1
LAPORAN PRAKTIKUM LISTRIK MAGNET Praktikum Ke 2 TRANSFORMATOR Pelaksanaan Praktikum : Jumat, A!ril 2""#, Jam Ke $%&'
A'
TUJUAN
1. Mempel Mempelaja ajari ri asas asas kerja kerja tran transfo sforma rmator tor.. 2. Menent Menentukan ukan efisie efisiensi nsi transf transform ormato atorr.
('
)ASAR TEORI
Transformator (trafo) terdiri atas dua kumparan. Kedua kumparan ini dihubungkan secara induktif dengan meletakkan kedua kumparan berdekatan seperti tampak pada Gambar 1.
Gam*ar $' Trans+rmatr Trans+rmatr
Sebuah kumparan ang dialiri arus akan memiliki sifat kemagnetan. Sitat ini semakin kuat jika kedalamna kedalamna dimasukkan dimasukkan besi lunak sebagai intina (teras (teras trafo). trafo). !rinsip kerja transforma transformator tor adalah jika ang mengalir mengalir ke dalam kumparan arus bolak"balik# maka letak kutub"kutub utara dan selatan akan berubah bergantian. $kibatna# medan magnet di sekitar kumparan selalu berubah"ubah. !ada !ada transf transform ormato atorr kumpar kumparan an pertam pertamaa ang dihubun dihubungkan gkan dengan dengan sumber sumber tegangan tegangan bolak"balik bolak"balik## kita sebut kumparan kumparan primer primer. Sedangkan Sedangkan ang dihubungkan dengan beban (resistor# lampu# dan sebagaina) disebut kumparan
2
sekunder. Karena kumparan primer dihubungkan dengan tegangan bolak"balik# maka oleh kumparan primer ditimbulkan medan magnet ang selalu berubah" ubah. Medan magnet ang sebagian besar masuk ke dalam kumparan sekunder berubah"ubah pula. %erdasarkan hukum &arada# akan timbul GG' induksi ang arahna bolak"balik. $pa ang terjadi jika kumparan primer dihubungkan dengan tegangan tetap# misalna tegangan kutub"kutub aki !ada kumparan primer timbul medan magnet ang tetap. Sebagian medan magnet ini masuk ke dalam kumparan sekunder dan besarna juga tetap. leh sebab itu# pada kumparan sekunder tidak akan terjadi GG' induksi. *ari penjelasan di atas dapat disimpulkan bah+a transformator dapat digunakan pada tegangan bolak"balik. %erdasarkan jumlah lilitan primer dan skunder ada dua jenis transformator, a. Transformator step"up -ika jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banak dari pada kumparan primer# maka akan dihasilkan tegangan sekunder ang lebih besar daripada tegangan primer. Transformator step"up merupakan transformator untuk menaikkan tegangan b. Transformator step"do+n -ika jumlah lilitan kumparan sekunder lebih sedikit daripada kumparan primer# maka akan dihasilkan tegangan sekunder ang lebih kecil daripada tegangan primer. Transformator step"do+n merupakan transformator untuk menurunkan tegangan. %esar GG' induksi sebanding dengan jumlah lilitan sehingga kalau tegangan kumparan primer ! dan tegangan kumparan sekunder S# maka secara ideal berlaku persamaan, V S V P
N S N P
6
%erdasarkan hukum kekekalan energi bah+a jumlah energi listrik ang masuk ke dalam kumparan primer sama besar dengan jumlah energi listrik ang keluar dari kumparan sekunder. Trafo ang ideal adalah trafo ang hampir tidak mempunai kerugian daa# hal ini berarti bah+a daa ang diberikan pada kumparan primer akan sama besar dengan daa ang dikeluarkan pada kumparan sekunder# dirumuskan, V P I P
V S I S
E+isiensi trans+rmatr
Transformator ang sedang kita gunakan terasa hangat bahkan kadang" kadang cukup panas jika kita sentuh dengan tangan. /al ini menunjukkan bah+a sebagian dari energi listrik ada ang terbuang menjadi kalor. -adi# energi listrik ang keluar dari transformator lebih kecil daripada energi listrik ang masuk ke dalam transformator. -ika energi listrik ang masuk ke dalam .transformator kita natakan dengan 0! dan energi listrik ang keluar dari transformator kita natakan dengan 0S maka 0S lebih kecil daripada 0!. fisiensi transformator ( ) dinatakan dalam prosentase sebagai berikut,
Energi listrik yang keluar tramsformator Energi listrik yang masuk tramsformator
W S W P
1443
P S P P
1443
V S I S V P I P
1443
1443
5ntuk transfomator idel mempunai efisiensi 1443# tetapi pada kenataanna kurang dari 1443# sebab ada sebagian energi ang terdisipasi dalam bentuk panas ke lingkungan# panas ini ditimbulkan oleh arus dd ang disebut arus pusar.
9
-'
ALAT%ALAT
1. Trafo 2. oltmeter $7 dan $mpermeter $7 6. Slide 8egulator 9. 'ampu pijar )'
LANGKA. EKSPERIMEN
1. Menusun peralatan seperti pada gambar berikut,
A PS
/
Gam*ar 2' Set Alat Per0*aan
2. Mengukur !# S# :! dan :S. 6. Mengulangi langkah 2 dengan mem;ariasi !. 9. Mengulangi langkah 1# 2 dan 6 dengan mem;ariasi
A
>
E'
)ATA PER-O(AAN
1. 4 lilitan
p (olt)
: p ($mpere)
s (olt)
:s ($mpere)
1.
9.4
2.9
2.?
4.24
2.
@.A
9.9
>.4
4.6A
6.
14.?
?.4
@.4
4.>9
9.
1>.?
@.?
A.A
4.@4
>.
[email protected]
B.?
11.4
4.B4
?.
24.?
14.4
16.>
1.4A
@.
22.A
12.4
1>.4
1.24
A.
2?.9
19.4
1@.>
1.6A
B.
64.4
1?.4
24.4
1.>?
14.
66.>
1A.4
22.4
1.@9
2. 44 lilitan#
lilitan
p (olt)
: p ($mpere)
s (olt)
:s ($mpere)
1.
9.4
4.A
1.2
4.14
2.
@.A
1.?
2.9
4.1A
6.
14.?
2.2
6.9
4.2?
9.
16.9
6.4
9.2
4.69
>.
[email protected]
6.?
>.9
4.99
?.
24.?
9.9
?.?
4.>9
@.
22.A
>.4
@.9
4.?4
A.
2?.9
>.?
A.?
4.@4
B.
64.4
?.9
14.4
4.@A
14.
66.>
@.2
11.4
4.A9
?
6. lilitan# 44 lilitan
p (olt)
: p ($mpere)
s (olt)
:s ($mpere)
1.
9.2
1.A
1.9
4.14
2.
@.A
6.9
2.A
4.22
6.
14.?
9.?
6.A
4.64
9.
16.9
>.A
9.A
4.6A
>.
[email protected]
@.9
?.2
4.>4
?.
24.?
A.A
@.?
4.?4
@.
22.A
B.4
A.9
4.?A
A.
2?.9
11.4
B.?
4.@A
B.
64.4
12.4
11.4
4.B4
14.
66.>
19.4
12.>
4.B?
9. 44 lilitan
p (olt)
: p ($mpere)
s (olt)
:s ($mpere)
1.
9.2
1.4
1.2
4.4A
2.
@.A
2.4
2.2
4.1?
6.
14.?
2.?
6.4
4.22
9.
16.9
6.9
6.A
4.64
>.
[email protected]
9.2
9.A
4.6A
?.
24.?
>.4
>.A
4.9?
@.
22.A
>.?
?.9
4.>2
A.
2?.9
?.9
@.9
4.?4
B.
64.4
@.2
A.9
4.?A
14.
66.>
A.2
B.9
4.@?
@
F'
ANALISIS )ATA
Menentukan efisiensi transformator !ada saat praktikum# ;ariable bebas ang kita ubah"ubah adalah tegangan primer aitu !# dengan satu ;ariable ang diubah tersebut kita amati gejala lain sebagai ;ariable terikatna aitu arus primer :!# tegangan sekunder S# dan arus sekunder :S. Sesuai dengan rumus, (3)
V S I S I P
y
V S I S V P I P
144
1443
V P kita
analogkan dengan persamaan garis linier,
bx a diperoleh
V S I S
,
=
b
=
C
=
V P
a
=
4
I P
144
(ariabel terikat)
(ariabel bebas)
*engan membuat grafik hubungan antara
V S I S I P
dengan
V P #
diperoleh
gradianDkemiringan kur;a b# sehingga kita dapat memperoleh nilai efisiensi aitu
b144 dalam
satuan 3.
1. fisiensi transformator ( ) dengan 4 lilitan
1. 2. 6. 9. >. ?. @. A.
=
V S I S
C= V P
I P
9.44 @.A4 14.?4 1>.?4 [email protected] 24.?4 22.A4 2?.94
4.22 4.96 4.?6 4.A1 1.46 1.9? 1.>4 1.@6
A
B. 14.
64.44 66.>4
1.B> 2.16 V S I S Kita buat grafik hubungan antara dengan I P GRAFIK .U(UNGAN ANTARA
V S I S I P
V P
)ENGAN V P )ENGAN N P1NS12#" LILITAN
2.50 y = 0.068x - 0.090 R2 = 0.986
2.00 p I / ) s I s V (
1.50 1.00 0.50 0.00 0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
Tegangan Prime r (Vp)
*ari grafik ang telah difitting di Microsoft Ccel# kita peroleh bersamaan 2 garis =4#4?ACE4#4B4# dengan S =8 2=4#BA?. Maka gradien garis b=4#4?A#
sehingga efisiensi transformator dengan 4 lilitan,
S
b144 =4#4?A.144=?#A3
=
4#BA?
=4#BB63
8alat relatif, R
S
1443
4#BB63 ?#A3
1443 =19#?43
-adi efisiensi transformator dengan 4 lilitan adalah dengan ralat relatif sebesar 19#?43.
=?#A3
B
2. fisiensi transformator ( ) dengan 44 lilitan# lilitan
=
1. 2. 6. 9. >. ?. @. A. B. 14.
V S I S
C= V P
I P
9.44 @.A4 14.?4 16.94 [email protected] 24.?4 22.A4 2?.94 64.44 66.>4
4.1> 4.2@ 4.94 4.9A 4.?? 4.A1 4.AB 1.4A 1.22 1.2A V S I S Kita buat grafik hubungan antara dengan I P GRAFIK .U(UNGAN ANTARA
V S I S I P
V P
)ENGAN V P )ENGAN N P1#"" LILITAN, N S13# LILITAN
1.40 y = 0.041x - 0.032 R2 = 0.996
1.20 1.00 p I / ) s I s V (
0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
Tegangan Prime r (Vp)
*ari grafik ang telah difitting di Microsoft Ccel# kita peroleh bersamaan 2 garis =4#491CE4#462# dengan S =8 2=4#BB?. Maka gradien garis b=4#491#
sehingga efisiensi transformator dengan 44 lilitan# lilitan,
S
b144 =4#491.144=9#13
=
4#BB?
=4#BBA3
14
8alat relatif, R
S
1443
4#BBA3 9#13
1443 =29#693
-adi efisiensi transformator dengan < !=>44 lilitan# lilitan adalah =9#13 dengan ralat relatif sebesar 29#693.
6. fisiensi transformator ( ) dengan lilitan# 44 lilitan
1. 2. 6. 9. >. ?. @. A. B. 14.
=
V S I S
C= V P
I P
9.24 @.A4 14.?4 16.94 [email protected] 24.?4 22.A4 2?.94 64.44 66.>4
4.4A 4.1A 4.2> 4.61 4.92 4.>2 4.?6 4.?A 4.A6 4.A? V S I S Kita buat grafik hubungan antara dengan I P
V P
11
GRAFIK .U(UNGAN ANTARA
V S I S
)ENGAN V P )ENGAN N P13# LILITAN, N S1#"" LILITAN
I P 1.00 0.90
y = 0.028x - 0.042 R2 = 0.993
0.80 0.70 p I / ) s I s V (
0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
Tegangan Prime r (Vp)
*ari grafik ang telah difitting di Microsoft Ccel# kita peroleh bersamaan 2 garis =4#42ACE4#492# dengan S =8 2=4#BB6. Maka gradien garis b=4#42A#
sehingga efisiensi transformator dengan lilitan# 44 lilitan,
S
b144 =4#42A.144=2#A3
=
4#BB6
=4#BB?3
8alat relatif, R
S
1443
4#BB?3 2#A3
1443 =6>#>B3
-adi efisiensi transformator dengan < !=6@> lilitan# 44 lilitan adalah =2#A3 dengan ralat relatif sebesar 6>#>B3.
12
9. fisiensi transformator ( ) dengan 44 lilitan
1. 2. 6. 9. >. ?. @. A. B. 14.
=
V S I S
C= V P
I P
9.24 @.A4 14.?4 16.94 [email protected] 24.?4 22.A4 2?.94 64.44 66.>4
4.14 4.1A 4.2> 4.69 4.96 4.>6 4.>B 4.?B 4.@B 4.A@ V S I S Kita buat grafik hubungan antara dengan I P GRAFIK .U(UNGAN ANTARA
V S I S I P
V P
)ENGAN V P )ENGAN N P1NS1#"" LILITAN
1.00 0.90
y = 0.027x - 0.027 R2 = 0.999
0.80 0.70 p I / ) s I s V (
0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
Tegangan Prime r (Vp)
*ari grafik ang telah difitting di Microsoft Ccel# kita peroleh bersamaan 2 garis =4#42@CE4#42@# dengan S =8 2=4#BBB. Maka gradien garis b=4#42@#
sehingga efisiensi transformator dengan 44 lilitan,
16
S
b144 =4#[email protected]=2#@3
=
4#BBB
=4#BBB3
8alat relatif, R
S
1443
4#BBB3
2#@3
1443 =1>#6A3
-adi efisiensi transformator dengan 44 lilitan adalah
=2#@3
dengan ralat relatif sebesar 1>#6A3.
G'
PEM(A.ASAN )AN )ISKUSI
/asil analisis
1.
2>4
2>4
?#A
19#?4
2.
>44
6@>
9#1
29#69
6.
6@>
>44
2#A
6>#>B
9.
>44
>44
2#@
1>#6A
(3)
8alat relatif (3)
*ari hasil percobaan diperoleh efisiensi ang tidak pernah 1443# bahkan dari hasil percobaan jauh dari 1443. /al ini disebabkan bah+a pada kenataanna energi ang keluar selalu labih kecil dari pada energi ang masuk# hal ini berlaku hukum kekekalan energi. nergi ang masuk sebagian ada ang berubah menjadi panas hilang ke lingkungan# ang disebut arus pusar atau arus di. Maka bila kita lihat pada percobaan 1 dan 9 ang mempergunakan jumlah lilitan sama# berdasarkan teori bila jumlah lilitan sama secara ideal menghasilkan daa masukan dan daa keluaran ang sama. Tetapi pada kenataana tidak demikian# aitu tampak pada table data pengamatan tegangan sekunder lebih kecil dari pada tegangan primer. *ari percobaan 2 adalah transformator step"do+n# karena lilitan sekunder lebih sedikit dari pada kumparan primer aitu menurunkan tegangan. /al ini
19
ditunjukkan pada table data pengamatan aitu pengamatan tegangan sekunder lebih kecil dari pada tegangan primer. Kita lebih mudah membuat transformator step"do+n dari pada step"up# kita buktikan pada percobaan 6. 0alaupun kumparan sekunder lebih banak dari kumparan primer ang merupakan prinsip transformator step"up# tetapi dari percobaan tetap diperoleh nilai tegangan sekunder lebih kecil dari pada tegangan primer. Sebab kondisi transformator ang digunakan memiliki efisiensi ang jauh dari 1443# bahkan berdasarkan hasil pengukuran diperoleh efisiensi di ba+ah 143. 0alaupun kita peroleh efisiensi ang kecil dari hasil percobaan# tetapi kita telah mengetahui asas kerja transformator ang merupakan tujuan utama dari praktikum ini.
.'
KESIMPULAN
1. $sas kerja transformator adalah ada dua kumparan (primer dan sekunder) berdekatkan ang dialiri arus $7# maka lilitan primer terjadi perubahan garis gaa magnet (medan magnet). !erubahan tersebut oleh lilitan primer diinduksikanDdiimbaskan ke lilitan sekunder. $kibatna pada lilitan sekunder hal ini menimbulkan arus induksi. 2. %erdasarkan hukum kekekalan energi# tidak mungkin kita membuat transformator ang memiliki efisiensi ideal 1443# tetapi hana mendekati 1443 itu sudah bagus. /al ini disebabkan adalah energi ang ditransfer ke lingkungan dalam bentuk panas# ang diakibatkan oleh arus pusarDarus di.
I'
)AFTAR PUSTAKA
Supramono dd# dkk. 2446. Fisika Dasar II . Malang , -:7$"5ni;ersitas . Petunjuk Praktikum Listrik Magnet . Malang , 'aboratorium lektromagnetik# &isika &M:!$ 5M.
1>
LAPORAN PRAKTIKUM LISTRIK MAGNET
JU)UL PRAKTIKUM TRANSFORMATOR PRAKTIKUM KE%2
KELOMPOK I .AI)AR U(AI)ILLA. "22&44&
JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA )AN ILMU PENGETA.UAN ALAM UNI/ERSITAS NEGERI MALANG 2""#
1?
LEM(AR PENGAMATAN TRANSFORMATOR Tu5uan: 1. Mempelajari asas kerja transformator 2. Menentukan efisiensi transformator Kelm!k: $ klter:2 1. /aidar 5baidillah <:M 2. $hmad MuttaFin <:M
6466229??6A9 6466229??6A>
Kelas6O++ , /D< .ari6Tan77al , -umat# A april 244> )ata
p (olt)
: p ($mpere)
s (olt)
:s ($mpere)
1. 2. 6. 9. >. ?. @. A. B. 14. Malang# A $pril 244> Mengetahui *osen !embimbing
1@
E889 Su!ramn