(a) Kegunaan transforemer.

Transformer merupakan satu alat untuk mengubah(menaikkan atau menurunkan) Voltan(beza keupayaan) bagi arus ulangalik(a.u)Transformer berfungsi berdasarkan prinsip aruhan elektromagnet.

(b) Struktur dan simbol transformer

(c) Jenis-jenis transformer.

Jenis Bilanganlilitan

Voltan Arus Contoh

Injaknaik

Ns > Np Vs > Vp Ip > Is VLT,Transformerpadapencawang elektrik

Injakturun

Np > Ns Vp > Vs Is > Ip Transformer diguna di makmal untukhidupkan jangamasa detik,mesin kira,radio dll.

(d) Prinsip operasi sebuah transformer

Apabila a.u mengalir melalui gegelung primer elektromagnet terhasil. Elektromagnet yang terhasil adalah berubah-ubah.Elektromagnet yang berubah-ubah memotong gegelung sekunder.D.g.e aruhan yang berubah-ubah yang dipanggil voltan output dihasilkan.Voltan output yang dihasilkan berubah secara langsung dengan bilangan lilitan gegelung.

(e) Apa yang berlaku jika a.t. dalam transformerJika a.t. digunakan,elektromagnet yang terhasil adalah tetap.Oleh itu gegelung sekunder tidak dipotong(tiada berlaku perubahan fluks magnet).Oleh itu d.g.e. aruhan tidak terhasil dan voltan output adalah sifar.Jika kita ingin juga menggunakan a.t.maka suis mesti dihidup dan dimatikan secara berulang dengan kadar yang cepat.

(f) Hubungan bilangan lilitan(N) dan beza keupayan(V) bagi sebuah transformer

Beza keupayaan Bilangan lilitan V N V = K N V = K N

Vp = Vs

Np Ns

atau Vp = Np

Vs Ns

(g) Kecekapan sebuah transformer

Kecekapan = Kuasa output x 100 % Kuasa input = IsVs x 100 %

IpVp

Jika transformer adalah unggul (cekap 100 % ),maka

kuasa output =Kuasa Input IsVs = IpVp

Contoh 1

Sebuah transformer mempunyai bilangan lilitan gegelung primer dan sekunder masing-masing ialah 50 lilitan dan 250 lilitan.Jika voltan input ialah 12 V a.u.,berapakah voltan outputnya?

PELAJARAN 11TRANSFORMER

Penyelesaian:

Contoh 2

Sebuah transformer yang unggul mempunyai bilangan lilitan gegelung primer dan sekunder masing-masing 2400 lilitan dan 100 lilitan.Jika arus yang mengalir dalam gegelung sekunder ialah 5.0 A dan voltan input 240 V ,Berapakah (a) Voltan output?(b) Arus primer?

Penyelesaian

Contoh 3

Gegelung primer sebuah transformer dikenakan beza keupayaan 240 V a.u. dan didapati voltan outputnya ialah 12 V a.u.(a) Jika bilangan lilitan gegelung sekunder ialah

200 lilitan, berapakah bilangan lilitan gegelung primer?

(b) Jika sebuah mentol 12V,48 W disambung merentasi gegelung sekunder,berapakah arus mengalir melalui mentol.

(c) Jika arus mengalir melalui gegelung primer ialah 0.3 A, berapakah kecekapan transformer.

Penyelesaian.

(h) Punca-punca kehilangan tenaga melalui transformer dan cara-cara mengatasinya.

Punca Cara Mengatasi1.Rintangan gegelung primer dan sekunder menyebabkan arus mengalir melaluinya bertukar menjadi tenaga haba

Gunakan gegelung yang mempunyai rintangan yang rendah iaitu dawaitebal dan konduktor yang baik

2.Arus pusar yang terhasil dalam teras besi kerana berlakunya perubahan fluks pada teras besi kerana a.u. mengalir melalui gegelung primer.Arus pusar bertukar menjadi tenaga haba dalam teras besi.

Menggunakan teras besi lembut berlapis(berlamina) kerana antara lamina akan terperangkap udara yang bertindak sebagai penebat haba yang baik.

3.Kehilangan Histerisis.Semasa a.u.mengalir melalui gegelung tenaga yang dibekal sebahagiannya diambil untuk memagnet dan menyahmagnet teras besi.

Teras besi lembut digunakan kerana proses memagnet danmenyahmagnet teras besi lembut memerlukan sedikit tenaga.

4.Kebocoran Fluks.bukan semua fluks magnet dari gegelung primer melalui (dipaut) oleh gegelung sekunder.

Melilitkan gegelung primer dan gegelung sekunder lebih rapat antara satu sama lain

1 Sebuah transformer berfungsi berdasarkan prinsip

A Kesan magnet suatu arusB Kesan haba suatu arusC Aruhan elektromagnetD Medan lastik

2

TUTORIAL 11

Rajah menunjukkan satu litar elektrik yang mengandungi sebuah transformer, suis S,sel kering dan mentol.Pernyataan yang manakah tidak benar?

A Mentol akan menyala sekejap apabila suis S dihidupkan

B Mentol akan terus menyala apabila suis S terus dihidupkan

C Mentol akan berkelip-kelip jika suis S dihidup dan dimatikan secara berterusan

D Mentol akan menyala sekejap pada ketika suis S dimatikan setelah ia dihidupkan

3

Berdasarkan rajah di atas,tentukan voltan outputnya.

A 6 V a.u. B 12 V a.u.C 120 V a.u. D 240 V a.u.E 360 V a.u.

4 Sebuah transformer mengubahkan beza keupayaan suatu arus ulangalik daripada 240 V kepada 6 V.Jika bilangan lilitan gegelung sekunder ialah 160,berapakah bilangan lilitan gegelung primer?

A 4 lilitan B 9 lilitanC 40 lilitan D 160 lilitanE 6400 lilitan

5 Rajah menunjukkan sebuah transformer

'multitap'.Bilangan lilitan gegelung primer adalah 500 dan JK,KL dan LM di gegelung sekunder masing-masing 30,15 dan 5 lilitan masing-masing.Jika voltan input adalah 200 V a.u. dialirkan pada gegelung primer, yang manakah di antara sambungan terminal yang

betul akan menghasilkan output dan menghasilkan 18 V a.u?

A JK B JLC KL D KM

6 Dalam litar yang manakah lampu L 12V menyala dengan kecerahan normal?

7 Pada rajah ,tiga mentol serupa menyala dengan kecerahan normal oleh satu bekalan 240V a.u.Jika bilangan lilitan gegelung sekunder adalah 120,berapakah bilangan lilitan gegelung primer?

A 400 B 800C 1200 D 2400E 4800

8 Voltan input dan voltan output sebuah transformer unggul adalah 240 V a.u. dan 12 V a.u. masing-masing.Jika arus primer transformer adalah 5A, berapakah arus sekundernya?

A 100 A B 25 AC 4 A D 1 AE 0.5 A

9 Sebuah transfotmer unggul dapat mengurangkan arus yang mengalir dari 1.1 A kepada 0.3 A.Jika voltan input adalah 240 V a.u. berapakah voltan output?

A 65 V B 150 VC 880 V D 1020 VE 2040 V

10 Jika bilangan lilitan gegelung primer dan gegelung sekunder adalah 2000 dan 100 masing-masing dan voltan input adalah240 V a.u,tentukan kuasa yang terhasil pada perintang 6?(anggapkan kecekapan transformer adalah 100%)

A 24 W B 40 WC 72 W D 800 WE 1000 W

11 Sebuah transformer unggul mempunyai 2000 lilitan pada gegelung primer dan 100 lilitan pada gegelung sekunder.Gegelung primer disambung kepada bekalan 240 V.a.u.Sebiji lampu berlabel 3.6 W disambung kepada gegelung sekunder.Jika lampu itu menyala dengan kecerahan normal,berapakah arus yang melaluinya?

A. 0.5 A B 0.30 AC 12.0 A D 20.0 AE 50.0 A

12 Voltan pada gegelung primer sebuah transformer adalah 220 V.Arus primernya ialah 5A manakala arus sekundernya adalah 2A.Jika transformer itu cekap 80%,berapakah voltan output pada gegelung sekundernya?

A 220 V B 440 VC 550 V D 688 VE 1246 V

13 Bekalan 240 V a.u. dari sesalur diturunkan menjadi 12 V a.u. dengan sebuah transformer.Output ini digunakan untuk menghidupkan lima lampu 12V,24W yang disambungkan selari.Jika arus melalui

gegelung primer adalah adalah 1.0 A,kecekapan transformer adalah

A 5% B 10 %C 20 % D 50 %E 80%

14 Sebuah ransformer pada adalah 90% cekap.Ia telah dibina untuk beroperasi dengan voltan 20 V dan menghasilkan tenaga 100 Js-1.Berapakah arus pada gegelung primer?

A 200 A B 25 A 9 2C 50 A D 9 A

9 2 E 5 A

2

15 Sebuah transformer mempunyai kecekapan 80%.Gegelung primer transfomer itu disambungkan ke bekalan 240V.Jika kuasa outputnya adalah 480 W,berapakah nilai arus input?

A 3.0A B 2.5 AC 2.0 A D 1.6 AE 0.4 A

16 Sebuah transformer mempunyai 50 lilitan pada gegelung primer dan 250 lilitan pada gegelung sekunder.Gegelung primer itu disambungkan kepada sesalur a.u.240 V.Pernyataan yang manakah tidak benar?

A Satu arus ulangalik yang berubah dihasilkan pada gegelung sekunder

B Kuasa output lebih besar daripada kuasa input

C Voltan output lebih besar daripada voltan input

D Arus input lebih besar daripada arus output

17 Fungsi utama teras besi lembut sebuah transfomer adalah untuk

A mempercepatkan pembebasan haba ke sekeliling

B mengurangkan kehilangan histerisC mengurangkan arus pusarD mengurangkan kebocoran fluks magnet

18 Sebuah transformer mempunyai bilangan lilitan gegelung primer dan sekunder 600 dan 200 masing-masing.Gegelung primer disambungkan kepada bekalan sesalur 240 V a.u..Di antara berikut yang manakah benar?

A Frekuensi a.u. pada gegelung sekunder lebih besar daripada frekeuensi a.u. pada gegelung primer

B Voltan gegelung sekunder lebih besar daripada voltan gegelung primer

C Kuasa dalam gegelung sekunder lebih besar daripada kuasa pada gegelung primer

D Arus dalam gegelung sekunder lebih besar daripada arus dalam gegelung primer

19 Rajah menunjukkan struktur sebuah transformer yang mempunyai bilangan lilitan gegelung primer dan gegelung sekunder masing-masing adalah 4000 lililtan dan 300 lilitan.Beza keupayaan merentasi gegelung primer adalah 240 V a.u.(a) Walaupun tidak ada sambungan secara

langsung antara gegelung primer dan gegelung sekunder,bagaimanakah d.g.e aruhan boleh terhasil pada gegelung sekunder?

……………………………………………………

……………………………………………………

……………………………………………………

……………………………………………………(b) Hitungkan voltan output.

(c) Jika sebuah lampu 36W 18V disambung merentasi gegelung sekunder ,mentol

akan menyala dengan kecerahan normal.(i) Berapakah nilai arus mengalir pada

gegelung sekunder?

(ii) Rintangan filamen mentol

(iii) Kecekapan transformer itu jika arus mengalir melalui gegelung primer adalah 0.2 A..

(d) Nyatakan dua punca yang menyebabkan berlakunya kehilangan kuasa melalui transformer dan cara mengatasinya.

……………………………………………………

…………………………………………………… 20

Suatu teras besi lembut XY berbentuk U dililitkan gegelung kuprum bertebat PQ dan RS.Hujung PQ disambung kepada bekalan voltan 240V a.u. dan hujung RS disambung kepada mentol 12V,60W.(a) Jika mentol menyala dengan kecerahan

normal ,tentukan nisbah bilangan lilitan gegelung PQ dan gegelung RS.

(b) Jika arus yang mengalir melalui PQ ,0.2 A,hitungkan tenaga sesaat yang hilang dalam bentuk haba.

(c) Bekalan 240 V.a.u. diganti dengan sel kering dengan terminal positif pada Q dan terminal negatif pada P dan sebuah suis K,manakala mentol digantikan dengan dengan sebuah galvanometer.Suis K kemudiannya dihidupkan.

(i) Nyatakan kekutuban di hujung X dan Y

(ii) Apa terjadi kepada bacaan galvanometer ketika suis S dimatikan dan nyatakan sebabnya.

……………………………………………………

……………………………………………………

……………………………………………………

…………………………………………………

21 (a) Apakah kegunaan sebuah transformer

(b) Huraikan struktur sebuah transformer injak naik. Seterusnya huraikan prinsip operasinya.

(c) Nyatakan bagaimanakah kehilangan

kuasa dalam sebuah transformer berlaku dan terangkan cara untuk mengatasinya.

22 (a) Lukis sebuah transformer injak turun

(b) Huraikan satu eksperimen untuk mencari hubungan antara beza keupayaan dan bilangan lilitan gegelung dalam sebuah transformer.

(c) Mengapakah sebuah transformer tidak

boleh berkerja dengan a.t.?