ðŸ§ē Kalkulator Transformator Ideal

📝 Petunjuk: Pilih variabel yang ingin dihitung, isi field lainnya, lalu klik "Hitung". Sistem akan memberikan hasil, penjelasan langkah-demi-langkah, dan deteksi jenis transformator (step-up/step-down).
Vp / Vs = Np / Ns

Vp = Tegangan primer (Volt, V)

Vs = Tegangan sekunder (Volt, V)

Np = Jumlah lilitan primer

Ns = Jumlah lilitan sekunder

Transformator ideal: tidak ada rugi-rugi daya, sehingga Pp = Ps → Vp·Ip = Vs·Is

Tegangan pada sisi primer (sumber)
Volt (V)
Tegangan pada sisi sekunder (beban)
Volt (V)
Banyaknya lilitan pada kumparan primer
lilitan
Banyaknya lilitan pada kumparan sekunder
lilitan
Jika diisi, arus sekunder akan dihitung otomatis (Ip/Is = Ns/Np)
Ampere (A)

✨ Hasil Perhitungan

📖 Penjelasan Langkah-langkah Penyelesaian

📚 Ringkasan Rumus Transformator

Vp / Vs = Np / Ns

Persamaan Dasar Transformator Ideal: Perbandingan tegangan primer dan sekunder sama dengan perbandingan jumlah lilitan primer dan sekunder.

Ip / Is = Ns / Np

Persamaan Arus: Arus berbanding terbalik dengan jumlah lilitan. Jika tegangan naik, arus turun (dan sebaliknya).

Pp = Ps

Hukum Kekekalan Energi: Pada transformator ideal, daya input = daya output. Vp·Ip = Vs·Is

ðŸ’Ą Konsep Penting:
  • Transformator Step-Up: Ns > Np → Vs > Vp (menaikkan tegangan)
  • Transformator Step-Down: Ns < Np → Vs < Vp (menurunkan tegangan)
  • Rasio Transformasi (a): a = Np/Ns = Vp/Vs
  • Transformator ideal: efisiensi 100%, tidak ada rugi-rugi daya
  • Prinsip kerja: Induksi elektromagnetik (Hukum Faraday)
  • Hanya bekerja dengan arus AC (arus bolak-balik)
  • Inti besi lunak: memperkuat medan magnet dan meningkatkan efisiensi

Contoh Soal dan Penyelesaian

Contoh 1: Transformator Step-Down

Sebuah transformator memiliki 1000 lilitan primer dan 100 lilitan sekunder. Jika tegangan primer 220 V, berapa tegangan sekunder yang dihasilkan?
1 Identifikasi Variabel

Diketahui: Np = 1000 lilitan, Ns = 100 lilitan, Vp = 220 V

Ditanya: Vs = ?

2 Gunakan Rumus Transformator
Vp / Vs = Np / Ns
220 / Vs = 1000 / 100 = 10
3 Hitung
Vs = 220 / 10 = 22 V
4 Kesimpulan

Tegangan sekunder adalah 22 V.

Ini adalah transformator STEP-DOWN karena Vs < Vp (22 V < 220 V). Contoh: adaptor charger HP.

Contoh 2: Transformator Step-Up dengan Arus

Transformator step-up memiliki rasio lilitan Np:Ns = 1:10. Jika tegangan primer 12 V dan arus primer 5 A, berapa tegangan sekunder dan arus sekunder?
1 Identifikasi Variabel

Diketahui: Np/Ns = 1/10, Vp = 12 V, Ip = 5 A

Ditanya: Vs = ? dan Is = ?

2 Hitung Tegangan Sekunder
Vs = Vp × (Ns/Np) = 12 × 10 = 120 V
3 Hitung Arus Sekunder
Is = Ip × (Np/Ns) = 5 × (1/10) = 0,5 A

Verifikasi dengan kekekalan daya:

Pp = 12 × 5 = 60 W
Ps = 120 × 0,5 = 60 W ✓
4 Kesimpulan

Vs = 120 V dan Is = 0,5 A.

Tegangan naik 10×, tetapi arus turun 10×. Daya tetap sama (60 W) sesuai hukum kekekalan energi.

📊 Tabel Referensi

Jenis-Jenis Transformator Berdasarkan Fungsi

Jenis Karakteristik Kegunaan
Step-UpNs > Np, Vs > VpPLN (naikkan tegangan untuk transmisi jarak jauh)
Step-DownNs < Np, Vs < VpAdaptor, charger, trafo distribusi ke rumah
IsolasiNs = Np, Vs = VpIsolasi listrik untuk keamanan (misal di rumah sakit)
CT (Current Transformer)Mengukur arus besarInstrumentasi pengukuran arus AC
PT (Potential Transformer)Mengukur tegangan besarInstrumentasi pengukuran tegangan tinggi

Tegangan pada Sistem Distribusi Listrik (PLN)

Tahap Tegangan Jenis Transformator
Pembangkit listrik10 - 20 kV-
Naik ke SUTET150 - 500 kVStep-Up
Transmisi jarak jauh150 - 500 kV-
Gardu Induk (turun)20 - 70 kVStep-Down
Gardu Distribusi380 V / 220 VStep-Down
Rumah tangga220 V-
Charger HP5 VStep-Down (adaptor)

Konversi Satuan Tegangan

Satuan Simbol Setara dengan
MegavoltkV1000 V
VoltV1 V
MillivoltmV0,001 V
MikrovoltΞV10⁻⁶ V

Perbandingan Transformator Ideal vs Nyata

Aspek Transformator Ideal Transformator Nyata
Efisiensi100%80-98%
DayaPp = PsPp > Ps (ada rugi-rugi)
Rugi-rugi tembagaTidak adaAda (I²R pada kumparan)
Rugi-rugi intiTidak adaAda (histeresis & arus eddy)
Flux bocorTidak adaAda (tidak semua flux tersambung)
AplikasiTeori/pembelajaranPraktik/industri

Aplikasi Transformator dalam Kehidupan

Aplikasi Jenis Penjelasan
Adaptor charger HPStep-Down220 V → 5 V untuk charging
Adaptor laptopStep-Down220 V → 19 V untuk laptop
Las listrikStep-DownTegangan rendah, arus besar
Bel pintuStep-Down220 V → 12-24 V untuk keamanan
PLN transmisiStep-UpNaikkan tegangan untuk efisiensi transmisi
Trafo distribusiStep-DownTurunkan ke 220 V untuk rumah
Mikrofon (old)IsolasiMencocokkan impedansi
TV tabung (flyback)Step-UpMenghasilkan tegangan tinggi untuk CRT
Ignition coil mobilStep-Up12 V → 20.000+ V untuk busi

Rumus Lengkap Transformator

Besaran Rumus Keterangan
Rasio teganganVp/Vs = Np/NsPerbandingan tegangan dan lilitan
Rasio arusIp/Is = Ns/NpArus berbanding terbalik
DayaPp = PsVp·Ip = Vs·Is
Rasio transformasia = Np/NsTurns ratio
Efisiensiη = (Ps/Pp) × 100%Untuk transformator nyata