Contoh soal transformator Trafo

23 Contoh soal transformator Trafo

1. Sebuah transformator mempunyai kumparan primer dan sekunder dengan jumlah lilitan masing-masing 500 dan 5000, dihubungkan dengan jaringan bertegangan arus bolak-balik 220 V. Berapakah tegangan keluarannya?

A. 220 volt

B. 1.100 volt

C. 2.200 volt

D. 22.000 volt

Pembahasan

Diketahui :

Kumparan primer (N_P) = 500 lilitan

Kumparan sekunder (N_s) = 5000 lilitan

Tegangan primer (V_P) = 220 Volt

Ditanya : Tegangan sekunder (V_S)

Jawab :

Rumus transformator :

V_s / N_s = V_p / N_p

V_s / 5000 = 220 / 500

V_s / 5000 = 0,44

V_s = (0,44)(5000)

V_s = 2.200 Volt

Jawaban yang benar adalah C.

2. Fungsi trafo adalah untuk …

A. mengubah tegangan dan daya

B. mengubah tegangan arus bolak balik

C. pengatur tegangan arus searah

D. membuat arus searah menjadi bolak balik

Pembahasan

Trafo atau transformator berfungsi untuk mengubah tegangan arus listrik bolak balik (arus AC). Trafo terdiri dari dua jenis yakni trafo step up dan trafo step down. Trafo step up berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik dan trafo step down berfungsi menurunkan tegangan listrik.

Jawaban yang benar adalah B.

3. Pada sebuah transformator terdapat kumparan primer yang mempunyai 1200 lilitan dan kumparan sekunder yang mempunyai 1000 lilitan. Jika arus primer 4 A, maka kuat arus sekunder adalah …

A. 2 Ampere

B. 3 Ampere

C. 4 Ampere

D. 4,8 Ampere

Pembahasan

Diketahui :

Kumparan primer (N_P) = 1200 lilitan

Kumparan sekunder (N_S) = 1000 lilitan

Kuat arus primer (I_P) = 4 Ampere

Ditanya : Kuat arus sekunder (I_S)

Jawab :

Rumus transformator yang menyatakan hubungan antara jumlah lilitan kumparan (N) dengan kuat arus listrik (I) adalah :

I_S/I_P = N_P/N_S

Kuat arus sekunder adalah :

I_S/4 = 1200/1000

I_S/4 = 1,2

I_S = 1,2 (4)

I_S = 4,8 Ampere

Jawaban yang benar adalah D.

4. Ketika merancang sebuah transformator, agar dihasilkan tegangan sekunder 220 Volt dari tegangan primer 110 volt, maka perbandingan jumlah lilitan sekunder dengan lilitan primer adalah …

A. 2 : 3

B. 3 : 2

C. 6 : l2

D. 12 : 6

Pembahasan

Diketahui :

Tegangan sekunder (V_S) = 220 Volt

Tegangan primer (V_P) = 110 Volt

Ditanya : Perbandingan jumlah lilitan sekunder dengan lilitan primer (N_S/N_P)

Jawab :

Rumus transformator yang menyatakan hubungan antara tegangan listrik dan jumlah lilitan kumparan adalah :

V_S/V_P = N_S/N_P

220/110 = N_S/N_P

22/11 = N_S/N_P

2/1 = N_S/N_P

12/6 = N_S/N_P

Jawaban yang benar adalah D.

5. Lihat gambar transformator di bawah ini!

Tegangan primer trafo tersebut adalah …

A. 24 Volt

B. 240 Volt

C. 264 Volt

D. 340 Volt

Pembahasan

Diketahui :

Tegangan sekunder (V_S) = 24 Volt

Lilitan primer (N_P atau N₁) = 11 N

Lilitan sekunder (N_S atau N₂) = 1 N = N

Ditanya : Tegangan primer (V_P)

Jawab :

Rumus transformator :

V_s / N_s = V_p / N_p

Tegangan primer dihitung menggunakan rumus di atas :

V_s / N_s = V_p / N_p

24 / N = V_p / 11 N

24 / 1 = V_p / 11

24 = V_p / 11

V_p = (24)(11)

V_p = 264 Volt

Jawaban yang benar adalah C.

6. Perhatikan gambar di bawah ini! Besarnya tegangan input trafo adalah …

A. 140 Volt

B. 180 Volt

C. 630 Volt

D. 720 Volt

Pembahasan

Diketahui :

Lilitan primer (N₁) = 21 N

Lilitan sekunder (N₂) = 3 N

Tegangan sekunder (V₂) = 20 Volt

Ditanya : Tegangan primer (V₁)

Jawab :

Rumus transformator :

V₂ / N₂ = V₁ / N₁

Tegangan primer dihitung menggunakan rumus di atas :

20 / 3N = V₁ / 21N

20 / 1 = V₁ / 7

20 = V₁ / 7

V₁ = (7)(20)

V₁ = 140 Volt

Jawaban yang benar adalah A.

7. Berikut ini merupakan ciri dari transformator step-up …

A. Tegangan primer lebih besar dibandingkan tegangan sekunder

B. Jumlah lilitan primer lebih sedikit dibandingkan kumparan sekunder

C. Arus pada kumparan primer lebih kecil dibandingkan arus pada kumparan sekunder

D. Daya kumparan sekunder lebih besar dibandingkan daya kumparan

Pembahasan

Tranformator adalah alat pengubah tegangan listrik arus bolak balik. Transformator terdiri dari dua jenis yakni transformator step up dan transformator step down.

Transformator step up berfungsi menaikkan tegangan listrik sehingga tegangan sekunder lebih besar daripada tegangan primer, sebaliknya transformator step down berfungsi menurunkan tegangan listrik sehingga tegangan sekunder lebih kecil daripada tegangan primer.

Pada transformator step up, jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan kumparan primer, sebaliknya pada transformator step down, jumlah lilitan kumparan sekunder lebih sedikit daripada jumlah lilitan kumparan primer.

Jawaban yang benar adalah B.

8. Ciri dari trafo step-up adalah …

A. tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder

B. lilitan primer lebih banyak daripada lilitan sekunder

C. tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder

D. lilitan primer sama dengan lilitan sekunder

Pembahasan

Trafo adalah alat untuk mengubah tegangan listrik arus bolak balik (AC). Trafo terdiri dari dua jenis yakni trafo step up dan trafo step down. Trafo step up berfungsi menaikkan tegangan listrik, sedangkan trafo step down berfungsi menurunkan tegangan listrik.

Ciri-ciri trafo step up adalah :

– Tegangan primer lebih kecil, tegangan sekunder lebih besar

– lilitan primer lebih sedikit, lilitan sekunder lebih banyak

Ciri-ciri trafo step down adalah :

– Tegangan primer lebih besar, tegangan sekunder lebih kecil

– lilitan primer lebih banyak, lilitan sekunder lebih sedikit

Jawaban yang benar adalah C.

9. Perhatikan diagram trafo berikut ini!

Jumlah lilitan sekunder trafo adalah….

A. 550 lilitan

B. 1.000 lilitan

C. 2.000 lilitan

D. 10.000 lilitan

Pembahasan

Diketahui :

Tegangan primer (V_P) = 220 Volt

Lilitan primer (N_P) = 200 lilitan

Tegangan sekunder (V_S) = 1100 Volt

Ditanya : Lilitan sekunder (N_S)

Jawab :

Rumus transformator :

V_s / N_s = V_p / N_p

Jumlah lilitan sekunder dihitung menggunakan rumus di atas :

V_s / N_s = V_p / N_p

1100 Volt / N_s = 220 Volt / 200 lilitan

1100 / N_s = 220 / 200

1100 / N_s = 1,1

N_s = 1100 / 1,1

N_s = 1000 lilitan

Jawaban yang benar adalah B.

10. Perhatikan diagram trafo berikut!

Jumlah lilitan sekunder trafo adalah…..

A. 550 lilitan

B. 1.000 lilitan

C. 2.000 lilitan

D. 10.000 lilitan

Pembahasan

Diketahui :

Tegangan primer (V_P) = 220 Volt

Lilitan primer (N_P) = 200 lilitan

Tegangan sekunder (V_S) = 1100 Volt

Ditanya : Lilitan sekunder (N_S)

Jawab :

Rumus transformator yang menyatakan hubungan antara tegangan dan jumlah lilitan adalah :

V_s / N_s = V_p / N_p

Lilitan sekunder dihitung menggunakan rumus di atas :

V_s / N_s = V_p / N_p

1100 / N_S = 220 / 200

1100 / N_S = 22 / 20

1100 / N_S = 1,1

N_S = 1100 / 1,1

N_S = 1000

Jumlah lilitan sekunder adalah 1000 lilitan.

Jawaban yang benar adalah B.

11. Perhatikan data transformator berikut!

Berdasarkan data di atas dapat disimpulkan bahwa…

Pembahasan

Transformator adalah alat yang berfungsi untuk menaikkan tegangan atau menurunkan tegangan listrik AC (listrik arus bolak balik). Transformator yang berfungsi untuk menaikkan tegangan disebut tranformator step-up dan transformator yang berfungsi untuk menurunkan tegangan disebut transformator step-down.
Transformator memiliki dua kumparan kawat yakni kumparan primer (N_P) dan kumparan sekunder (N_S). Pada transformator step-up, N_S lebih besar dari N_P. Pada transformator step-down, N_S lebih kecil dari N_P. Tranformator step-up menaikan tegangan karenanya tegangan listrik pada kumparan primer lebih kecil dan tegangan listrik pada kumparan sekunder lebih besar. Sebaliknya transformator step-down menurunkan tegangan karenanya tegangan listrik pada kumparan primer lebih besar dan tegangan listrik pada kumparan sekunder lebih kecil.
Transformator A adalah transformator step-down dan transformator B adalah transformator step-up.
Jawaban yang benar adalah C.

12. Perhatikan gambar trafo berikut!

Dari informasi gambar di atas, pernyataan yang benar mengenai gambar 1 dan gambar 2 berturut-turut adalah…

A. gambar 1 trafo step up dan gambar 2 trafo step down
B. gambar 1 trafo step down dan gambar 2 trafo step up
C. gambar 1 dan 2 merupakan trafo step down
D. gambar 1 dan 2 merupakan trafo step up

Pembahasan
Pada transformator step-up (penambah tegangan), tegangan primer lebih kecil dan tegangan sekunder lebih besar. Pada transformator step-down (pengurang tegangan), tegangan primer lebih besar dan tegangan sekunder lebih kecil.
Transformator pada gambar 1 mempunyai tegangan primer lebih besar dari tegangan sekunder (20 V > 5 V) karenanya merupakan transformator step-down. Transformator pada gambar 2 mempunyai tegangan primer lebih kecil dari tegangan sekunder (5 V < 40 V) karenanya merupakan transformator step-up.
Jawaban yang benar adalah B.

13. Perhatikan gambar ilustrasi transformator berikut!

Dari gambar ilustrasi di atas, pernyataan yang benar adalah…
A. Trafo I = trafo step down, karena N_s > N_p
B. Trafo I = trafo step up, karena V_s < V_p
C. Trafo II = trafo step down, karena V_p < V_s
D. Trafo II = trafo step up, karena N_p < N_s
Pembahasan
Trafo I merupakan trafo step-down karena V_p > V_s dan Np > Ns.
Trafo II merupakan trafo step-up karena V_p < V_s dan N_p < N_s.
Jawaban yang benar adalah D.

14. Perhatikan bagan transformator berikut!
Apabila jumlah lilitan kumparan N₁ = 100 lilitan dan N₂ = 250 lilitan, tegangan V₂ adalah….

A. 100 Volt
B. 150 Volt
C. 200 Volt
D. 250 Volt

Pembahasan

Diketahui :
Tegangan primer = V_p = V₁ = 40 Volt
Kumparan primer = N_p = N₁ = 100 lilitan
Kumparan sekunder = N_s = N₂ = 250 lilitan
Ditanya : Tegangan sekunder = V_s = V₂
Jawab :

Rumus transformator :
V_s / N_s = V_p / N_p
Tegangan sekunder :
V_s / N_s = V_p / N_p
V_s / 250 = 40 / 100
V_s / 250 = 4 / 10
V_s / 250 = 0,4
V_s = (0,4)(250)
V_s = 100 Volt
Jawaban yang benar adalah A.

15.

Berikut adalah gambar skema transformator motor ideal dengan data-datanya. Jika kuat arus yang mengalir pada menghambat R sebesar 4 Ampere, arus listrik yang mengalir pada kumparan primer adalah….

A. 0,8 A
B. 1,6 A
C. 5,0 A
D. 20 A

Pembahasan
Diketahui :
Kumparan primer = N_p = N₁ = 600 lilitan
Kuat arus sekunder = I_s = I₂ = 4 Ampere
Kumparan sekunder = N_s = N₂ = 120 lilitan
Ditanya : Kuat arus primer = I_p = I₁
Jawab :
Rumus transformator :
I_P N_p = I_s N_s
Kuat arus primer :
I_P N_p = I_s N_s
I_P (600) = (4)(120)
I_P (600) = 480
I_P (60) = 48
I_P = 48 / 60
I_p = 0,8 Ampere
Jawaban yang benar adalah A.

16.
Perhatikan gambar berikut!
Pada diagram transformator berikut, kuat arus primer adalah….
A. 0,1 A
B. 0,2 A
C. 0,8 A
D. 1,6 A
Pembahasan
Diketahui :
Tegangan primer = V_p = V₁ = 100 Volt
Tegangan sekunder = V_s = V₂ = 50 Volt
Kuat arus sekunder = I_s = I₂ = 0,4 Ampere
Ditanya : Kuat arus primer = I_p = I₁
Jawab :
Rumus transformator :
V_P I_p = V_s I_s
Kuat arus primer :
V_P I_p = V_s I_s
(100) I_p = (50)(0,4)
(100) I_p = 20
I_p = 20 / 100
I_p = 0,2 Ampere
Jawaban yang benar adalah B.

17. Perhatikan tabel pengukur tegangan dan arus dari sebuah trafo ideal di bawah ini!
Berdasarkan tabel di atas, nilai R dan P adalah…

A. R = 600 Volt; P = 30 lilitan
B. R = 200 Volt; P = 30 lilitan
C. R = 60 Volt; P = 40 lilitan
D. R = 20 Volt; P = 40 lilitan
E. R = 10 Volt; P = 20 lilitan

Pembahasan

Rumus transformator
V_s N_p = N_s V_p  dan V_p I_p = V_s I_s
Keterangan :
V_s = tegangan sekunder, V_p = tegangan primer, N_s = lilitan sekunder, N_p = lilitan primer_, I_p = kuat arus primer, I_s = kuat arus sekunder
Tegangan primer (V_p)
V_p I_p = V_s I_s
V_p (4) = (10)(80)
V_p = 800 / 4
V_p = R = 200 Volt
Lilitan sekunder (N_s)
V_s N_p = N_s V_p
(10)(600) = N_s (200)
6000 = 200 N_s
N_s = 6000 / 200
N_s = P = 30 lilitan
Jawaban yang benar adalah B.

18. Tabel berikut menampilkan data dua trafo ideal.
Berdasarkan data pada tabel di atas, nilai K dan L berturut-turut adalah…

A. K = 1 A dan L = 20 Volt
B. K = 2 A dan L = 30 Volt
C. K = 3 A dan L = 40 Volt
D. K = 4,5 A dan L = 53 Volt
E. K = 5 A dan L = 30 Volt

Pembahasan
Gunakan salah satu rumus transformator untuk menentukan kuat arus sekunder trafo 1 dan tegangan sekunder trafo 2. Jika menghitung kuat arus sekunder trafo 1 maka gunakan data trafo 1, demikian juga apabila menghitung tegangan sekunder trafo 2 maka gunakan data trafo 2.
Kuat arus sekunder (I_s) transformator 1
V_p I_p = V_s I_s
(200)(3) = (300)(I_s)
I_s = 600 / 300
I_s = K = 2 Ampere
Tegangan sekunder (V_s) transformator 2
V_p I_p = V_s I_s
(40)(0,75) = V_s (1)
V_s = L = 30 Volt
Jawaban yang benar adalah B.

19. Perhatikan data pengukuran beberapa besaran dalam trafo berikut!
Berdasarkan data pada tabel di atas, nilai P dan Q berturut-turut adalah…
A. P = 100 Volt dan Q = 4 Ampere
B. P = 100 Volt dan Q = 6 Ampere
C. P = 110 Volt dan Q = 4 Ampere
D. P = 110 Volt dan Q = 2 Ampere
E. P = 220 Volt dan Q = 2 Ampere
Pembahasan
Tegangan primer (V_p)
V_s N_p = N_s V_p
(220)(300) = (600) V_p
(220)(3) = (6) V_p
660 = 6 V_p
V_p = 660 / 6
V_p = P = 110 Volt
Kuat arus primer (I_p)
V_p I_p = V_s I_s
(110)(I_p) = (220)(2)
(110)(I_p) = 440
I_p = 440 / 110
I_p = Q = 4 Ampere
Jawaban yang benar adalah C.

20. Pembahasan soal UN fisika SMA/MA – Trafo

1. Sebuah trafo ideal kumparan primernya dihubungkan dengan sumber tegangan dan kumparan sekunder dihubungkan dengan lampu seperti gambar berikut. Manakah pernyataan yang benar ?

A. Lampu akan semakin redup jika lilitan primer dikurangi

B. Lampu akan semakin terang jika lilitan sekunder ditambah

C. Lampu akan semakin redup jika tegangan primer ditambah

D. Lampu akan semakin terang jika lilitan primer dikurangi

E. Terang atau lemahnya lampu akan sama meskipun lilitan dirubah

Pembahasan

Perubahan jumlah lilitan kumparan hanya berpengaruh pada jenis transformator. Jika lilitan kumparan primer dikurangi sehingga lilitan kumparan sekunder lebih banyak maka transformator ini menjadi transformator step up yang berfungsi menaikkan tegangan. Demikian juga apabila lilitan kumparan primer ditambah sehingga lilitan kumparan sekunder lebih sedikit maka transformator ini menjadi transformator step down yang berfungsi menurunkan tegangan.

Perlu diingat bahwa ketika tegangan listrik meningkat, kuat arus listrik berkurang sehingga daya listrik konstan (P = V I). Daya listrik adalah perubahan energi listrik selama selang waktu tertentu. Ketika daya listrik masukan sama dengan daya listrik keluaran maka banyaknya energi yang terpakai juga sama.

Terang atau redupnya lampu berkaitan dengan banyak atau sedikitnya energi listrik yang diubah menjadi energi cahaya. Jika banyak energi listrik diubah menjadi energi cahaya maka lampu terang, sebaliknya apabila sedikit energi listrik diubah menjadi energi cahaya maka lampu redup. Karena energi listrik kekal maka terang atau redupnya lampu sama. 

Jawaban yang benar adalah E.

21. Gambar di bawah ini melukiskan transformator ideal. Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan dan kumparan sekunder dihubungkan dengan sebuah lampu (L). Maka kondisi lampu akan….

A. Normal terangnya bila lilitan primer dirubah

B. Redup bila tegangan primer ditambah

C. Lebih terang bila lilitan sekunder ditambah

D. Lebih redup bila lilitan sekunder ditambah

E. Lebih terang bila lilitan primer dikurangi

Pembahasan

Daya masuk = P = V I = (200 Volt)(2 Ampere) = 400 Watt = Daya keluar

Transformator hanya mengurangi tegangan listrik tetapi tidak mengurangi daya listrik. Daya listrik masukkan sama dengan daya listrik keluaran sehingga energi listrik yang terpakai selama selang waktu tertentu juga sama. Dengan demikian terang lampu normal atau tidak berubah.

Jawaban yang benar adalah A. 

Sekian pembahasan contoh soal transformator Trafo

22. Seorang siswa menginginkan daya listrik AC 18 W. Ia menghubungkan transformator yang efisiensinya 75% dan jumlah lilitannya 100 dan 200 dengan baterai 12 V. Ternyata ia tidak mendapatkan daya listrik yang diharapkan. Ia mendapati daya listrik AC sebesar…

A. 36 W karena ia menghubungkan lilitan 100 dengan baterai

B. 24 W karena ia menghubungkan lilitan 200 dengan baterai

C. 12 W karena ia menghubungkan lilitan 200 dengan baterai

D. 0 W karena ia menghubungkan lilitan 200 dengan baterai

E. 18 W karena ia menghubungkan lilitan 200 dengan baterai

Pembahasan

Transformator merupakan sebuah alat untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik AC. Baterai merupakan sumber tegangan listrik DC.

Jawaban yang benar adalah D.

23. Perhatikan tabel transformator berikut!

Pernyataan yang benar tentang transformator P dan Q adalah…

A. P adalah transfomator step down karena Is < Ip

B. P adalah transfomator step up karena Vp < Vs

C. Q adalah transfomator step up karena Vp > Vs

D. Q adalah transfomator step up karena Is > Ip

Pembahasan

P adalah transformator step up karena tegangan primer (Vp = 110 V) < tegangan sekunder (Vs = 200 V).

Q adalah transformator step down karena tegangan primer (Vp = 220 V) > tegangan sekunder (Vs = 110 V).

Jawaban yang benar adalah B.

Sumber soal:

Soal UN IPA SMP/MTs

Soal UN Fisika SMA/MA

Soal SBMPTN Fisika