Koil dan Transformator

Koil merupakan komponen yang tidak umum digunakan dalam rangkaian elektronika, aplikasi penggunaan koil biasanya terdapat pada rangkaian osilator dan radio. Koil merupakan gulungan satu lapis atau beberapa lapis kawat atau kabel pada suatu inti, dimana inti koil biasanya terbuat dari logam, ferit, atau udara.

Pada gambar diatas koil dengan inti ferit diperlihatkan pada dua koil paling sebelah kiri, sedangkan yang ujung sebelah kanan merupakan koil dengan inti udara.
Karakteristik dasar dari sebuah koil adalah Induksi. Induksi diukur dengan satuan Henry (H), tetapi pada pakteknya kebanyakan koil memiliki nilai induksi antara mikro Henry (uH) sampai dengan mili Henry (mH).

Sebagai pengingat

1H = 1000mH = 10⁶uH

Dalam rangkaian elektronika simbol koil digambarkan seperti gambar dibawah ini.

Selain induksi, karakateristik dari sebuah koil adalah reaktansi, dimana reaktansi merupakan nilai tahanan koil dalam satuan Ohm (Ω). Reaktansi koil dirumuskan sebagai berikut.

Dimana:
X_L = Reaktansi koil dalam Ohm (Ω)
π = 3,14
f = Frekuensi dalam Hertz (Hz)
L = Induksi dalam Henry (H)

Sebagai contoh

jika frekuensi (f) = 300Hz, dan induksi koil (L) = 0,5mH, berapakah reaktansi koil (X_L) ?

X_L = 2.π.f.L

X_L= 2 x 3,14 x 300 x 0,5x10^-3

X_{L =} 0,942 Ω

Reaktansi koil hanya berlaku pada rangkaian arus bolak balik (AC – Alternating Current), sedangkan pada arus searah (DC – Direct Current) nilai reaktansi koil = 0Ω (Nol Ohm).

Transformator

Transformator atau biasa disebut juga sebagai trafo, merupakan perangkat elektronika yang bekerja dengan sistem induksi. Transformator itu sendiri merupakan kumparan kawat atau kabel yang dililitkan pada suatu inti, transformator pada umumnya terdapat dua kumparan yaitu kumparan Primer dan kumparan Sekunder.

Fungsi transformator itu sendiri adalah sebagai konverter tegangan, dari tegangan yang lebih besar ke tegangan yang lebih kecil (biasa disebut Transformator Step Down) atau dari tegangan yang lebih kecil ke tegangan yang lebih besar (biasa disebut Transformator Step Up).

Simbol Transformator

Prinsip Kerja Transformator

Seperti dijelaskan sebelumnya bahwa transformator terdiri dari dua buah kumparan yakni kumparan primer dan sekunder yang bekerja dengan sistem induksi, untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut.

Pada saat tegangan sebesar V1 (220V AC) diberikan pada kumparan PRIMER, arus AC Ip pun mengalir pada kumparan PRIMER yang menghasilkan medan magnet pada INTI FERIT. Medan magnet tersebut menginduksi kumparan SEKUNDER sehingga menghasilkan tegangan V2 (24V AC) pada kumparan SEKUNDER yang terhubung dengan beban R (30 Ohm).
Hubungan antara tegangan PRIMER dan SEKUNDER dapat dinyatakan oleh persamaan berikut:

Dimana:
Vs = Tegangan SEKUNDER
Vp = Tegangan PRIMER
Ns = Jumlah lilitan SEKUNDER
Np = Jumlah lilitan PRIMER
Hubungan antara arus PRIMER dan SEKUNDER dapat dinyatakan oleh persamaan berikut:

Dimana:
Ip = Arus PRIMER
Is = Arus SEKUNDER Sedangkan daya dari transformator dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

P = Vs x Is (Watt)

Persamaan-persamaan diatas merupakan persamaan untuk kondisi ideal dimana daya yang diberikan pada kumparan PRIMER akan ter-konversi sempurna pada kumparan SEKUNDER. Pada dunia nyata daya listrik yang ter-konversi pada kumparan Sekunder tidaklah 100% sempurna melainkan ada daya yang ter-konversi menjadi panas. Besarnya perbedaan rasio daya PRIMER dan SEKUNDER disebut efisiensi (η).

Dimana:
Ps = Daya kumparan SEKUNDER (Watt)
Pp = Daya kumparan PRIMER (Watt)