Transformer langkah naik dan langkah turun – masalah dan penyelesaian
1. Sebuah transformer mempunyai gegelung primer dan gegelung sekunder dengan bilangan gelung ialah 500 dan 5000. Voltan input ialah 220 V. Apakah voltan output?
Diketahui:
Gegelung primer (N P ) = 500 gelung
Gegelung sekunder (Ns ) = 5000 gelung
Voltan primer (V P ) = 220 Volt
Dikehendaki: Voltan sekunder (V S )
Penyelesaian:
Vs / Ns = Vp / Np
Vs / 5000 = 220/500
Vs / 5000 = 0.44
Vs = (0.44)(5000 )
Vs = 2200 Volt
2. Sebuah transformer mempunyai gegelung primer dengan 1200 gelung dan gegelung sekunder dengan 1000 gelung. Jika arus dalam gegelung primer ialah 4 Ampere, maka apakah arus dalam gegelung sekunder itu.
Diketahui:
Gegelung primer (N P ) = 1200 gelung
Gegelung sekunder (N S ) = 1000 gelung
Arus dalam gegelung primer (I P ) = 4 Ampere
Dikehendaki: Arus dalam gegelung sekunder (I S )
Penyelesaian:
I S / I P = N P / N S
Arus dalam gegelung sekunder:
I S /4 = 1200/1000
IS / 4 = 1.2
IS = 1.2 (4)
I S = 4.8 Ampere
3. Voltan sekunder ialah 220 Volt dan voltan primer ialah 110 volt, maka perbandingan gegelung sekunder dan gegelung primer ialah…
Diketahui:
Voltan sekunder (V S ) = 220 Volt
Voltan primer (V P ) = 110 Volt
Dikehendaki: N S / N P
Penyelesaian:
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
4. Berdasarkan rajah di bawah, apakah voltan primer transformer itu.
Diketahui:
Voltan sekunder (V S ) = 24 Volt
Gelung primer (N P atau N 1 ) = 11 N
Gelung sekunder (N S atau N 2 ) = 1 N = N
Dikehendaki: Voltan primer (V P )
Penyelesaian:
Vs / Ns = Vp / Np
24 / N = V p / 11 N
24 / 1 = V p / 11
24 = V p / 11
Vp = (24)(11)
Vp = 264 Volt
5. Berdasarkan rajah di bawah, apakah voltan input bagi transformer itu.
Diketahui:
Gegelung primer (N1 ) = 21 N
Gegelung sekunder (N2 ) = 3 N
Voltan sekunder (V 2 ) = 20 Volt
Dikehendaki: Voltan primer ( V1 )
Penyelesaian:
V2 / N2 = V1 / N1
20 / 3 N = V 1 / 21 N
20 / 1 = V 1 / 7
20 = V 1 / 7
V1 = (7)(20 )
V1 = 140 Volt
6. Menurut rajah di bawah, apakah jumlah gelung sekunder transformer itu.
Diketahui:
Voltan primer (V P ) = 220 Volt
Gelung utama (N P ) = 200 gelung
Voltan sekunder (V S ) = 1100 Volt
Dikehendaki: Gelung sekunder (N S )
Penyelesaian:
Vs / Ns = Vp / Np
1100 Volt / N s = 220 Volt / 200 gelung
1100 / N s = 220 / 200
1100 / Ns = 1.1
Ns = 1100 / 1.1
Ns = 1000 gelung
7. Menurut rajah di bawah, apakah jumlah gelung sekunder transformer itu.
Diketahui:
Voltan primer (V P ) = 220 Volt
Gelung utama (N P ) = 200 gelung
Voltan sekunder (V S ) = 1100 Volt
Dikehendaki: Gelung sekunder (N S )
Penyelesaian:
Vs / Ns = Vp / Np
1100 / N S = 220 / 200
1100 / N S = 22 / 20
1100 / N S = 1.1
N S = 1100 / 1.1
N S = 1000
8.
| Transformer | Np | Ns | Vp | Vs | Ip | Is |
| 1 | 1000 | 120 | 12 | 0.4 | 2 | |
| 2 | 80 | 8 | 20 | 2 | 2.5 |
Berdasarkan jadual di atas, jika kecekapan kedua-dua transformer adalah sama, 50%, Tentukan N s dan I p.
Penyelesaian:
Persamaan kecekapan transformer:
Kirakan N s bagi transformer 1:
Kirakan I p bagi transformer 2:
9.
Berdasarkan rajah di atas, yang manakah antara pernyataan berikut tentang rajah di atas adalah betul.
A. Rajah 1 ialah transformer injak naik dan rajah 2 ialah transformer injak turun
B. Rajah 1 ialah transformer langkah-turun dan rajah 2 ialah transformer langkah-naik
C. Rajah 1 dan 2 ialah transformer langkah ke bawah
D. Rajah 1 dan 2 ialah transformer injak naik
Penyelesaian
Transformer injak naik berfungsi untuk menaikkan voltan elektrik manakala transformer injak turun untuk mengurangkan voltan elektrik. Dalam Rajah 1, voltan primer adalah lebih besar daripada voltan sekunder (20 Volt > 5 Volt) jadi Rajah 1 ialah transformer injak turun. Dalam Rajah 2, voltan primer adalah lebih kecil daripada voltan kedua (5 Volt < 40 Volt) jadi Rajah 2 ialah transformer injak naik.
Jawapan yang betul ialah B.
10.
Jika gegelung primer mempunyai 800 gelung, tentukan gegelung sekunder.
Diketahui:
Gelung utama = N p = 800 gelung
Voltan primer = V P = 220 Volt
Voltan sekunder = V S = 55 Volt
Dikehendaki: Gelung sekunder (N S )
Penyelesaian:
Vs / Ns = Vp / Np
55 / N s = 220 / 800
55 / N s = 22 / 80
N S = (80)(55) / 22
N S = 4400 / 22
N S = 200 gelung
11.
Pernyataan yang betul tentang transformer P dan Q ialah...
A. P ialah transformer langkah-turun kerana I s < I p
B. P ialah transformer injak naik kerana Vp < Vs
C. Q ialah transformer injak naik kerana Vp > Vs
D. Q ialah transformer injak naik kerana I s > I p
Penyelesaian
P ialah transformer injak naik kerana voltan primer (V p = 110 V) < voltan sekunder (V s = 200 V).
Q ialah transformer langkah-turun kerana voltan primer (V p = 220 V) > voltan sekunder (V s = 110 V).
Jawapan yang betul ialah B.
- Apakah fungsi utama transformer?
- jawapanFungsi utama transformer adalah untuk menukar voltan sumber kuasa elektrik arus ulang-alik (AC). Ini dilakukan dengan meningkatkan (menaikkan) atau mengurangkan (menurunkan) voltan berdasarkan keperluan aplikasi.
- Bagaimanakah transformer injak naik dan injak turun berbeza dari segi fungsinya?
- jawapanTransformer injak naik meningkatkan voltan dari gegelung primer ke gegelung sekunder, manakala transformer injak turun mengurangkan voltan dari gegelung primer ke gegelung sekunder.
- Apakah hubungan antara bilangan lilitan dalam gegelung primer dan sekunder bagi sebuah transformer dan transformasi voltannya?
- jawapanNisbah transformasi voltan adalah berkadar terus dengan nisbah lilitan. Jika gegelung sekunder mempunyai lebih banyak lilitan daripada gegelung primer, ia adalah transformer injak naik, dan sebaliknya. Voltan dalam setiap gegelung adalah berkadar terus dengan bilangan lilitan dalam gegelung tersebut.
- Mengapakah voltan perlu ditingkatkan untuk menghantar kuasa elektrik pada jarak yang jauh?
- jawapanMeningkatkan voltan mengurangkan arus untuk kuasa tertentu, yang seterusnya mengurangkan kehilangan kuasa rintangan dalam talian penghantaran. Arus yang lebih rendah juga bermakna wayar yang lebih nipis boleh digunakan, yang lebih murah dan lebih mudah diurus.
- Mengapakah rumah biasanya menerima elektrik pada voltan yang jauh lebih rendah daripada yang digunakan untuk penghantaran?
- jawapanVoltan yang lebih tinggi, walaupun cekap untuk penghantaran, adalah berbahaya untuk kegunaan domestik. Oleh itu, sebelum kuasa elektrik memasuki rumah, transformer step-down digunakan untuk mengurangkan voltan ke tahap yang lebih selamat untuk perkakas rumah dan elektronik.
- Adakah tenaga hilang apabila elektrik ditukar daripada satu voltan ke voltan yang lain dalam transformer?
- jawapanTransformer ideal tidak akan mengalami kehilangan tenaga, tetapi transformer sebenar mempunyai kehilangan tenaga. Kerugian ini terutamanya disebabkan oleh pemanasan rintangan dalam gegelung dan kehilangan magnet dalam teras. Walau bagaimanapun, transformer pada amnya sangat cekap, selalunya melebihi 90-95%.
- Apakah kepentingan bahan teras transformer?
- jawapanBahan teras memainkan peranan penting dalam kecekapan dan fungsi transformer. Ia biasanya diperbuat daripada besi atau ferit, yang membantu membimbing fluks magnet antara gegelung primer dan sekunder. Sifat bahan teras mempengaruhi kecekapan transformer, kehilangan magnet dan keupayaan untuk membawa fluks tanpa tepu.
- Bolehkah transformer berfungsi dengan arus terus (DC)?
- jawapanTidak, transformer memerlukan fluks magnet yang berubah-ubah untuk mendorong voltan, yang disediakan oleh arus ulang-alik (AC). Dengan arus terus (DC), sebaik sahaja arus stabil, tiada fluks yang berubah, dan oleh itu, tiada voltan yang diaruh dalam gegelung sekunder.
- Mengapakah transformer langkah-turun mungkin digunakan dalam peranti elektronik seperti pengecas?
- jawapanBanyak peranti elektronik beroperasi pada voltan yang lebih rendah daripada bekalan isi rumah standard. Transformer langkah-turun dalam pengecas atau penyesuai mengurangkan voltan ke tahap yang sesuai untuk peranti tersebut, memastikan ia beroperasi dengan selamat dan cekap.
- Bagaimanakah perubahan dalam beban (seperti menggunakan lebih atau kurang peralatan) mempengaruhi voltan keluaran transformer?
- jawapanDalam transformer ideal, perubahan beban tidak akan menjejaskan voltan keluaran. Walau bagaimanapun, dalam transformer sebenar, disebabkan oleh rintangan dan reaktansi dalaman, voltan keluaran boleh menurun sedikit di bawah keadaan beban tinggi dan meningkat sedikit di bawah keadaan beban rendah.
