Mengetahui efisiensi trafo atau transformator penting dalam elektronika. Mungkin Anda telah tahu bahwa trafo maupun transformator ideal ini adalah yang tidak kehilangan daya sama sekali. Kata lainnya adalah trafo tersebut memiliki tingkat efisiensi sebesar 100%.
Namun hal tersebut tidak akan pernah terjadi alasannya adalah ada banyak hal yang bisa menyebabkan trafo tersebut sering kehilangan daya misalnya saja adalah inti besi atau core loss dan juga kumparan yang sering dinamakan dengan copper loss. Kehilangan atau kerugian daya di trafo ini sering disebut dengan power loss.
Pengertian
Lalu apa yang disebut dengan efisiensi transformator atau trafo tersebut? Efisiensi trafo adalah perbandingan antara daya listrik keluaran P out dengan daya listrik masukan atau P in.
Rumus Efisiensi Trafo
Untuk efisiensi transformator atau trafo ini bisa Anda definisikan dengan menggunakan formula seperti berikut ini:
1. Rumus pertama ɳ = (P out / (P out + Copper loss + Core loss) x 100%.
2. Rumus kedua ɳ = (Ns x Is / Np x Ip) x 100%.
3. Rumus ketiga ɳ = (P out / P in) x 100%
4. Rumus keempat ɳ = (P in – Losses) / (P in) x 100%
5. Rumus kelima ɳ = (Vs x Is / Vp x Ip) x 100%
Keterangan:
ɳ = efisiensi untuk trafo
Is = arus sekunder
Ip = arus primer
Vs = tegangan sekunder
Vp = tegangan primer
Ns = lilitan sekunder
Np = lilitan primer
Contoh Soal Pertama dan Pembahasan
Trafo arus primer dan sekunder masing-masing 0,8 A dan 0,5 A. Jika jumlah lilitan primer 100 dan sekunder 800 maka berapa efisiensi trafo tersebut?
Jawaban
Yang sudah diketahui adalah Ip = 0,8A, Np = 1.000, Is = 0,5 A, dan Ns = 800. Yang ditanyakan adalah ɳ?
Penyelesaiannya
Penyelesaiannya adalah Anda bisa menggunakan rumus ɳ = (Ns x Is / Np x Ip) x 100%.
Langkah-langkahnya:
ɳ = (800 x I0,5 A/ 1000 x 0,8 A) x 100%
ɳ = (400/800) x 100%
ɳ = 0,5 x 100%
ɳ = 50%
Efisiensi transformator atau trafonya sebesar 50%.
Contoh Soal Kedua dan Pembahasan
Arus primer dalam sebuah trafo adalah 1 A, dan arus sekunder adalah 0,5 A. Jika lilitan primer trafo tersebut adalah 200 lilitan dan 500 lilitan adalah sekunder, maka berapa efisiensi transformator atau trafo tersebut?
Jawaban
Yang diketahui adalah Ip = 1A, Is = 0,25A, Np = 200 lilitan, dan Ns = 500 lilitan.
Penyelesaian
Untuk menyelesaikan soal ini Anda bisa menggunakan rumus ɳ = (Ns x Is / Np x Ip) x 100%.
Langkah-langkahnya:
ɳ = (500 x 0.25 / 200 x 1) dikalikan 100%
ɳ = (125 / 200) x 100% = 62,5%
Dari penyelesaian di atas bisa diketahui bahwa efisiensi transformator atau trafo ini sebesar 62,5%.
Faktor yang Berpengaruh
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi efisiensi trafo yaitu hambatan kumparan kawat, kebocoran medan magnet, dan arus pusar atau Eddy.
Prinsip Kerja Trafo
Setelah Anda mengetahui apa itu efisiensi trafo dan rumus perhitungannya, maka penting bagi Anda untuk mengetahui prinsip kerja dari trafo tersebut. Trafo ini secara sederhana memiliki 2 lilitan dan kumparan kawat yang terisolasi yaitu kumparan kawat primer dan juga kumparan kawat sekunder.
Kebanyakan dari trafo ini, kumparan kawat terisolasi dan bisa dililitkan ke sebuah besi yang dinamakan dengan inti besi atau Core. Ketika kumparan primer tersebut dialiri oleh arus AC maka bisa menimbulkan medan magnet atau fluks magnetik yang ada di sekitarnya.
Kekuatan medan magnet ini akan dipengaruhi oleh besarnya arus listrik yang mengalir. Semakin besar medan listriknya maka semakin besar medan magnet. Fluktuasi medan magnet yang Ada di kumparan primer bisa menginduksi Gaya Gerak Listrik atau GGL, kemudian akan terjadi limpahan daya dari kumparan primer dan sekunder. Dengan demikian akan terjadi perubahan taraf tegangan listrik baik itu dari tegangan rendah menjadi tegangan yang tinggi, begitu pula sebaliknya.
Kerugian yang Ada di Trafo
Seperti yang dijelaskan sebelumnya bahwa di dunia ini tidak ada trafo yang ideal yang tidak mengalami kerugian data sedikitpun. Hal itu karena ada kerugian-kerugian yang membuatnya tidak mencapai kondisi ideal. Kerugian tersebut adalah kerugian arus eddy, kerugian efek kuli, kerugian kapasitas liar, kerugian tembaga, dan kerugian histerisis.
Kerugian tersebut jelas akan membuat efisiensi kerja dari trafo tersebut berkurang. Kerugian-kerugian pada trafo tersebut tidak akan pernah dihilangkan sepenuhnya. Untuk trafo yang bekerja di frekuensi rendah, nilai efisiensi dari trafo ini bisa mencapai 98% tidak sampai 100%.
Trafo ini sering digunakan dalam radio, tape, TV, komputer, tungku induksi, transmisi daya listrik secara jauh, bel listrik, dan las listrik. Cara menghitung efisiensi trafo ini dibutuhkan oleh produsen agar bisa menekan biaya produksi dan harga yang diberikan tersebut mampu memberikan supply yang maksimal.
