalah 200 lilitan dan jumlah ilitan pada bagian sekundernya 500 lilitan, maka berapakah nilai efisiensi transformator tersebut ketika beroperasi?

Diketahui :

Ip = 1A
Is = 0,25A
Np = 200 lilitan
Ns = 500 lilitan

Ditanya : Efisiensi trafo = ?

Jawab :

ɳ = (Ns x Is / Np x Ip) x 100%
ɳ = (500 x 0,25 / 200 x 1) x 100%
ɳ = (125 / 200) x 100%
ɳ = 62,5%

Jadi, Efisiensi Trafo tersebut adalah sebesar 62,5%

Contoh Soal 3

Sebuah Transformator mempunya tegangan Input 220 Volt dan tegangan Output 110 Volt. Sedangkan arus inputnya adalah 1 Ampere dan arus outpunya adalah 1,5 Ampere. Hitunglah efisiensi transformator tersebut!

Diketahui :

Vp = 220 V
Vs = 110 V
Ip = 1 A
Is = 1,5 A

Ditanya : Efisiensi Trafo = ?

Jawab :

ɳ = (Vs x Is / Vp x Ip) x 100%
ɳ = (110V x 1,5A / 220V x 1A) x 100%
ɳ = 165 / 220 x 100%
ɳ = 75%

Jadi, efisiensi Trafo tersebut adalah sebesar 75%

Contoh Soal 4

Terdapat sebuah trafo dengan tegangan primer dan sekundernya 220 V dan 55 V.jika kuat arus primer 0,5 A dan kuat arus sekunder 1,5 A, berapakah efisiensi trafo?

Diketahui :

Vp = 220 volt
Vs = 55 volt
Ip = 0,5 A
Is = 1,5 A

Ditanya : efisiensi trafo = ?

Jawab :

Vs.Is = η.Vp.Ip
55. 1,5 = η. 220. 0,5
55. 3 = η. 220
165 = η. 220
η = (165/220)
η = 0,75 = 75%

Jadi, efisiensi trafo tersebut adalah 75%

Contoh Soal 5

Diketahui sebuah trafo memiliki efisiensi 75%, daya kumparan sekunder 18.000 Watt, dan tegangan primer 4000 Volt. Hitunglah daya listrik kumparan primer dan kuat arus primernya!

Diketahui :

η = 75%
P out = 18.000 W
Vp = 4.000 V

Ditanya :
P in = ?
I p = ?

Jawab :

η = P out/P Ip . 100%
75% = 18000/Vi . Ip . 100%
4000 . Ii = 18000 . 100%/75%
Ip = 1800000/300000
Ip = 6A

P in =Vi.Ii
P in =4000.6
P in =24000 Watt

Jadi, daya listrik pada kumparan primer adalah 24.000 Watt dan kuat arus primernya adalah 6 Ampere.

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa untuk mendapatkan efisiensi trafo yang tidak kurang dari 100 persen sangatlah sulit. Kemampuan teknologi yang ada saat ini belum mampu membuat sebuah transformator memiliki efisiensi sempurna. Nah, demikianlah artikel kali ini tentang pengertian dan rumus efisiensi trafo (transformator) serta contoh soalnya, semoga bermanfaat.

 

 

Gambar Gravatar
Seorang penuntut ilmu di bidang ketenagalistrikan yang suka membagikan ilmunya di website ini

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.