Pengukuran dan Perhitungan Transformator

Sering kita temui peralatan kantor dan rumah tangga yang menggunakan Trafo (transformator) sebagai power supply atau sumber tegangan. Kebanyakan trafo tersebut adalah jenis step-down yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC (bolak-balik). Trafo jenis ini memiliki kumparan (lilitan) primer lebih banyak daripada kumparan sekunder. Dengan trafo step-down ini, tegangan input PLN 220V-240V diturunkan menjadi 6V, 9V,12V, 15V, atau sesuai kebutuhan, setelah itu disearahkan menjadi tegangan DC.

Pengukuran dan pengecekan trafo
Untuk mengetahui kondisi sebuah trafo dapat dilakukan dengan cara sederhana menggunakan multimeter pada selektor Ohm Meter. Pada prinsipnya transformator yang masih bagus dapat dilihat dari hasil beberapa pengetesan berikut:

1. Kumparan primer trafo tidak boleh terhubung dengan dengan kumparan sekunder trafo
2. Setiap titik (terminal)  pada ujung kumparan primer harus terhubung atau memiliki resistansi kecil, terminal-terminal tersebut ditandai dengan tulisan tegangan input seperti 0, 110V, 120V, 220V, dan 240V
3. Setiap terminal pada ujung kumparan sekunder harus terhubung atau memiliki resistansi kecil, terminal-terminal tersebut ditandai dengan tulisan tegangan output seperti 0, CT, 6V, 9V,12V, 15V, 18V, dan 24V

Pada gambar di atas, 0, 6V, 9V, 12V, 15V, 18V, dan 24V adalah terminal-terminal kumparan sekunder trafo sedangkan 0V, 110V, 220V, dan 240V adalah terminal-terminal kumparan primer trafo.

Perhitungan Trafo
Trafo yang tersusun dari kumparan primer, kumparan sekunder, dan inti besi bekerja berdasarkan hukum Ampere dan hukum Faraday dimana arus listrik berubah menjadi medan magnet dan sebaliknya medan magnet berubah menjadi arus listrik. Apabila salah satu kumparan pada transformator diberi arus bolak-balik (AC) maka medan magnet akan berubah dan menimbulkan induksi pada kumparan sisi yang lain. Perubahan medan magnet tersebut akan mengakibatkan perbedaan potensial (tegangan).

Berikut adalah beberapa rumus dasar untuk menentukan jumlah kumparan primer dan kumparan sekunder agar menghasilkan tegangan output rendah dengan arus besar.

Np / Ns = Vp / Vs = Is / Ip

Np = Jumlah kumparan primer
Ns = Jumlah kumparan sekunder
Vp = Tegangan input primer (Volt)
Vs = Tegangan output sekunder (Volt)
Ip = Arus input primer (Ampere)
Is = Arus output sekunder (Ampere)

Dari rumus di atas, arus berbanding terbalik dengan kumparan dan tegangan.

Pp = Ps
Vp x Ip = Vs x Is

Pp = Daya Primer (Watt)
Ps = Daya Sekunder (Watt)
Vp = Tegangan Primer (Volt)
Vs = Tegangan Sekunder (Volt)
Ip = Arus Sekunder (Ampere)
Is = Arus Sekunder (Ampere)

Contoh 1
Jika sebuah trafo memiliki kumparan primer (Np) 2200, tegangan input (Vp) 220V, dan tegangan output sekunder (Vs) yang diinginkan adalah 10V, maka jumlah kumparan sekunder adalah......

Np / Ns = Vp / Vs
2200 / Ns = 220 / 10
Ns = 2200 / (220 /10 )
Ns = 2200 / 22
Ns = 100
Jadi untuk menghasilkan tegangan output (Vs) sekunder 10V, kumparan sekunder (Ns) harus 100 lilitan

Contoh 2
Jika sebuah trafo memiliki kumparan primer (Np) 2000 dan kumparan sekunder (Ns) 500, berapakah arus primer dan arus sekunder jika digunakan untuk menyalakan sebuah pemanas 25 Volt 50 Watt.

Pp = Ps
Vp x Ip = Vs x Is
Is = Ps / Vs
Is = 50 / 25
Is = 2
Jadi arus sekunder (Is) trafo tersebut adalah 1 Ampere

Np / Ns = Is / Ip
Np / Ns = (Ps / Vs) / Ip
2000 / 500 = (50 / 25) / Ip
4 = 2 / Ip
Ip = 2 / 4
Ip = 0.5

atau

Np / Ns = Is / Ip
2000 / 500 = 2 / Ip
4 = 2 / Ip
Ip = 2 /4
Ip = 0.5
Jadi Arus Primer (Ip) adalah 0.5 Ampere

Catatan:
Tegangan primer dan tegangan sekunder trafo adalah tegangan bolah-balik (AC).