Transformator Step Up

Transformator step up atau yang biasa disebut dengan trafo step up sebenarnya mempunyai fungsi yang sama dengan trafo step down. Yakni untuk bisa mengubah taraf tegangan yang masuk pada terminal trafo itu sendiri.

Semua tegangan yang masuk tersebut akan diubah dengan sistem kerja bolak-balik pada trafo. Untuk trafo jenis step up ini biasanya digunakan pada pembangkit listrik PLN yang arusnya akan disalurkan ke setiap rumah penduduk.

Pastinya jika Anda pernah melewati tempat pembangkit listrik PLN pasti akan menemukan besi kotak besar-besar dan banyak sekali kawatnya.

Penasaran dengan apa sebenarnya yang dimaksud dengan trafo jenis step up dan apa saja fungsinya? Yuk langsung saja pelajari disini.

Pengertian Trafo Step Up (Tranformator)

Infografisdari pengertian transformator step up

Apa yang dimaksud trafo step up itu? Tentunya pertanyaan ini yang sering muncul diantara kalian. Secara mudahnya, trafo step up adalah jenis trafo yang mempunyai fungsi untuk menaikkan tegangan dari tegangan primer menjadi tegangan sekunder.

Penting untuk diketahui, meskipun tegangannya dinaikkan, namun frekuensi dan daya listrik akan tetap sama.

Bisa dikatakan juga bahwa transformator step up ini merupakan jenis trafo yang memiliki lilitan lebih banyak di bagian kumparan sekunder atau outputnya.

Tidak jauh dari namanya sih, trafo jenis ini bisa menghasilkan tegangan listrik dengan taraf yang lebih tinggi pada terminal outputnya jika dibandingkan taraf tegangan listrik yang masuk ke trafo (input).

Oleh sebab itu, transformator atau trafo ini banyak disebut juga sebagai trafo penari tegangan.

Trafo step up ini termasuk jenis trafo yang paling banyak digunakan dan sering juga ditemukan di dalam dunia kelistrikan. Tentunya selain step down yang memiliki prinsip kerja kebalikan dari trafo step up.

Jika diartikan dari segi bahasa, dimana kata “step up” yang berarti menaikkan atau memperbesar, sehingga dari namanya saja sudah bisa ditebak fungsi dari trafo jenis ini.

Pelajari Juga! Apa Itu Tranformator

Prinsip Kerja Transformator Step Up

Prinsip kerja yang digunakan oleh transformator step up ini adalah bekerja dengan memanfaatkan induksi elektromagnet sesuai hukum lorenzt dan faraday.

Prinsip kerja transformator berdasarkan induksi elektromagnet yang terjadi ketika lilitan primer diberikan tegangan AC (bolak-balik). Kemudian akan menimbulkan fluks magnet pada inti trafo yang juga menginduksikan gaya gerak listrik / GGL pada lilitan sekundernya, idealnya daya yang diberikan ke coil primer akan sepenuhnya diteruskan ke coil sekunder.

Prinsip kerjanya tidak jauh berbeda antara trafo step up dan step down, berikut ini adalah gambar grafis dari induksi magnet yang terjadi pada sebuah trafo:

infografis animasi prinsip kerja

Untuk tegangan yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan sangat bergantung pada besaran tegangan dan arus primer dan tentunya jumlah lilitan pada primer serta sekunder. Terdapat sebuah rumus untuk menghitung tegangan transformator yang bisa Anda lihat di bagian bawah ini:

Gambar rumus trafo step up

Keterangan:

  • Vp = Tegangan pada bagian primer dalam satuan Volt.
  • Vs = Tegangan pada bagian sekunder dalam satuan Volt.
  • Np = Jumlah lilitan primer.
  • Ns = Jumlah lilitan sekunder.
  • Ip = Besaran arus di bagian primer (input) dalam satuan Ampere.
  • Is = Besaran arus di bagian sekunder (output) dalam satuan Ampere.

Jika sudah memahami rumus yang saya berikan diatas, maka cara kerja trafo step up adalah dengan memperbesar rasio lilitan yang terdapat pada primer dan sekundernya. Sehingga lilitan sekunder akan menjadi lebih banyak lilitan jika dibandingkan primernya. Jika dilihat dalam bentuk gambar adalah sebagai berikut:

Infografis lilitan trafo step up

Apabila E1 dan E2 pada gambar merupakan tegangan, sementara T1 dan T2 melambangkan jumlah lilitan. Maka bisa dilihat bahwa T2 > T1 yang mengakibatkan rasio tegangan antara E1 : E2 menjadi 1 : 2. Artinya, tegangan sekunder merupakan 2 kali lipat dari tegangan primer, ini juga sama persis layaknya trafo step up mengubah tegangan 110 Volt menjadi 220 Volt.

Ciri-Ciri Trafo Step Up

Infografis ciri-ciri transformator step up

Jika dilihat secara fisiknya, sangat sulit sekali untuk membedakan trafo jenis step up dan trafo step down. Sebab bentuknya memang sama dan tidak dapat dibedakan kecuali dengan melihat spesifikasi dari trafo itu sendiri. Namun secara umumnya, ciri-ciri trafo step up adalah sebagai berikut ini:

  1. Jumlah lilitan yang ada pada primer trafo lebih sedikit apabila dibandingkan dengan bagian sekundernya yang berarti Np< Ns.
  2. Sebab fungsinya sebagai step up, maka tegangan primer akan selalu lebih kecil jika dibandingkan dengan tegangan sekundernya yang berarti Vp < Vs.
  3. Besarnya aliran kuat arus primer akan lebih besar dibandingkan sekundernya yang artinya Ip > Is.

Pelajari Juga! Apa Itu Arus Listrik

Fungsi Trafo Step Up

Pada dasarnya, untuk segi fungsi dari transformator atau trafo adalah mengubah tegangan dari level tertentu ke level yang diinginkan. Dalam hal ini, fungsi dari transformator step up adalah sebagai pengubah tegangan menjadi lebih tinggi.

Berikut ini adalah beberapa fungsi trafo jenis step up dalam beberapa hal, antara lain:

1. Fungsi Trafo Step Up Pada Transmisi Listrik

Di dalam sistem kelistrikan, trafo step up berfungsi untuk mendistribusikan atau mentransmisikan listrik PLN ke lokasi yang jauh. Jika secara teori, untuk mengubah daya listrik yang besar bahkan mencapai hitungan Megawatt (jutaan watt), maka dibutuhkan juga penghantar berupa kabel tembaga yang berukuran sangat besar pula.

Jika semakin besar ukuran penampang kabel, maka akan semakin besar pula biaya yang dibutuhkan untuk mengalirkan listrik tersebut.

Gambar skema listrik step up PLN

Oleh karena itulah dipakai jenis arus AC (Alternating Current) sebab dengan menggunakan transformator maka penyaluran arus listrik akan menjadi lebih efesien. Jika semakin kecil ars listrik, maka akan semakin kecil pula penampang kabel tembaga yang dibutuhkan, namun resikonya adalah tegangan harus dinaikkan.

Hal tersebut disesuaikan dengan rumus daya listrik berupa:

P = V x I

Keterangan:

  • P = Daya (satuan watt).
  • V = Tegangan (satuan volt).
  • I = Arus listrik (satuan Ampere).

Daya listrik adalah energi dan seperti yang kita ketahui bahwa energi bersifat kekal, dengan mengesampingkan nilai power loss atau kehilangan daya. Maka energi listrik yang masuk pada coil primer akan sama dengan energi listrik yang keluar dari coil sekunder yang bisa Anda pelajari pada gambar dibawah ini:

Infografis kumparan coil step up

Apabila Anda masih belum bisa memahami keterkaitan rumus yang saya berikan diatas dengan fungsi dari trafo step up, maka mari kita lakukan perhitungan sederhana:

Contohnya, kita mempunyai daya listrik sebesar 10.000 Watt yang akan dialirkan ke penghantar tertentu. Namun untuk mudahnya dalam bentuk rumus misalnya kita masukkan tegangan 200 volt, maka nilai arus listrik yang dihantarkan sesuai rumus daya listrik diatas adalah sebagai berikut:

1000 Watt = 200 Volt . X

Maka untuk nilai X sendiri adalah 1.000 dibagi dengan 200 yakni 50, sehingga arus lsitriknya adalah 5 Ampere.

Untuk bisa mentransmisikan arus yang besar hingga 50 Ampere, tentunya dibutuhkan kabel tembaga yang besar pula kan? Solusi yang lebih tepat adalah dengan cara menurunkan arus listrik tersebut, misalnya kita ingin menyesuaikan supaya ukuran kabel tembaga bisa dialirkan dengan kapasitas arus 5 Ampere saja, maka jika dimasukkan ke rumus sebelumnya adalah sebagai berikut:

10.000 Watt = X . 5

Dimana angka 5 disini mempresentasikan nilai ampere yang ingin dicapai, supaya bisa mendapatkan nilai X yang merupakan tegangan, maka nilai X adalah 10.000 dibagi dengan 5 sehingga X adalah 2.000 Volt.

Bisa Anda lihat perbedaan perhitungan diatas bahwa kita tetap bisa menyalurkan listrik dengan daya yang sangat besar dengan arus yang kecil. Hanya saja resikonya dengan menaikan tegangan menjadi lebih tinggi.

Dari situlah alasan kenapa dibutuhkan SUTET  atau saluran udara tegangan exstra tinggi untuk mentransmisikan daya listrik dari PLN untuk jarak jauh yang tegangannya bisa mencapai ratusan kilo volt.

Namun fungsi trafo step up bukan hanya dipakai pada transmisi listrik jarak jauh saja, namun kita juga bisa menemukan aplikasi transformator step up pada banyak peralatan elektronik lain yang digunakan di kehidupan sehari-hari.

Pelajari Juga! Trafo Step Down

2. Fungsi Transformator Step Up Pada Microwave

Gambar trafo step up microwave

Di dalam microwave, ada part yang bisa disebut magnetron untuk mengubah energi listrik menjadi gelombang mikro frekuensi tinggi. Maka untuk bisa berfungsi, magnetron membutuhkan tegangan yang tinggi dengan arus yang cukup besar pula seperti gambar dibawah ini.

3. Fungsi Trafo Step Up Pada UPS

Gambar trafo step up pada UPS

Pada perangkat UPS juga ada sebuah trafo step up yang biasanya disebut dengan trafo inverter. Kegunaan dari trafo yang terdapat pada UPS bisa difungsikan sebagai step up maupun step down, sebab ketika listrik dalam keadaan normal tentunya memerlukan proses charging pada baterai kering di dalam UPS.

Coba perhatikan gambar yang saya berikan diatas.

Akhir Kata

Nah, mungkin hanya itu saja penjelasan yang dapat saya berikan untuk Anda seputar apa itu trafo step up. Semoga dengan adanya artikel ini bisa membantu dan menambah pengetahuan Anda lagi dalam bidang elektronika, khususnya listrik.

Tinggalkan komentar