Prinsip Kerja Transformator

Bagian-bagian Transformator

Berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan skunder transformator ada dua jenis yaitu:

1. Transformator step up yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik rendah menjadi tinggi, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).
2. Transformator step down yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).

Pada transformator (trafo) besarnya tegangan yang dikeluarkan oleh kumparan sekunder adalah:

1. Sebanding dengan banyaknya lilitan sekunder (Vs ~ Ns).
2. Sebanding dengan besarnya tegangan primer ( VS ~ VP).
3. Berbanding terbalik dengan banyaknya lilitan primer,

Dua hukum dasarnya adalah yang menghubungkan gejala kelistrikan dan kemagnetan.
Pertama, arus listrik dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Ini dikenal sebagai gejala induksi magnet. Peletak dasar konsep ini adalah Oersted yang telah menemukan gejala ini secara eksperimen dan dirumuskan secara lengkap oleh Ampere. Gejala induksi magnet dikenal sebagai Hukum Ampere.

Kedua, medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan listrik dalam bentuk arus listrik. Gejala ini dikenal sebagai gejala induksi elektromagnet. Konsep induksi elektromagnet ditemukan secara eksperimen oleh Michael Faraday dan dirumuskan secara lengkap oleh Joseph Henry. Hukum induksi elektromagnet sendiri kemudian dikenal sebagai Hukum Faraday-Henry.

Dari kedua prinsip dasar listrik magnet di atas dan dengan mempertimbangkan konsep simetri yang berlaku dalam hukum alam, James Clerk Maxwell mengajukan suatu usulan. Usulan yang dikemukakan Maxwell, yaitu bahwa jika medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan listrik maka hal sebaliknya boleh jadi dapat terjadi. Dengan demikian Maxwell mengusulkan bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Usulan Maxwell ini kemudian menjadi hukum ketiga yang menghubungkan antara kelistrikan dan kemagnetan.

Jadi, prinsip ketiga adalah medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan magnet. Prinsip ketiga ini yang dikemukakan oleh Maxwell pada dasarnya merupakan pengembangan dari rumusan hukum Ampere. Oleh karena itu, prinsip ini dikenal dengan nama Hukum Ampere-Maxwell.

Dari ketiga prinsip dasar kelistrikan dan kemagnetan di atas, Maxwell melihat adanya suatu pola dasar. Medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat membangkitkan medan listrik yang juga berubah-ubah terhadap waktu, dan medan listrik yang berubah terhadap waktu juga dapat menghasilkan medan magnet. Jika proses ini berlangsung secara kontinu maka akan dihasilkan medan magnet dan medan listrik secara kontinu. Jika medan magnet dan medan listrik ini secara serempak merambat (menyebar) di dalam ruang ke segala arah maka ini merupakan gejala gelombang. Gelombang semacam ini disebut gelombang elektromagnetik karena terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang merambat dalam ruang.

Pada mulanya gelombang elektromagnetik masih berupa ramalan dari Maxwell yang dengan intuisinya mampu melihat adanya pola dasar dalam kelistrikan dan kemagnetan, sebagaimana telah dibahas di atas. Kenyataan ini menjadikan J C Maxwell dianggap sebagai penemu dan perumus dasar-dasar gelombang elektromagnetik.

Medan Listrik

Gaya elektro magnetik terdiri dari gaya listrik Fe dan gaya magnetik Fm. gaya listrik ini sama dengan pendekatan yang berbeda. Sumber dari gaya gravitasi adalah massa dan sumber dari medan listrik adalah muatan listrik. Dimana harga gaya yang bekerja tersebut bervariasi sebagai fungsi kuadrat kebalikan jarak dari kedua sumbernya dan berbading lurus dengan perkalian kedua muatan. Perbedaannya adalah listrik memiliki polaritas positif dan negatif sedangkan massa tidak. Berdasarkan eksperimen coulomb dikatakan bahwa :

1. Muatan yang sama akan tolak menolak, sedangkan dua muatan yang berlaianan akan tarik menarik.

2. akan timbul gaya yang bekerja sepanjang garis pada muatan tersebut.

3. dimana besarnya ditentukan oleh perkalian kedua muatan tersebut dan dibandingkan terbalik dengan kuadrat jarak antarnya.

Hukum Maxwell

James Clerk Maxwell (Edinburgh, 13 Juni 1831- Cambridge, 5 November 1879) adalah fisikawan Skotlandia yang pertama kali menulis hukum magnetisme dan kelistrikan dalam rumus matematis. Pada tahun 1864, ia membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik ialah gabungan dari osilasi medan listrik dan magnetik. Maxwell mendapati bahwa cahaya ialah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. Ia juga membuka pemahaman tentang gerak gas, dengan menunjukkan bahwa laju molekul-molekul di dalam gas bergantung kepada suhunya masing-masing.

Rangkaian Terbuka dan Rangkaian Tertutup

Rangkaian listrik terdiri dari sumber arus listrik dan beban yang dihubungkan dengan menggunakan konduktor. Beban dapat berupa komponen-komponen elektronik (transistor, resistor, dan lain-lain), pesawat elektronik (radio, televisi, dan lain-lain) atau pesawat listrik (lampu, setrika listrik, dan lain-lain). Sedangkan sumber arus listrik dapat berupa baterai atau listrik PLN. Rangkaian listrik dapat berupa rangkaian Terbuka atau rangkaian Tertutup. Rangkaian Terbuka tidak dapat mengalirkan arus karena jalannya arus diputus (dibuka). Sedangkan rangkaian tertutup dapat mengalir pada beban dan juga pada sumber. Pada beban, arus mengalir dari kutub positif menuju kutub negatif. Sedangkan di dalam sumber, arus mengalir dari kutub negatif positif menuju kutub positif.

Penerapan Hukum Ohm pada Rangkaian Listrik

Telah disebut bahwa rangkaian listrik terdiri dari sumber arus dan beban. Yang perlu diketahui adalah bahwa pada beban terdapat hambatan listrik dan pada sumber arus listrik dan pada sumber arus terdapat tegangan listrik. Tinggi tegangan dan besarnya kuat arus yang mengalir pada rangakaian yang bersangkutan.

Antara ujung-ujung resistor dipasang Voltmeter, maka alat ini akan menunjukkan tinggi tegangan yang terdapat antara ujung-ujung resistor tersebut. Pada lintasan arus dipasang ameremeter, maka lat ini akan menunjukkan kuat arus yang mengalir pada resistor. Kuat arus tersebut tergantung pada tinggi tegangan dan besaran hambatan resistor.

Keterangan: I = Kuat arus dalam satuan ampere

V= tegangan dalam satuan volt

R= hambatan dalam satuan ohm

Setiap pesawat listrik memerlukan energi listrik. Tanpa energi tersebut, pesawat listrik tidak dapat bekerja. Besarnya energi listrik setiap satu satuan Waktu disebut daya listrik. Satuan untuk menyatakan besarnya daya adalah joule/detik. Joule per detik disebut watt disingkat W turunan satuan yang sering digunakan adalah MW, kWdan mV. Contoh, sebuah lampu menggunakan daya listrik 100 W artinya setiap satu detik alat tersebut menggunakan energi sebesar 100 joule.

Rangkaian Dasar Transistor Sebagai Saklar

Transistor dapat berfungsi sebagai Saklar bila transistor dapat mengalirkan arus dengan jenuh dan dapat pula menyumbat. Transistor yang mengalirkan arus jenuh sama dengan sama artinya. Saklar menutup (on), dan transistor yang menyumbat sama dengan Saklar yang sedang membuka (off). Agar transistor dapat mengalirkan arus maupun menyumbat, maka kepada transistor harus diberi tegangan cara tertentu.

1. Pemberian Tegangan pada Transistor.

Salah satu cara pemberian tegangan (sumber daya) Pada transistor adalah dengan menggunakan dua buah sumber tegangan. Satu sumber diberikan antara emitor dan kolektor dan satu lagi di berikan antara emitor dan basisi. Sumber tegangan yang diberikan pada transistor harus tegangan dari sumber arus searah (DC = direct current). Adapun caranya adalah berikut:

a. Pemberian tegangan pada Transistor. Tipe PNP

* Antara kaki emito dan kolektor yaitu kaki emitor diberi tegangan positif dan kaki kolektor diberi tegangan negatif

b. Pemberian tegangan pada Transistor. Tipe NPN

* Antara kaki emito dan kolektor yaitu kaki emitor diberi tegangan negatif positif dan kaki kolektor diberi tegangan positif