Pengertian Efisiensi Trafo (Transformator) dan Cara Menghitungnya

Pengertian Efisiensi Trafo (Transformator) dan Cara Menghitungnya – Trafo (Transformator) yang ideal adalah Trafo yang memiliki 100% efisiensi yaitu trafo yang tidak terjadi kehilangan daya sama sekali. Namun Trafo yang ideal atau yang sempurna ini hampir dapat dikatakan tidak mungkin akan tercapai, hal ini dikarenakan adanya beberapa faktor yang menyebabkan terjadi kerugian atau kehilangan daya. Faktor-faktor tersebut diantaranya adalah faktor yang disebabkan oleh Inti Besi yang biasanya disebut dengan Core Loss atau Iron Loss dan faktor yang disebabkan oleh Kumparan atau lilitan pada Trafo itu sendiri yang biasanya disebut dengan Copper loss.
Baca juga : Pengertian Trafo (Transformator) dan Prinsip Kerjanya.

Kerugian Daya atau Kehilangan Daya pada Trafo (Tranformator)

Seperti yang disebutkan sebelumnya, Kerugian atau kehilangan daya pada Trafo ini disebabkan oleh dua faktor utama yaitu Faktor Core Loss (Inti Besi) dan Faktor Copper Loss (Kumparan). Kerugian Daya atau Kehilangan Daya pada Trafo ini sering disebut juga dengan Rugi Daya atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Power Loss.

Core Losses atau Iron Losses 

Core Losses atau Iron Losses adalah kehilangan daya pada Tranformator yang dikarenakan oleh Inti Besi Transformator itu sendiri. Terdapat dua faktor yang menyebabkan terjadinya Core Loss yaitu kerugian arus Eddy (Eddy Current) dan kerugian histeresis (Hysteresis loss). Kedua Kerugian ini pada dasarnya tergantung pada sifat magnetik bahan yang digunakan untuk konstruksi inti transformator (trafo).

• Kerugian Arus Eddy (Eddy Current Loss) – pada Transformator atau Trafo,  arus listrik AC yang dipasok ke kumparan primer akan membentuk fluks medan magnet yang bergantian. Apabila fluks medan magnet tersebut terhubung ke kumparan sekunder maka akan menyebabkan induksi gaya gerak listrik atau biasanya dikenal dengan induksi GGL. Tetapi terdapat pula beberapa bagian fluks magnet yang menginduksi ke bagian konduktor lainnya yaitu ke Inti besinya Trafo (Tranformer Core) tersebut yang kemudian akan menyebabkan sirkulasi arus kecil didalamnya. Arus tersebut disebut dengan Arus Eddy (Eddy Current). Karena Arus Eddy inilah beberapa energi akan terdisipasi dalam bentuk panas.
• Kerugian Histerisis (Hysterisit Losses) – Kerugian Histeris pada trafo ini disebabkan oleh pembalikan magnetisasi pada inti transformator. Kehilangan atau kerugian ini tergantung pada volume dan kadar besi yang digunakan untuk konstruksi inti besi trafo, frekuensi pembalikan magnetik dan nilai kerapatan fluks.

Copper Losses

Copper losses adalah kehilangan daya pada Trafo yang diakibatkan oleh resistansi pada kumparan atau lilitan pada trafo itu sendiri. Copper Loss pada Kumparan Primer adalah I₁²R₁ dan Copper Loss pada Kumparan Sekunder adalah I₂²R₂. Dimana I₁ dan I₂ adalah arus pada masing-masing kumparan primer dan kumparan sekunder sedangakn R₁ dan R₂. adalah resistansi pada masing-masing kumparan primer dan kumparan sekunder. Kehilangan Daya yang diakibatkan oleh Copper Loss ini adalah sebanding dengan kuadrat arus dan arus ini tergantung pada beban. Oleh karena itu kehilangan Copper loss pada Trafo ini juga akan bervariasi tergantung pada beban yang diberikan pada trafo.

Efisiensi Trafo (Transformator)

Efisiensi Trafo dapat didefinisikan sebagai Perbandingan antara daya listrik keluaran (Pout) dengan daya listrik masukan (Pin). Efisiensi Trafo dapat dirumuskan dengan Rumus berikut ini :

ɳ = (Pout / Pin) x 100%

Dimana :

ɳ = Efisiensi Trafo
Pout : Daya listrik Keluaran (Output) atau Daya pada Kumparan Sekunder
Pin : Daya listrik Masukan (Input) atau Daya pada Kumparan Primer

Rumus-rumus turunan untuk Efisiensi Trafo lainnya :

ɳ = (Vs x Is / Vp x Ip) x 100%

atau

ɳ = (Pout / (Pout + Copper loss + Core loss) x 100%

atau

ɳ = (Pin – Losses) / (Pin) x 100%

atau

ɳ = (Ns x Is / Np x Ip) x 100%

Dimana :

ɳ  : Efisiensi Trafo
Vs : Tegangan Sekunder
Vp : Tegangan Primer
Is : Arus Sekunder
Ip : Arus Primer
Ns : Lilitan sekunder
Np : Lilitan primer

Contoh Soal Perhitungan Efisiensi Trafo (1)

Sebuah Trafo memiliki daya listrik 20W di bagian Primer (Daya Input), sedangkan dibagian sekundernya hanya 18W (Daya Output). Berapakah Efisiensi Trafo tersebut ?

ɳ = (Pout / Pin) x 100%
ɳ = (18W / 20W) x 100%

ɳ = 90%

Efisiensi Trafo tersebut adalah 90%

Contoh Soal Perhitungan Efisiensi Trafo (2)

Sebuah Transformator dengan tegangan Input (tegangan primer) adalah 220V dan tegangan Output (tegangan sekunder) adalah 110V sedangkan arus inputnya adalah 1A dan arus outpunya adalah 1,5A. Berapakah efisiensi Trafo tersebut?

Diketahui :

Vp = 220V
Ip = 1A
Vs = 110V
Is = 1,5A

ɳ = ?

Jawaban :

ɳ = (Vs x Is / Vp x Ip) x 100%
ɳ = (110V x 1,5A / 220V x 1A) x 100%
ɳ = 165 / 220 x 100%
ɳ = 75%

Efisiensi Trafo tersebut adalah 75%

 

Contoh Soal Perhitungan Efisiensi Trafo (3)

Arus Primer sebuah trafo adalah 1A sedangkan arus Sekundernya adalah 0,5A. Jika lilitan di Primer Trafo tersebut adalah 200 lilitan dan 500 lilitan di kumparan sekundernya. Berapakah Efisiensi Trafo tersebut?

Diketahui :

Ip = 1A
Is = 0,25A
Np = 200 lilitan
Ns = 500 lilitan

ɳ = (Ns x Is / Np x Ip) x 100%
ɳ = (500 x 0,25 / 200 x 1) x 100%
ɳ = (125 / 200) x 100%
ɳ = 62,5%

Efisiensi Trafo tersebut adalah 62,5%