CONTOH SOAL DAN PENYELESAIAN GGL INDUKSI TRANSFORMATOR

Soal dan Penyelesaian Fisika - Transformator atau trafo dan Prinsip Kerjanya, Transformator (Trafo) adalah alat yang dapat mengubah besar tegangan AC ke taraf tegangan lainnya menjadi lebih besar atau lebih kecil  dalam frekuensi yang sama. Fungsi ini juga dikenal dengan istilah step up dan step down.


Lebih komplit tentang transformator, silahkan pelajari artikel sebelumnya berjudul: GGL INDUKSI - INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

SOAL DAN PENYELESAIAN TRANSFORMATOR

---

Soal 1. Sebuah transformator memiliki tegangan primer 220 volt. Jika transformator menghasilkan tegangan sekunder 8 V, efisiensi trafo 80%, dan kuat arus 2 A maka kuat arus primernya adalah ….
A. 1/2 A
B. 1/3 A
C. 1/5 A
D. 1/7 A
E. 1/11 A
Penyelesaian Fisika: E
$$\begin{align*} \eta &=\frac {P_s}{P_p}=\frac{V_s.i_s}{V_pi_p}\\0,8&=\frac{8(2)}{(220)i_p}\\i_p&=\frac{1}{11}A\end{align*}$$

---

Soal 2. Perbandingan jumlah lilitan kawat kumparan primer dan sekunder sebuah transformator adalah 1:4. Tagangan dan kuat arus masukannya masing-masing 10 V dan 2 A. Jika daya rata-rata yang berubah menjadi kalor pada transformator adalah 4 W dan tegangan keluarannya 40 V, maka kuat arus keluarannya bernilai….
A. 0,1 A
B. 0,4 A
C. 0,5 A
D. 0,6 A
E. 0,8 A
Penyelesaian Fisika: B
$$\begin{align*} P_{p}&=P_{s}+P_{h}\\V_{p}i_p&=V_{s}i_s+P_{h}\\10.2&=40i_{s}+4\\i_{s}&=0,4A\end{align*}$$

---

Soal 3. Tabel berikut adalah data dua buah transformator!

Jika efisiensi transformator 1 dan 2 sama besar, sebesar 40% . maka besar P dan Q adalah ….
A. P = 8 lilitan dan Q = 0,5 A
B. P = 8 lilitan dan Q = 1 A
C. P = 16 lilitan dan Q = 0,5 A
D. P = 16 lilitan dan Q = 1 A
E. P = 16 lilitan dan Q = 2 A
Penyelesaian Fisika: A
Nilai P: $$\begin{align*} \frac{N_p}{N_s}&=\frac{V_p}{V_s}\\\frac{80}{P}&=\frac{20}{2}\\P&=8 \textrm{ lilitan}\end{align*}$$ nilai Q: $$\begin{align*} \eta &=\frac{V_s.i_s}{V_pi_s}\\0,4&=\frac{12(2)}{(120)Q}\\Q&=0,5A\end{align*}$$

---

Soal 4. Sebuah trafo mempunyai 300 lilitan primer dan 150 lilitan sekunder. Bila trafo tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan 220 Volt, tentukan besar tegangan yang keluar dari trafo!
Penyelesaian Fisika:   $$\begin{align*} \frac{N_p}{N_s}&=\frac{V_p}{V_s}\\\frac{300}{150}&=\frac{220}{V_s}\\V_s&=110 \textrm{ volt}\end{align*}$$

---

Soal 5. Sebuah transformator dengan tegangan primer 220 V, tegangan sekunder 24 V berarus primer 0,3 A. Jika efisiensi transformator 80%, tentukan arus sekundernya!
Penyelesaian Fisika:   $$\begin{align*} \eta &=\frac{V_s.i_s}{V_pi_s}\\0,8&=\frac{24.i_s}{(220)0,3}\\i_s&=2,2A\end{align*}$$

---

Soal 6. Perbandingan lilitan primer dengan lilitan sekunder sebuah transformator adalah 4:10. Jika kuat arus primer 5 ampere, berapakah kuat arus sekunder?
Penyelesaian Fisika:  $$\begin{align*} \frac{N_p}{N_s}&=\frac{i_s}{i_p}\\\frac{4}{10}&=\frac{i_s}{5}\\i_s&=2A\end{align*}$$

---

Soal 7. Sebuah trafo digunakan untuk menaikkan tegangan AC dari 12 V menjadi 120 V. Hitunglah kuat arus primer, jika kuat arus sekunder 0,6 A dan hitunglah jumlah lilitan sekunder, jika jumlah lilitan primer 300.
Penyelesaian Fisika: kuat arus primer: $$\begin{align*} \frac{V_p}{V_s}&=\frac{i_s}{i_p}\\\frac{12}{120}&=\frac{0,6}{i_p}\\i_p&=6A\end{align*}$$ jumlah lilitan sekunder: $$\begin{align*} \frac{V_p}{V_s}&=\frac{N_p}{N_s}\\\frac{12}{120}&=\frac{300}{N_s}\\N_s&=3000\end{align*}$$

---

Soal 8. Sebuah trafo arus primer dan sekundernya masing-masing 0,8 A dan 0,5 A. Jika jumlah lilitan primer dan sekunder masing-masing 100 dan 800, berapakah efisiensi trafo?
Penyelesaian Fisika: $$\begin{align*} \eta &=\frac{N_s.i_s}{N_pi_p}\\\eta &=\frac{800(0,5)}{(1000)0,8}\\\eta &=0,5=50\textrm{%}\end{align*}$$

---

Soal 9. Efisiensi sebuah trafo 60%. Jika energi listrik yang dikeluarkan 300 J, berapakah energi listrik yang masuk trafo?
Penyelesaian Fisika: $$\begin{align*} \eta &=\frac{W_s}{W_p}\\0,6 &=\frac{300}{W_p}\\W_p&=500J\end{align*}$$

---

Soal 10. Sebuah trafo memiliki perbandingan lilitan kumparan 10:1 dihubungkan ke listrik 100 V untuk menyalakan sebuah lampu 7,5 W. Jika efisiensi trafo 75 %, berapakah arus listrik pada kumparan primer?
Penyelesaian Fisika: $$\begin{align*} \eta &=\frac{P_s}{P_p}=\frac{P_s}{V_p.i_p}\\0,75 &=\frac{7,5}{100.i_p}\\i_p&=0,1A\end{align*}$$

---

Soal 11.Untuk menyalakan lampu 10 volt dengan tegangan listrik dari PLN 220 volt digunakan transformator step down. Jika jumlah lilitan primer transformator 1.100 lilitan, berapakah jumlah lilitan pada kumparan sekundernya ?
Penyelesaian Fisika: $$\begin{align*} \frac{V_p}{V_s}&=\frac{N_p}{N_s}\\\frac{220}{10}&=\frac{1100}{N_s}\\N_s&=50\end{align*}$$ baca juga:

Soal dan Penyelesaian Topik Listrik Magnet