4.3 Transformer — Nota JomSkor
Transformer ialah peranti yang mengubah voltan a.u. melalui aruhan elektromagnet antara gegelung primer dan gegelung sekunder yang dipaut oleh teras besi lembut. Nisbah voltan bersamaan dengan nisbah bilangan lilitan. Transformer unggul mempunyai kecekapan 100% (kuasa input = kuasa output), tetapi transformer sebenar mengalami kehilangan tenaga akibat rintangan gegelung, arus pusar, histerisis dan kebocoran fluks magnet.
Fizik · Tingkatan 5
Transformer ialah peranti yang mengubah voltan a.u. melalui aruhan elektromagnet antara gegelung primer dan gegelung sekunder yang dipaut oleh teras besi lembut. Nisbah voltan bersamaan dengan nisbah bilangan lilitan. Transformer unggul mempunyai kecekapan 100% (kuasa input = kuasa output), tetapi transformer sebenar mengalami kehilangan tenaga akibat rintangan gegelung, arus pusar, histerisis dan kebocoran fluks magnet.
Persamaan Transformer
V_P = voltan primer, V_S = voltan sekunder, N_P = bilangan lilitan primer, N_S = bilangan lilitan sekunder.
$\frac{V_S}{V_P} = \frac{N_S}{N_P}$
Transformer Injak Naik dan Injak Turun
Transformer injak naik meningkatkan voltan, transformer injak turun menurunkan voltan.
Injak naik: N_S > N_P → V_S > V_P; Injak turun: N_S < N_P → V_S < V_P
Kecekapan Transformer
Bagi transformer unggul, η = 100%, maka V_P I_P = V_S I_S.
$\eta = \frac{\text{Kuasa output}}{\text{Kuasa input}} \times 100\%$
Punca Kehilangan Tenaga
Rintangan gegelung, arus pusar dalam teras besi, histerisis (pemagnetan/penyahmagnetan berulang) dan kebocoran fluks magnet.
Contoh soalan
Sebuah transformer unggul mempunyai 200 lilitan pada gegelung primer dan 800 lilitan pada gegelung sekunder. Jika voltan primer ialah 12 V, hitungkan voltan sekunder dan nyatakan jenis transformer itu.
- Gunakan rumus V_S/V_P = N_S/N_P
- V_S = V_P × (N_S/N_P) = 12 × (800/200)
- V_S = 12 × 4 = 48 V
V_S = 48 V. Oleh sebab N_S > N_P dan V_S > V_P, ia ialah transformer injak naik.
- Tersilap meletakkan N_P dan N_S dalam nisbah secara songsang.
- Mengandaikan semua transformer adalah unggul walaupun soalan menyatakan kehilangan tenaga.
- Mengelirukan transformer injak naik dengan injak turun.
- Ingat: lilitan lebih banyak = voltan lebih tinggi (berkadar terus).
- Bagi transformer unggul, gunakan V_P I_P = V_S I_S untuk menyelesaikan masalah arus.
- Hafal empat punca kehilangan tenaga dan cara mengurangkannya (teras berlamina mengurangkan arus pusar, dawai gegelung yang tebal mengurangkan rintangan).
- transformer injak naik
- transformer injak turun
- transformer unggul
- kecekapan transformer
- arus pusar
- histerisis