Bank Soal Fisika SMA Konsep dan Aplikasi Induksi Elektromagnetik

Diketahui:

Gambar trafo step-down:

Tegangan primer $V_{\text{p}}$ = 220 V

Arus primer $I_{\text{p}}$ = 8 A

Jumlah lilitan primer $N_{\text{p}}$ = 3.000 lilitan

Jumlah lilitan sekunder $N_{\text{s}}$ = 600 lilitan

Ditanya:

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

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

Dijawab:

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

• $V_{\text{p}}>V_{\text{s}}$
• $N_{\text{p}}>N_{\text{s}}$
• $I_{\text{p}}<I_{\text{s}}$

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

$\frac{V_{\text{p}}}{V_{\text{s}}}=\frac{N_{\text{p}}}{N_{\text{s}}}=\frac{I_{\text{s}}}{I_{\text{p}}}$

Menentukan tegangan lampu L

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

$\frac{V_{\text{p}}}{V_{\text{L}}}=\frac{N_{\text{p}}}{N_{\text{s}}}$

$V_{\text{L}}=\frac{V_{\text{p}}N_{\text{s}}}{N_{\text{p}}}$

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

$V_{\text{L}}=\frac{132.000}{3.000}$

$V_{\text{L}}=44$ 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:

$\frac{V_{\text{p}}}{V_{\text{s}}}=\frac{I_{\text{s}}}{I_{\text{p}}}$

$\frac{V_{\text{p}}}{V_{\text{L}}}=\frac{I_{\text{L}}}{I_{\text{p}}}$

$I_{\text{L}}=\frac{V_{\text{p}}I_{\text{p}}}{V_{\text{L}}}$

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

$I_{\text{L}}=\frac{1.760}{44}$

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

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