LAPORAN PRAKTIKUMTANSFORMATOR

Penyusun:Nama: ZULVA NURHAYATINIM: 120210102119Anggota: - Siti Rodliyatin(120120102033) Siscawati Rizki L.(120210102085) Mia Eka Lestari(120210102127)

LABORATORIUM FISIKA DASARFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS JEMBER2015A. TUJUAN PERCOBAAN1. Mahasiswa dapat membuktikan prinsip kerja transformator 2. Mahasiswa dapat menentukan efisiensi transformator

B. ALAT DAN BAHANNAMAFUNGSIGAMBAR

1. Kumparan 1000 lilitan; 500 lilitan; 250 lilitan 1 buahBerfungsi untuk menaikkan dan menurunkan tegangan

2. Resistor 100 OhmSebagai penahan arus yang mengalir pada rangkaian

3. Catu DayaSebangai sumber tegangan

4. Kabel PenghubungUntuk menghubungkan komponen elektronika

5. MultimeterBerfungsi untuk mengukur arus dan tegangan pada rangkaian

C. DASAR TEORITransformator disingkat dengan nama trafo yaitu alat yang dipakai untuk mengubah tegangan AC dari suatu harag menjadi suatu harga yang diinginkan Transformator (trafo) terdiri atas dua kumparan. Kedua kumparan ini dihubungkan secara induktif dengan meletakkan kedua kumparan berdekatan seperti tampak pada Gambar 1.

Gambar 1. TransformatorSebuah kumparan yang dialiri arus akan memiliki sifat kemagnetan. Sitat ini semakin kuat jika kedalamnya dimasukkan besi lunak sebagai intinya (teras trafo). Prinsip kerja transformator adalah jika yang mengalir ke dalam kumparan arus bolak-balik, maka letak kutub-kutub utara dan selatan akan berubah bergantian. Akibatnya, medan magnet di sekitar kumparan selalu berubah-ubah.Pada transformator kumparan pertama yang dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, kita sebut kumparan primer. Sedangkan yang dihubungkan dengan beban (resistor, lampu, dan sebagainya) disebut kumparan sekunder. Karena kumparan primer dihubungkan dengan tegangan bolak-balik, maka oleh kumparan primer ditimbulkan medan magnet yang selalu berubah-ubah. Medan magnet yang sebagian besar masuk ke dalam kumparan sekunder berubah-ubah pula. Berdasarkan hukum Faraday, akan timbul GGL induksi yang arahnya bolak-balik.Trafo dirancang untuk menaikkan atau menurunkan tegagan bolak balik. Trafo terdiri atas dua kumparan kawat berpenyekat, yang disebut kumparab primer dan kumparan sekunder, dililitkan mengelilingi teras besi yang sama. Ketika tegangan bolak balik diterapkan pada kumparan primer. Tegangan bolak balik diimbaskan ke dalam kumparan sekunder, alasannya adalah arus bolak balik mengalir melalui kumparan primer dan membentuk medan magnet bolak balik dalam teras. Medan magnet bolak balik ini mengimbas tegangan bolak balik dalam kumparan sekunder tepat ketika magnet yang berotasi dalam dynamo tegangan dalam kumparan dynamo (Halliday, Resnick.1997:198). Prinsip KerjaPrinsip kerja suatu transformator adalah induksi bersama (mutual induction) antara dua rangkaian yang dihubungkan oleh fluks magnet. Dalam bentuk yang sederhana, transformator terdiri dari dua buah kumparan yang secara listrik terpisah tetapi secara magnet dihubungkan oleh suatu alur induksi. Kedua kumparan tersebut mempunyai mutual induction yang tinggi. Jika salah satu kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, fluks bolak-balik timbul di dalam inti besi yang dihubungkan dengan kumparan yang lain menyebabkan atau menimbulkan ggl (gaya gerak listrik) induksi ( sesuai dengan induksi elektromagnet) dari hukum faraday , Berikut ini adalah rumus ggl

Keterangan : = gaya gerak listrik (Volt) N = jumlah lilitan (turn) = perubahan fluks magnet (weber/sec) ( Sutrisno dan Tan Ik Gie. 1979)

Transformator merupakan piranti untuk mengubah tegangan dan arus bolak- balik tanpa kehilangan daya yang cukup besar. Operasinya didasarkan pada kenyataan bahwa arus bolak- balik dalam satu rangkaian akan menginduksi ggl bolak-balik pada rangkaian di dekatnya akibat adanya induktansi pada kedua rangkaian. Kumparan yang menyalurkan daya masukan disebut kumparan primer, dan kumparan lain disebut kumparan sekunder (Paul A. Tipler, 2001: 372 dalam Siti Zainab,2013). Perbandingan jumlah lilitan dengan tegangan listrik bolak- balik dapat dirumuskan sebagai berikut :

Gaya gerak magnet memproduksi fluks pada inti, kemudian membangkitkan gaya gerak listrik (GGL) pada kumparan sekunder. Jika terminal kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder mengalir arus IP, arus ini menimbulkan gaya gerak magnet N1I1 pada kumparan sekunder. Bila trafo tidak mempunyai rugi-rugi (trafo ideal) berlaku persamaan :

di mana :NP : Jumlah belitan kumparan primerNS : Jumlah belitan kumparan sekunderIP : Arus kumparan primerIS : Arus kumparan sekunder(Giancoli C. Douglas. 1998:79)Efisiensi transformatorTransformator yang sedang kita gunakan terasa hangat bahkan kadang-kadang cukup panas jika kita sentuh dengan tangan. Hal ini menunjukkan bahwa sebagian dari energi listrik ada yang terbuang menjadi kalor. Jadi, energi listrik yang keluar dari transformator lebih kecil daripada energi listrik yang masuk ke dalam transformator.Jika energi listrik yang masuk ke dalam .transformator kita nyatakan dengan WP dan energi listrik yang keluar dari transformator kita nyatakan dengan WS; maka WS lebih kecil daripada WP.

Efisiensi transformator () dinyatakan dalam prosentase sebagai berikut:

Untuk transfomator idel mempunyai efisiensi 100%, tetapi pada kenyataannya kurang dari 100%, sebab ada sebagian energi yang terdisipasi dalam bentuk panas ke lingkungan, panas ini ditimbulkan oleh arus Eddy yang disebut arus pusar (Sutrisno,1979:45).

D. CARA KERJA1. Mmempersiapkan semua peralatan yang dibutuhkan.1. Menyusun rangkaian seperti pada skema gambar dibawah ini :

1. Menggunakan kumparan primer 1000 dan kumparan sekunder 500.1. Memberikan tegangan masukan pada kumparan primer 6 volt AC1. Mengukur beda potensial pada ujung-ujung resistor dengan multimeter.1. Mengukur kuat arus yang mengalir pada kumparan primer dan kumparan sekunder1. Mengulangi langkah-langkah diatas untuk tegangan masukkan 12 volt AC.1. Menukar posisi kumparan primer dan kumparan sekundernya, kemudian lakukan langkah-langkah seperti diatas.1. Menggunakan juga kumparan primer 1000 dan kumparan sekunder 500.E. GAMBAR RANGKAIAN

F. DATA PENGAMATANi. Np = 1000 lilitan dan Ns = 500 lilitanNoVp (volt)Np (lilitan) Ns (lilitan)Vs (volt)Ip (A)Is (A)

1610005002,262,213,44%

21210005004,214615,00%

18,44%

ii. Np = 500 lilitan dan Ns = 1000 lilitanNoVp (volt)Np (lilitan) Ns (lilitan)Vs (volt)Ip (A)Is (A)

1650010005,669140,00%

2125001000101217118,06%

258,06%

iii. Np = 1000 lilitan dan Ns = 250 lilitanNoVp (volt)Np (lilitan) Ns (lilitan)Vs (volt)Ip (A)Is (A)

1610002500,660,50,83%

21210002502,2122,43,67%

4.5%

iv. Np = 250 lilitan dan Ns = 1000 lilitanNoVp (volt )Np (lilitan) Ns (lilitan)Vs (volt)Ip (A)Is (A)

162501000969500,00%

2122501000201217486,11%

1%

G. ANALISIS DATA1. Np = 1000 lilitan dan Ns = 500 lilitan

1. Np = 500 lilitan dan Ns = 1000 lilitan

1. Np = 1000 lilitan dan Ns = 250 lilitan

1. Np = 250 lilitan dan Ns = 1000 lilitan

H. PEMBAHASANPada praktikum kali ini dilakukan percobaan transformator dengan tujuan praktikum kali ini adalah memahami prinsip kerja transformator dan menentukan efisiensi yang terjadi pada transformator. Dari hasil praktikum dapat di diketahui bahwa pada praktikum sudah diberi tetapan jumlah lilitan kumparan yaitu 500 lilitan, 1000 lilitan, dan 250 lilitan. Pada bagian pertama yakni menggunakan kumparan 1000 lilitan sebagai primer dan kumparan 500 lilitan sebagai sekundernya. Percobaan kedua bagian pertama dengan menggunakan tegangan primer 6 volt maka didapatkan tegangan sekunder sebesar 2,2 volt, kuat arus primer 6 ampere, dan kuat arus sekunder sebesar 2,2 ampere. Percobaan keempat bagian pertama dengan menggunakan tegangan primer 12 volt maka didapatkan tegangan sekunder sebesar 4,2 volt, kuat arus primer sebesar 14 ampere, dan kuat arus sekunder sebesar 6 ampere.Berdasarkan hal di atas berarti NS < NP maka VS < VP berarti sesuai dengan kaidah yang ada, namun jika dihitung sesuai teori maka hasil yang didapatkan selisihnya jauh berbeda sebagaimana pengolahan data diatas . Hal ini disebabkan karena jumlah lilitan pada transformator tidak dapat dihitung secara langsung, sehingga kemungkinan besar akan mempengaruhi pada hasil yang diperoleh. Kesalahan kedua adalah dalam membaca avometer yang berubah ubah. Pada bagian kedua yakni menggunakan kumparan 500 lilitan sebagai primer dan kumparan 1000 lilitan sebagai sekundernya. Percobaan kedua bagian kedua dengan menggunakan tegangan primer 6 volt maka didapatkan tegangan sekunder sebesar 5,6 volt, kuat arus primer 6 ampere, dan kuat arus sekunder sebesar 9 ampere. Percobaan keempat bagian kedua dengan menggunakan tegangan primer 12 volt maka didapatkan tegangan sekunder sebesar 10 volt, kuat arus primer sebesar 12 ampere, dan kuat arus sekunder sebesar 17 ampere.Berdasarkan hal di atas berarti NS > NP maka VS < VP berarti tidak sesuai dengan kaidah yang ada,dan juga jika dihitung sesuai teori maka hasil yang didapatkan selisihnya jauh berbeda sebagaimana pengolahan data diatas . Hal ini disebabkan kesalahan pada alat dari praktikum itu sendiri karena pembuatan alat tersebut oleh tangan manusia yang tak lepas dari kekurangan. Dan pembacaan hasil ukur oleh praktikan pada multimeter yang sering berubah-ubah.Pada bagian pertama yakni menggunakan kumparan 1000 lilitan sebagai primer dan kumparan 250 lilitan sebagai sekundernya. Percobaan kedua bagian ketiga dengan menggunakan tegangan primer 6 volt maka didapatkan tegangan sekunder sebesar 0,6 volt, kuat arus primer 6 ampere, dan kuat arus sekunder sebesar 0,5 ampere. Percobaan keempat bagian ketiga dengan menggunakan tegangan primer 12 volt maka didapatkan tegangan sekunder sebesar 2,2 volt, kuat arus primer sebesar 12 ampere, dan kuat arus sekunder sebesar 2,2 ampere.Berdasarkan hal di atas berarti NS < NP maka VS < VP berarti sesuai dengan kaidah yang ada, namun jika dihitung sesuai teori maka hasil yang didapatkan selisihnya jauh berbeda sebagaimana pengolahan data diatas . Hal ini juga disebabkan karena jumlah lilitan pada transformator tidak dapat dihitung secara langsung, sehingga kemungkinan besar akan mempengaruhi pada hasil yang diperoleh. Pembacaan hasil ukur oleh praktikan pada multimeter yang sering berubah-ubah. Sehingga praktikan kesulitan menentukan hasilnya. Pada bagian pertama yakni menggunakan kumparan 250 lilitan sebagai primer dan kumparan 1000 lilitan sebagai sekundernya. Percobaan kedua bagian pertama dengan menggunakan tegangan primer 6 volt maka didapatkan tegangan sekunder sebesar 9 volt, kuat arus primer 6 ampere, dan kuat arus sekunder sebesar 20 ampere. Percobaan keempat bagian pertama dengan menggunakan tegangan primer 12 volt maka didapatkan tegangan sekunder sebesar 20 volt, kuat arus primer sebesar 12 ampere, dan kuat arus sekunder sebesar 35 ampere.Berdasarkan hal di atas berarti NS > NP maka VS > VP berarti sesuai dengan kaidah yang ada, namun jika dihitung sesuai teori maka hasil yang didapatkan selisihnya jauh berbeda sebagaimana pengolahan data diatas . Hal ini juga disebabkan karena jumlah lilitan pada transformator tidak dapat dihitung secara langsung, sehingga kemungkinan besar akan mempengaruhi pada hasil yang diperoleh. Pembacaan hasil ukur oleh praktikan pada multimeter yang sering berubah-ubah. Sehingga praktikan kesulitan menentukan hasilnya.Dari hasil perhitungan diperoleh efisiensi yang tidak pernah 100%, bahkan dari hasil percobaan jauh dari 100%. Hal ini disebabkan bahwa pada kenyataannya energi yang keluar selalu labih kecil dari pada energi yang masuk, hal ini berlaku hukum kekekalan energi. Energi yang masuk sebagian ada yang berubah menjadi panas hilang ke lingkungan, yang disebut arus pusar atau arus Edi. Jika nilai lilitian sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, maka transformator tersebut bersifat step down. Sebaliknya, jika nilai lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer. Maka transformator tersebut bersifat step up.

I. KESIMPULAN1. Asas kerja transformator adalah ada dua kumparan (primer dan sekunder) berdekatkan yang dialiri arus AC, maka lilitan primer terjadi perubahan garis gaya magnet (medan magnet). Perubahan tersebut oleh lilitan primer diinduksikan/diimbaskan ke lilitan sekunder. Akibatnya pada lilitan sekunder hal ini menimbulkan arus induksi.2. Berdasarkan hukum kekekalan energi, tidak mungkin kita membuat transformator yang memiliki efisiensi ideal 100%, tetapi hanya mendekati 100% itu sudah bagus. Hal ini disebabkan adalah energi yang ditransfer ke lingkungan dalam bentuk panas, yang diakibatkan oleh arus pusar/arus Edi.

J. TUGAS PENDAHULUANSOAL1. Apa yang dimaksud dengan transformator ?2. Bagaimana prinsip kerja transformator ?3. Jelaskan cara menentukan efisiensi transformator !4. Jelaskan maksud dari transformator step up !5. Jelaskan maksud dari transformator step down !6. Jelaskan terjadinya GGL induksi !7. Jelaskan hukum-hukum yang berlaku pada prinsip kerja tansformator !8. Sebutkan manfaat transformator yang anda ketahui !JAWABAN1. Transformator atau transformer atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Transformator merupakan suatu alat listrik statis yang dapat memindahkan dan mengubah tegangan dan arus bolak-balik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain dengan nilai yang sama maupun berbeda besarnya pada frekuensi yang sama, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.2. Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.3. Efisiensi transformator dapat diketahui dengan rumus:Karena adanya kerugian pada transformator. Maka efisiensi transformator tidak dapat mencapai 100%. Untuk transformator daya frekuensi rendah, efisiensi bisa mencapai 98%.4. Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.5. Transformator step-down adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.6. GGL induksi dapat terjadi pada kedua ujung kumparan jika di dalam kumparan terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik). GGL yang timbul akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet dalam kumparan disebut GGL induksi. Arus listrik yang ditimbulkan GGL induksi disebut arus induksi. Peristiwa timbulnya GGL induksi dan arus induksi akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet disebut induksi elektromagnetik. 7. Hukum utama dalam transformator adalah hukum induksi faraday. Menurut hukum ini suatu gaya listrik melalui garis lengkung yang tertutup, adalah berbanding lurus dengan perubahan persatuan waktu dari pada arus induksi atau flux yang dilingkari oleh garis lengkung itu.8. a. Menyesuaikan/ merubah tegangan listrik arus bolak balikb. Memisahkan / decoupling antara rangkaian yang satu dengan lainnya.c. Menyesuaikan impedansi antara rangkaian satu dengan lainnya.

K. DAFTAR PUSTAKAHalliday, Resnick.1997.Fisika Dasar 2.Jakarta:Erlangga.Giancoli C. Douglas. 1998. Fisika Jilid II Edisi ke V. Jakarta: Erlangga.Sutrisno dan Tan Ik Gie. 1979. Fisika Dasar: Listrik, Magnet, dan Termofisika.ITB:Bandung

L. IDENTITAS KELOMPOKGAMBARIDENTITAS

NAMA : ZULVA NURHAYATINIM : 120210102119KELAS: REGULER

NAMA : SITI RODLIYATINNIM : 120210102033KELAS: REGULER

NAMA : SISCAWATI RIZKI L.NIM : 120210102085KELAS: REGULER

NAMA : MIA EKA LESTARINIM : 120210102127KELAS: REGULER