Latihan Fisika Kelas XII Konsep dan Aplikasi Induksi Elektromagnetik
# 7
Pilgan

Perhatikan gambar berikut!

Kumparan primer trafo step-down dengan 3.000 lilitan, dihubungkan dengan sumber tegangan AC sebesar 220 V sehingga mengalir arus sebesar 8 A. Jika kumparan sekunder yang memiliki 600 lilitan dihubungkan dengan lampu L dan trafo merupakan trafo ideal, maka besar tegangan dan arus listrik pada lampu L berturut-turut adalah ....

A

40 V dan 44 A

B

44 V dan 40 A

C

40 V dan 55 A

D

55 V dan 40 A

E

44 V dan 55 A

Pembahasan:

Diketahui:

Gambar trafo step-down:

Tegangan primer VpV_{\text{p}} = 220 V

Arus primer IpI_{\text{p}} = 8 A

Jumlah lilitan primer NpN_{\text{p}} = 3.000 lilitan

Jumlah lilitan sekunder NsN_{\text{s}} = 600 lilitan

Ditanya:

Tegangan lampu VL=V_{\text{L}}=?

Arus yang mengalir pada lampu IL=I_{\text{L}}=?

Dijawab:

Trafo step-down merupakan trafo yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik dan memiliki ciri-ciri yaitu:

  • Vp>VsV_{\text{p}}>V_{\text{s}}
  • Np>NsN_{\text{p}}>N_{\text{s}}
  • Ip<IsI_{\text{p}}<I_{\text{s}}

Trafo atau transformator merupakan salah satu aplikasi dari induksi elektromagnetik. Transformator secara ideal memenuhi persamaan berikut.

VpVs=NpNs=IsIp\frac{V_{\text{p}}}{V_{\text{s}}}=\frac{N_{\text{p}}}{N_{\text{s}}}=\frac{I_{\text{s}}}{I_{\text{p}}}

Menentukan tegangan lampu L

Karena trafo merupakan trafo ideal, maka tegangan lampu L sama dengan tegangan sekunder, sehingga:

VpVL=NpNs\frac{V_{\text{p}}}{V_{\text{L}}}=\frac{N_{\text{p}}}{N_{\text{s}}}

VL=VpNsNpV_{\text{L}}=\frac{V_{\text{p}}N_{\text{s}}}{N_{\text{p}}}

VL=(220)(600)(3.000)V_{\text{L}}=\frac{\left(220\right)\left(600\right)}{\left(3.000\right)}

VL=132.0003.000V_{\text{L}}=\frac{132.000}{3.000}

VL=44V_{\text{L}}=44 V

Menentukan arus yang mengalir pada lampu L

Karena trafo merupakan trafo ideal, maka arus yang mengalir pada lampu L sama dengan arus kumparan sekunder, sehingga:

VpVs=IsIp\frac{V_{\text{p}}}{V_{\text{s}}}=\frac{I_{\text{s}}}{I_{\text{p}}}

VpVL=ILIp\frac{V_{\text{p}}}{V_{\text{L}}}=\frac{I_{\text{L}}}{I_{\text{p}}}

IL=VpIpVLI_{\text{L}}=\frac{V_{\text{p}}I_{\text{p}}}{V_{\text{L}}}

IL=(220)(8)44I_{\text{L}}=\frac{\left(220\right)\left(8\right)}{44}

IL=1.76044I_{\text{L}}=\frac{1.760}{44}

IL=40I_{\text{L}}=40 A

Jadi, besar tegangan dan arus listrik pada lampu L berturut-turut adalah 44 V dan 40 A.