Latihan Fisika Kelas XII Konsep dan Aplikasi Induksi Elektromagnetik
# 9
Pilgan

Perhatikan tabel hasil pengukuran pada trafo 1 dan trafo 2 di bawah ini!

Jika efisiensi trafo 2 adalah 23\frac{2}{3} dari efisiensi trafo 1, maka nilai X dan Y berturut-turut adalah ....

A

16 lilitan dan 60 V

B

16 lilitan dan 80 V

C

18 lilitan dan 80 V

D

60 lilitan dan 16 V

E

80 lilitan dan 18 V

Pembahasan:

Diketahui:

Berdasarkan tabel:

Pada trafo 1

Jumlah lilitan primer Np1N_{\text{p}1} = 900 lilitan

Jumlah lilitan sekunder Ns1N_{\text{s}1} = 30 lilitan

Arus primer Ip1I_{\text{p}1} = 5 A

Arus sekunder Is1I_{\text{s}1} = 90 A

Tegangan primer Vp1V_{\text{p}1} = 360 V

Tegangan sekunder Vs1V_{\text{s}1} = 12 V

Pada trafo 2

Jumlah lilitan primer Np2N_{\text{p}2} = X

Jumlah lilitan sekunder Ns2N_{\text{s}2} = 12 lilitan

Arus primer Ip2I_{\text{p}2} = 3 A

Arus sekunder Is2I_{\text{s}2} = 8 A

Tegangan primer Vp2V_{\text{p}2} = 120 V

Tegangan sekunder Vs2V_{\text{s}2} = Y

Efisiensi trafo 2 η2=23η1\eta_2=\frac{2}{3}\eta_1

Ditanya:

Nilai X Np2N_{\text{p2}} =?

Nilai Y Vs2V_{\text{s2}} =?

Dijawab:

Menentukan efisiensi trafo 1

Efisiensi trafo merupakan perbandingan antara daya keluaran (sekunder) dengan daya masukan (primer) dan dirumuskan dengan persamaan berikut.

η=(PsPp)100%=(VsIsVpIp)100%\eta=\left(\frac{P_{\text{s}}}{P_{\text{p}}}\right)100\%=\left(\frac{V_{\text{s}}I_{\text{s}}}{V_{\text{p}}I_{\text{p}}}\right)100\%

Sehingga,

η1=(Vs1Is1Vp1Ip1)100%\eta_1=\left(\frac{V_{\text{s}1}I_{\text{s1}}}{V_{\text{p}1}I_{\text{p}1}}\right)100\%

η1=((12)(90)(360)(5))100%\eta_1=\left(\frac{\left(12\right)\left(90\right)}{\left(360\right)\left(5\right)}\right)100\%

η1=(1.0801.800)100%\eta_1=\left(\frac{1.080}{1.800}\right)100\%

η1=(0,6)100%\eta_1=\left(0,6\right)100\%

η1=60%\eta_1=60\%

Menentukan efisiensi trafo 2

Efisiensi trafo 2 adalah 23\frac{2}{3} efisiensi trafo 1, sehingga:

η2=23η1\eta_2=\frac{2}{3}\eta_1

η2=23(60%)\eta_2=\frac{2}{3}\left(60\%\right)

η2=120%3\eta_2=\frac{120\%}{3}

η2=40%\eta_2=40\%

Menentukan nilai X

Nilai X merupakan jumlah lilitan dari kumparan primer trafo 2.

Karena

VpVs=NpNs  VN\frac{V_{\text{p}}}{V_{\text{s}}}=\frac{N_{\text{p}}}{N_{\text{s}}}\ \rightarrow\ V\sim N

Maka, persamaan efisiensi trafo dapat diubah menjadi:

η=(NsIsNpIp)100%\eta=\left(\frac{N_{\text{s}}I_{\text{s}}}{N_{\text{p}}I_{\text{p}}}\right)100\%.

Sehingga,

η2=(Ns2Is2Np2Ip2)100%\eta_2=\left(\frac{N_{\text{s2}}I_{\text{s2}}}{N_{\text{p}2}I_{\text{p}2}}\right)100\%

η2100%=(Ns2Is2Np2Ip2)\frac{\eta_2}{100\%}=\left(\frac{N_{\text{s2}}I_{\text{s2}}}{N_{\text{p}2}I_{\text{p}2}}\right)

Np2Ip2=Ns2Is2(η2100%)N_{\text{p}2}I_{\text{p}2}=\frac{N_{\text{s2}}I_{\text{s2}}}{\left(\frac{\eta_2}{100\%}\right)}

Np2=Ns2Is2(η2100%)(Ip2)N_{\text{p}2}=\frac{N_{\text{s2}}I_{\text{s2}}}{\left(\frac{\eta_2}{100\%}\right)\left(I_{\text{p}2}\right)}

Np2=(12)(8)(40%100%)(3)N_{\text{p}2}=\frac{\left(12\right)\left(8\right)}{\left(\frac{40\%}{100\%}\right)\left(3\right)}

Np2=(12)(8)(0,4)(3)N_{\text{p}2}=\frac{\left(12\right)\left(8\right)}{\left(0,4\right)\left(3\right)}

Np2=961,2N_{\text{p}2}=\frac{96}{1,2}

Np2=80N_{\text{p}2}=80 lilitan

Menentukan nilai Y

Nilai Y merupakan nilai dari tegangan sekunder trafo 2, sehingga:

η2=(Vs2Is2Vp2Ip2)100%\eta_2=\left(\frac{V_{\text{s}2}I_{\text{s2}}}{V_{\text{p}2}I_{\text{p}2}}\right)100\%

η2100%=(Vs2Is2Vp2Ip2)\frac{\eta_2}{100\%}=\left(\frac{V_{\text{s}2}I_{\text{s2}}}{V_{\text{p}2}I_{\text{p}2}}\right)

Vs2Is2=(η2100%)(Vp2Ip2)V_{\text{s}2}I_{\text{s2}}=\left(\frac{\eta_2}{100\%}\right)\left(V_{\text{p}2}I_{\text{p}2}\right)

Vs2=(η2100%)(Vp2Ip2)Is2V_{\text{s}2}=\frac{\left(\frac{\eta_2}{100\%}\right)\left(V_{\text{p}2}I_{\text{p}2}\right)}{I_{\text{s2}}}

Vs2=(40%100%)(120)(3)8V_{\text{s}2}=\frac{\left(\frac{40\%}{100\%}\right)\left(120\right)\left(3\right)}{8}

Vs2=(0,4)(120)(3)8V_{\text{s}2}=\frac{\left(0,4\right)\left(120\right)\left(3\right)}{8}

Vs2=1448V_{\text{s}2}=\frac{144}{8}

Vs2=18V_{\text{s}2}=18 V

Jadi, nilai X dan Y berturut-turut adalah 80 lilitan dan 18 V.