Contoh soal transformator penting dipelajari untuk memahami cara kerja alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik arus bolak-balik. Transformator atau trafo banyak digunakan dalam sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik.
Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Pada transformator terdapat kumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada inti besi. Kumparan primer terhubung dengan sumber tegangan, sedangkan kumparan sekunder menghasilkan tegangan keluaran.
Berdasarkan perubahan tegangannya, transformator dibedakan menjadi dua jenis utama. Transformator step up digunakan untuk menaikkan tegangan, sedangkan transformator step down digunakan untuk menurunkan tegangan.
Hubungan antara tegangan dengan jumlah lilitan dapat dinyatakan dengan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
Keterangan:
- Vp = tegangan primer
- Vs = tegangan sekunder
- Np = jumlah lilitan primer
- Ns = jumlah lilitan sekunder
Pada transformator ideal, hubungan arus dan tegangan dapat dituliskan:
Vp × Ip = Vs × Is
Keterangan:
- Ip = arus primer
- Is = arus sekunder
Untuk transformator ideal, daya masuk sama dengan daya keluar. Dalam praktiknya, transformator nyata memiliki rugi-rugi energi sehingga efisiensinya tidak mencapai 100%.
Rumus efisiensi transformator adalah:
η = (Ps ÷ Pp) × 100%
Keterangan:
- η = efisiensi transformator
- Ps = daya sekunder
- Pp = daya primer
Dengan memahami rumus tersebut, berbagai soal transformator dapat diselesaikan dengan lebih mudah, mulai dari menentukan jenis transformator hingga menghitung tegangan, arus, jumlah lilitan, daya, dan efisiensinya.
Soal Nomor 1
Pertanyaan
Alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik arus bolak-balik adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Generator
B. Transformator
C. Motor listrik
D. Amperemeter
E. Voltmeter
Jawaban Benar
B. Transformator
Pembahasan Lengkap
Transformator atau trafo merupakan alat listrik yang digunakan untuk mengubah besar tegangan arus bolak-balik. Transformator dapat digunakan untuk menaikkan maupun menurunkan tegangan berdasarkan perbandingan jumlah lilitan kumparan primer dan sekunder.
Kompetensi yang Diukur
Memahami fungsi transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu mengidentifikasi alat yang digunakan untuk mengubah tegangan listrik AC.
Level Kognitif
C1 – Mengingat
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit
Soal Nomor 2
Pertanyaan
Transformator yang berfungsi untuk menaikkan tegangan dari kumparan primer ke kumparan sekunder disebut ….
Pilihan Jawaban
A. Transformator step down
B. Transformator ideal
C. Transformator step up
D. Transformator isolasi
E. Transformator arus
Jawaban Benar
C. Transformator step up
Pembahasan Lengkap
Transformator step up adalah transformator yang digunakan untuk menaikkan tegangan. Pada transformator step up, jumlah lilitan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer.
Hubungannya adalah:
Ns > Np
Akibatnya, tegangan sekunder lebih besar daripada tegangan primer:
Vs > Vp
Kompetensi yang Diukur
Memahami jenis transformator berdasarkan perubahan tegangan.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu membedakan transformator step up dan step down.
Level Kognitif
C2 – Memahami
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit
Soal Nomor 3
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 200 lilitan primer dan 1.000 lilitan sekunder. Jika tegangan primer 20 V, tegangan sekundernya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 40 V
B. 60 V
C. 80 V
D. 100 V
E. 120 V
Jawaban Benar
D. 100 V
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
20 ÷ Vs = 200 ÷ 1.000
200 ÷ 1.000 = 0,2
20 ÷ Vs = 0,2
Vs = 20 ÷ 0,2
Vs = 100 V
Jadi, tegangan sekunder adalah 100 V.
Karena tegangan sekunder lebih besar daripada tegangan primer, transformator tersebut merupakan step up.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tegangan sekunder transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan tegangan sekunder berdasarkan perbandingan jumlah lilitan.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 4
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 1.000 lilitan primer dan 250 lilitan sekunder. Jika tegangan primer 220 V, tegangan sekunder adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 44 V
B. 55 V
C. 66 V
D. 88 V
E. 110 V
Jawaban Benar
B. 55 V
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
220 ÷ Vs = 1.000 ÷ 250
1.000 ÷ 250 = 4
220 ÷ Vs = 4
Vs = 220 ÷ 4
Vs = 55 V
Jadi, tegangan sekundernya adalah 55 V.
Karena tegangan sekunder lebih kecil daripada tegangan primer, transformator tersebut merupakan step down.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tegangan sekunder pada transformator step down.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan tegangan sekunder menggunakan perbandingan jumlah lilitan.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 5
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 500 lilitan primer dan 1.500 lilitan sekunder. Jika tegangan sekundernya 120 V, tegangan primer adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 20 V
B. 30 V
C. 40 V
D. 60 V
E. 80 V
Jawaban Benar
C. 40 V
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
Vp ÷ 120 = 500 ÷ 1.500
500 ÷ 1.500 = 1 ÷ 3
Vp = 120 × 1 ÷ 3
Vp = 40 V
Jadi, tegangan primer adalah 40 V.
Karena jumlah lilitan sekunder lebih banyak, transformator ini termasuk step up.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan tegangan primer transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung tegangan primer berdasarkan jumlah lilitan dan tegangan sekunder.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 6
Pertanyaan
Transformator ideal memiliki tegangan primer 200 V dan arus primer 2 A. Jika tegangan sekundernya 50 V, besar arus sekunder adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 A
B. 4 A
C. 6 A
D. 8 A
E. 10 A
Jawaban Benar
D. 8 A
Pembahasan Lengkap
Pada transformator ideal berlaku:
Vp × Ip = Vs × Is
200 × 2 = 50 × Is
400 = 50 × Is
Is = 400 ÷ 50
Is = 8 A
Jadi, arus sekunder adalah 8 A.
Pada transformator ideal, ketika tegangan diturunkan, arus akan meningkat agar daya tetap sama.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung arus sekunder transformator ideal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan hubungan daya primer dan sekunder untuk menentukan arus.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 7
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 1.200 lilitan primer dan 300 lilitan sekunder. Transformator tersebut termasuk ….
Pilihan Jawaban
A. Step up
B. Step down
C. Transformator ideal tanpa inti
D. Generator
E. Motor
Jawaban Benar
B. Step down
Pembahasan Lengkap
Jumlah lilitan primer:
Np = 1.200
Jumlah lilitan sekunder:
Ns = 300
Karena:
Ns < Np
maka tegangan sekunder lebih kecil daripada tegangan primer. Transformator tersebut adalah transformator step down.
Kompetensi yang Diukur
Mengidentifikasi jenis transformator berdasarkan jumlah lilitan.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan jenis transformator dari perbandingan lilitan primer dan sekunder.
Level Kognitif
C2 – Memahami
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit
Soal Nomor 8
Pertanyaan
Sebuah transformator ideal memiliki tegangan primer 100 V dan arus primer 3 A. Jika tegangan sekunder 300 V, arus sekundernya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0,5 A
B. 1 A
C. 1,5 A
D. 2 A
E. 3 A
Jawaban Benar
B. 1 A
Pembahasan Lengkap
Gunakan hubungan:
Vp × Ip = Vs × Is
100 × 3 = 300 × Is
300 = 300 × Is
Is = 1 A
Jadi, arus sekundernya adalah 1 A.
Karena tegangan dinaikkan tiga kali, arus pada transformator ideal menjadi sepertiga dari arus primernya.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung arus sekunder transformator ideal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan arus sekunder dari data tegangan dan arus primer serta tegangan sekunder.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 9
Pertanyaan
Sebuah transformator menerima daya sebesar 500 W pada bagian primer dan menghasilkan daya 450 W pada bagian sekunder. Efisiensi transformator tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 80%
B. 85%
C. 90%
D. 95%
E. 100%
Jawaban Benar
C. 90%
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus efisiensi:
η = (Ps ÷ Pp) × 100%
Ps = 450 W
Pp = 500 W
η = (450 ÷ 500) × 100%
η = 0,9 × 100%
η = 90%
Jadi, efisiensi transformator adalah 90%.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung efisiensi transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan efisiensi berdasarkan daya masukan dan daya keluaran.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 10
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 800 lilitan primer dan 200 lilitan sekunder. Jika tegangan primer 240 V, pernyataan yang benar adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Tegangan sekunder 30 V dan transformator step up
B. Tegangan sekunder 60 V dan transformator step down
C. Tegangan sekunder 80 V dan transformator step up
D. Tegangan sekunder 120 V dan transformator step down
E. Tegangan sekunder 160 V dan transformator step up
Jawaban Benar
B. Tegangan sekunder 60 V dan transformator step down
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
240 ÷ Vs = 800 ÷ 200
240 ÷ Vs = 4
Vs = 240 ÷ 4
Vs = 60 V
Karena:
Ns < Np
maka transformator tersebut merupakan step down.
Jadi, pernyataan yang benar adalah tegangan sekunder 60 V dan transformator step down.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis hubungan tegangan, jumlah lilitan, dan jenis transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung tegangan sekunder sekaligus menentukan jenis transformator.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 11
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 600 lilitan primer dan 1.800 lilitan sekunder. Jika tegangan primer 50 V, tegangan sekunder adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 100 V
B. 120 V
C. 150 V
D. 180 V
E. 200 V
Jawaban Benar
C. 150 V
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
50 ÷ Vs = 600 ÷ 1.800
600 ÷ 1.800 = 1 ÷ 3
Vs = 50 × 3
Vs = 150 V
Jadi, tegangan sekundernya adalah 150 V.
Karena jumlah lilitan sekunder lebih banyak daripada primer, transformator tersebut merupakan step up.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tegangan sekunder berdasarkan jumlah lilitan.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan tegangan sekunder dari perbandingan jumlah lilitan primer dan sekunder.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 12
Pertanyaan
Sebuah transformator step down memiliki tegangan primer 240 V dan tegangan sekunder 60 V. Jika jumlah lilitan primer 1.200, jumlah lilitan sekundernya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 150 lilitan
B. 200 lilitan
C. 250 lilitan
D. 300 lilitan
E. 400 lilitan
Jawaban Benar
D. 300 lilitan
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
240 ÷ 60 = 1.200 ÷ Ns
4 = 1.200 ÷ Ns
Ns = 1.200 ÷ 4
Ns = 300 lilitan
Jadi, jumlah lilitan sekundernya adalah 300 lilitan.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung jumlah lilitan sekunder.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan jumlah lilitan sekunder menggunakan perbandingan tegangan dan lilitan.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 13
Pertanyaan
Transformator ideal memiliki tegangan primer 120 V dan tegangan sekunder 24 V. Jika arus sekunder 5 A, arus primer adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0,5 A
B. 1 A
C. 1,5 A
D. 2 A
E. 2,5 A
Jawaban Benar
B. 1 A
Pembahasan Lengkap
Pada transformator ideal berlaku:
Vp × Ip = Vs × Is
120 × Ip = 24 × 5
120 × Ip = 120
Ip = 120 ÷ 120
Ip = 1 A
Jadi, arus primer adalah 1 A.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung arus primer transformator ideal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan arus primer berdasarkan tegangan primer, tegangan sekunder, dan arus sekunder.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 14
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 400 lilitan primer dan 100 lilitan sekunder. Jika arus primer 2 A, arus sekunder pada transformator ideal adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0,5 A
B. 2 A
C. 4 A
D. 6 A
E. 8 A
Jawaban Benar
E. 8 A
Pembahasan Lengkap
Karena transformator ideal:
Vp × Ip = Vs × Is
Perbandingan tegangan berbanding terbalik dengan perbandingan arus. Dari jumlah lilitan:
Np ÷ Ns = 400 ÷ 100 = 4
Maka:
Is = 4 × Ip
Is = 4 × 2
Is = 8 A
Jadi, arus sekundernya adalah 8 A.
Transformator tersebut merupakan step down, sehingga tegangan turun dan arus meningkat.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis hubungan jumlah lilitan dan arus transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan arus sekunder menggunakan hubungan ideal antara lilitan dan arus.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 15
Pertanyaan
Sebuah transformator menerima daya 800 W dan menghasilkan daya keluaran 680 W. Efisiensi transformator tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 75%
B. 80%
C. 85%
D. 90%
E. 95%
Jawaban Benar
C. 85%
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
η = (Ps ÷ Pp) × 100%
Ps = 680 W
Pp = 800 W
η = (680 ÷ 800) × 100%
η = 0,85 × 100%
η = 85%
Jadi, efisiensi transformator adalah 85%.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung efisiensi transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan efisiensi berdasarkan daya masukan dan daya keluaran.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 16
Pertanyaan
Sebuah transformator mempunyai tegangan primer 220 V dan jumlah lilitan primer 1.100 lilitan. Jika jumlah lilitan sekunder 550 lilitan, tegangan sekunder adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 55 V
B. 100 V
C. 110 V
D. 165 V
E. 440 V
Jawaban Benar
C. 110 V
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
220 ÷ Vs = 1.100 ÷ 550
220 ÷ Vs = 2
Vs = 220 ÷ 2
Vs = 110 V
Jadi, tegangan sekundernya adalah 110 V.
Karena jumlah lilitan sekunder setengah dari jumlah lilitan primer, tegangan juga menjadi setengah. Transformator ini merupakan step down.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tegangan sekunder transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan tegangan sekunder dari data tegangan primer dan jumlah lilitan.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 17
Pertanyaan
Sebuah transformator ideal memiliki tegangan primer 100 V dan tegangan sekunder 400 V. Jika arus sekunder 0,5 A, besar arus primer adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0,5 A
B. 1 A
C. 2 A
D. 4 A
E. 5 A
Jawaban Benar
C. 2 A
Pembahasan Lengkap
Gunakan hubungan daya pada transformator ideal:
Vp × Ip = Vs × Is
100 × Ip = 400 × 0,5
100 × Ip = 200
Ip = 200 ÷ 100
Ip = 2 A
Jadi, arus primer adalah 2 A.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung arus primer pada transformator ideal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan hubungan daya primer dan sekunder untuk menentukan arus.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 18
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 2.000 lilitan primer dan 500 lilitan sekunder. Jika tegangan sekunder 55 V, tegangan primer adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 110 V
B. 165 V
C. 220 V
D. 275 V
E. 440 V
Jawaban Benar
C. 220 V
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
Vp ÷ 55 = 2.000 ÷ 500
2.000 ÷ 500 = 4
Vp ÷ 55 = 4
Vp = 55 × 4
Vp = 220 V
Jadi, tegangan primer adalah 220 V.
Karena Np lebih besar daripada Ns, transformator tersebut merupakan step down.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan tegangan primer berdasarkan jumlah lilitan.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung tegangan primer menggunakan hubungan jumlah lilitan dan tegangan.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 19
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki daya input 1.000 W dan efisiensi 80%. Daya output transformator tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 600 W
B. 700 W
C. 750 W
D. 800 W
E. 900 W
Jawaban Benar
D. 800 W
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
η = (Ps ÷ Pp) × 100%
80% = (Ps ÷ 1.000) × 100%
0,80 = Ps ÷ 1.000
Ps = 0,80 × 1.000
Ps = 800 W
Jadi, daya output transformator adalah 800 W.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung daya keluaran berdasarkan efisiensi.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan daya sekunder dari daya primer dan efisiensi transformator.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 20
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 300 lilitan primer dan 900 lilitan sekunder. Jika tegangan primer 60 V dan arus primer 3 A, besar daya sekunder pada transformator ideal adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 60 W
B. 120 W
C. 180 W
D. 240 W
E. 300 W
Jawaban Benar
C. 180 W
Pembahasan Lengkap
Pada transformator ideal, daya primer sama dengan daya sekunder.
Daya primer:
Pp = Vp × Ip
Pp = 60 × 3
Pp = 180 W
Karena transformator ideal:
Ps = Pp
Maka:
Ps = 180 W
Jadi, daya sekunder adalah 180 W.
Sebagai pengecekan, perbandingan lilitan adalah:
900 ÷ 300 = 3
Maka tegangan sekunder:
Vs = 3 × 60 = 180 V
Arus sekunder menjadi:
Is = 180 ÷ 180 = 1 A
Sehingga:
Ps = 180 × 1 = 180 W
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis hubungan jumlah lilitan, tegangan, arus, dan daya pada transformator ideal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung daya sekunder dengan menggunakan prinsip kekekalan daya pada transformator ideal.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis
Tingkat Kesulitan
Sulit
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 21
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 500 lilitan primer dan 2.000 lilitan sekunder. Jika tegangan primer 40 V, tegangan sekundernya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 80 V
B. 100 V
C. 120 V
D. 160 V
E. 200 V
Jawaban Benar
D. 160 V
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
40 ÷ Vs = 500 ÷ 2.000
500 ÷ 2.000 = 0,25
Vs = 40 ÷ 0,25
Vs = 160 V
Jadi, tegangan sekunder adalah 160 V.
Karena jumlah lilitan sekunder lebih besar daripada primer, transformator tersebut merupakan step up.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tegangan sekunder transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan tegangan sekunder berdasarkan tegangan primer dan perbandingan jumlah lilitan.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 22
Pertanyaan
Sebuah transformator step down menurunkan tegangan dari 220 V menjadi 22 V. Jika jumlah lilitan primer 1.100 lilitan, jumlah lilitan sekundernya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 55 lilitan
B. 110 lilitan
C. 220 lilitan
D. 440 lilitan
E. 550 lilitan
Jawaban Benar
B. 110 lilitan
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
220 ÷ 22 = 1.100 ÷ Ns
10 = 1.100 ÷ Ns
Ns = 1.100 ÷ 10
Ns = 110 lilitan
Jadi, jumlah lilitan sekundernya adalah 110 lilitan.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan jumlah lilitan sekunder.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung jumlah lilitan sekunder dari perbandingan tegangan dan lilitan.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 23
Pertanyaan
Pada transformator ideal, tegangan primer 150 V dan arus primer 4 A. Jika tegangan sekundernya 50 V, arus sekunder adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 4 A
B. 8 A
C. 10 A
D. 12 A
E. 15 A
Jawaban Benar
D. 12 A
Pembahasan Lengkap
Pada transformator ideal berlaku:
Vp × Ip = Vs × Is
150 × 4 = 50 × Is
600 = 50 × Is
Is = 600 ÷ 50
Is = 12 A
Jadi, arus sekundernya adalah 12 A.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung arus sekunder transformator ideal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan arus sekunder berdasarkan daya primer dan tegangan sekunder.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 24
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 800 lilitan primer dan 200 lilitan sekunder. Pernyataan yang tepat mengenai transformator tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Termasuk step up dan tegangan sekunder lebih besar
B. Termasuk step down dan tegangan sekunder lebih kecil
C. Termasuk step up dan arus sekunder lebih kecil
D. Tidak dapat digunakan pada arus bolak-balik
E. Termasuk generator listrik
Jawaban Benar
B. Termasuk step down dan tegangan sekunder lebih kecil
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
Np = 800 lilitan
Ns = 200 lilitan
Karena:
Ns < Np
maka transformator tersebut adalah step down.
Pada transformator step down, tegangan sekunder lebih kecil daripada tegangan primer.
Kompetensi yang Diukur
Mengidentifikasi karakteristik transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan jenis transformator berdasarkan perbandingan jumlah lilitan.
Level Kognitif
C2 – Memahami
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit
Soal Nomor 25
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki daya input 1.200 W dan daya output 1.020 W. Efisiensi transformator tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 75%
B. 80%
C. 85%
D. 90%
E. 95%
Jawaban Benar
C. 85%
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
η = (Ps ÷ Pp) × 100%
η = (1.020 ÷ 1.200) × 100%
η = 0,85 × 100%
η = 85%
Jadi, efisiensi transformator adalah 85%.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung efisiensi transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan efisiensi berdasarkan daya masukan dan daya keluaran.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 26
Pertanyaan
Sebuah transformator ideal mempunyai tegangan primer 100 V dan tegangan sekunder 500 V. Jika arus primer 5 A, arus sekunder adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0,5 A
B. 1 A
C. 2 A
D. 2,5 A
E. 5 A
Jawaban Benar
B. 1 A
Pembahasan Lengkap
Gunakan hubungan daya:
Vp × Ip = Vs × Is
100 × 5 = 500 × Is
500 = 500 × Is
Is = 1 A
Jadi, arus sekundernya adalah 1 A.
Transformator tersebut menaikkan tegangan lima kali sehingga arusnya pada kondisi ideal menjadi seperlima dari arus primer.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis hubungan tegangan dan arus pada transformator ideal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan arus sekunder berdasarkan tegangan dan arus primer.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 27
Pertanyaan
Sebuah transformator mempunyai tegangan primer 240 V dan tegangan sekunder 120 V. Jika jumlah lilitan primer 1.600 lilitan, jumlah lilitan sekunder adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 400 lilitan
B. 600 lilitan
C. 800 lilitan
D. 1.000 lilitan
E. 1.200 lilitan
Jawaban Benar
C. 800 lilitan
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
240 ÷ 120 = 1.600 ÷ Ns
2 = 1.600 ÷ Ns
Ns = 1.600 ÷ 2
Ns = 800 lilitan
Jadi, jumlah lilitan sekundernya adalah 800 lilitan.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung jumlah lilitan sekunder.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan perbandingan tegangan dan jumlah lilitan untuk menentukan lilitan sekunder.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 28
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki daya primer 600 W dan efisiensi 75%. Besar daya sekundernya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 300 W
B. 400 W
C. 450 W
D. 500 W
E. 550 W
Jawaban Benar
C. 450 W
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
η = (Ps ÷ Pp) × 100%
75% = (Ps ÷ 600) × 100%
0,75 = Ps ÷ 600
Ps = 0,75 × 600
Ps = 450 W
Jadi, daya sekunder adalah 450 W.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan daya keluaran transformator.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung daya sekunder berdasarkan efisiensi dan daya primer.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 29
Pertanyaan
Sebuah transformator mempunyai 200 lilitan primer dan 1.000 lilitan sekunder. Jika arus sekunder 2 A dan transformator dianggap ideal, arus primer adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0,2 A
B. 0,4 A
C. 1 A
D. 5 A
E. 10 A
Jawaban Benar
B. 0,4 A
Pembahasan Lengkap
Perbandingan jumlah lilitan:
Ns ÷ Np = 1.000 ÷ 200 = 5
Pada transformator ideal, perbandingan arus berbanding terbalik dengan jumlah lilitan. Maka:
Ip = 5 × Is
Ip = 5 × 2
Perhitungan tersebut menghasilkan 10 A, tetapi karena transformator step up memiliki arus primer lebih besar daripada arus sekunder, maka:
Ip = 10 A
Dengan demikian, pilihan yang benar adalah E. 10 A.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis hubungan jumlah lilitan dan arus transformator ideal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan arus primer berdasarkan jumlah lilitan dan arus sekunder.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis
Tingkat Kesulitan
Sulit
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 30
Pertanyaan
Sebuah transformator memiliki 1.000 lilitan primer dan 2.500 lilitan sekunder. Tegangan primer 100 V dan arus primer 5 A. Jika transformator dianggap ideal, besar tegangan dan arus sekundernya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 200 V dan 2,5 A
B. 250 V dan 2 A
C. 300 V dan 1,5 A
D. 400 V dan 1,25 A
E. 500 V dan 1 A
Jawaban Benar
B. 250 V dan 2 A
Pembahasan Lengkap
Tentukan tegangan sekunder terlebih dahulu:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
100 ÷ Vs = 1.000 ÷ 2.500
100 ÷ Vs = 0,4
Vs = 100 ÷ 0,4
Vs = 250 V
Selanjutnya gunakan hubungan daya pada transformator ideal:
Vp × Ip = Vs × Is
100 × 5 = 250 × Is
500 = 250 × Is
Is = 2 A
Jadi, tegangan sekunder adalah 250 V dan arus sekunder adalah 2 A.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis hubungan jumlah lilitan, tegangan, dan arus pada transformator ideal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan tegangan dan arus sekunder berdasarkan data transformator secara lengkap.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis
Tingkat Kesulitan
Sulit
Estimasi Waktu Pengerjaan
4 menit
Kesimpulan
Transformator merupakan alat listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik dan digunakan untuk mengubah besar tegangan arus bolak-balik. Berdasarkan perubahan tegangannya, transformator dibedakan menjadi step up dan step down.
Hubungan tegangan dan jumlah lilitan dinyatakan dengan:
Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns
Pada transformator ideal, daya primer sama dengan daya sekunder sehingga berlaku:
Vp × Ip = Vs × Is
Sementara itu, transformator nyata memiliki rugi-rugi energi sehingga efisiensinya dapat dihitung dengan:
η = (Ps ÷ Pp) × 100%
Dengan memahami perbandingan jumlah lilitan, tegangan, arus, daya, dan efisiensi, berbagai contoh soal transformator dapat diselesaikan secara sistematis. Kunci utamanya adalah menentukan besaran yang diketahui, memilih rumus yang sesuai, kemudian melakukan perhitungan secara teliti.
