ENERGI DAN DAYA LISTRIK

Energi Dan Daya Listrik

1.    Arus, tegangan, dan energi listrik

Energy kimia berubah menjadi energy listrik, dan energy listriklah yang mampu menggerakkan mobil-mobilan. Artinya energy listrik yang dihasilkan baterai berubah menjadi energy gerak.

a)   Semakin besar beda potensial, semakin tinggi naiknya suhu air. Jadi energy yang dilepaskan dan diubah menjadi kalor sebanding dengan beda potensial.

b)   Semakin besar arus yang mengalir pada alat, semakin besar pula naiknya suhu air. Jadi energy yang dilepaskan dan diubah menjadi kalor sebanding dengan kuat arus yang mengalir lewat alat tersebut.

c)    Semakin lama arus mengalir lewat alat, semakin besar naiknya suhu air, jadi energy yang dilepaskan dan diubah menjadi kalor sebanding dengan waktu.

Jika beda potensial ditulis V, kuat arus ditulis I, dan waktunya ditulis t, maka energy yang dilepaskan oleh alat dan diubah menjadi energy kalor W adalah :

W = VI_t

Ket. 

V = beda potensial (volt)

I =  kuat arus (ampere)

t = waktu (sekon)

W = energy yang dilepaskan oleh sumber tegangan (joule)

Besarnya energy dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut :

W = QV

Ket.

W = energy (joule)

Q = besar muatan yang dipindahkan (coulomb)

V = beda potensial (volt)

Karena I = Q/t sehingga Q=It, maka ; W = VIt.

Satuan W dalam SI adalah joule. Namun energy kalor sering digunakan dalam satuan lain yaitu kalori (kal) atau kilokalori (kkal). Hubungan antara satuan kalori dengan satuan joule adalah ;

1 kal = 0,24 V/t

Menurut hukum ohm :

V = IR

Dengan demikian, persamaan W=VIt dapat diubah menjadi W=(IR)It atau W=I²Rt.

2.    Daya listrik

Adalah besarnya usaha yang dilakukan oleh sumber tegangan dalam 1 sekon. Jika dalam waktu t sekon sumber tegangan telah melakukan usaha sebesar W, maka daya alat tersebut :

P = W/t

Dengan W adalah usaha dalam satuan joule dan t adalah waktu dalam satuan sekon , jadi satuan daya P adalah joule/sekon atau J/s dan selanjutnya diberi nama satuan watt.

1 joule/sekon = 1 watt

Atau

1 J/s = 1 W

Karena W=VIt, maka;

P = (VIt)/t atau

P = VI

Dengan :

V = beda potensial (volt)

I  = kuat arus yang mengalir (ampere)

P = daya alat (watt)

Kelipatan satuan watt antara lain : miliwatt (mW), kilowatt (kW) atau megawatt (MW).

1 miliwatt      = 1 mW   = 0,001 W         = 10⁶W

1 kilowatt      = 1 kW    = 1000 W          = 10³ W

1 megawatt   = 1 MW  = 1000.000 W   = 10^-3 W

Menurut hukum ohm :

V=IR, sehingga P=I²R dan karena I=V/R maka P=V²/R

3.    Penghitungan pemakaian energy listrik di rumah

Satuan usaha atau energy adalah watt-sekon atau Ws. Satuan ini dianggap terlalu kecil dalam pengukuran pemakaian listrik. Lalu ditentukan satuan yang lebih besar yaitu watt-jam/watt-hour atau Wh.

1 Wh = 3600 Ws

Meteran diperumahan memakai satuan kilowatt-jam atau kilowatt-hour.

1 kwh = 1000 x 3600 Ws

1 kwh = 3,6 x 10⁶ Ws

1 kwh = 3,6 x 10⁶ Joule

4.    Perubahan energy listrik

a)   Energy listrik menjadi energy kalor

b)   Penyepuhan sebagai contoh perubahan energy listrik menjadi energy kimia

Syarat-syarat penyepuhan :

a.    Menggunakan arus listrik searah

b.   Bahan yang disepuh sebagai katoda dan bahan penyepuh dipasang sebagai anode.

c.    Menggunakan larutan elektrolit yang tepat. Penyepuhan perak menggunakan perak nitrat (A₉NO₃) larutan asam khromat (H₂CrO₄) dan larutan tembaga sulfat (CuSO₄)

5.    Konsep energy listrik

60 W/220 V artinya ;

·      Lampu menyala normal pada tegangan 220 V dengan daya 60 W.

·      Energy listrik yang dipakai sebesar 60 joule dalam 1 sekon pada tegangan 220 V dengan daya 60 w.

·      Energy listrik yang dipakai sebesar 60 joule dalam 1 sekon pada tegangan 220 V

Persamaan energy listrik :

·      W = Q.V

·      W = I.t.V

·     

·      W = I².R.t

·     

Contoh :

Dalam 5 menit mengalir arus sebesar 0,5 A pada kawat pemanas yang memiliki hambatan 80 ohm. Berapakah energy listrik yang dilepaskan?

Jawab :

I    = 0,5 A

R  = 80 ohm

      Dit.   W = ?

W = I².R.t

= (0,5)².80.300

= 0,25.24000

= 6000 joule

6.    Daya listrik

·

·      P = V.I

·      P = I².R

7.    Perhitungan pemakaian Energi Listrik dirumah

Contoh :

1)   Dalam sebuah rumah terdapat 4 lampu 20 w 2 lampu 60 w dan sebuah tv 60 w. setiap hari dinyalakan 4 jam. Berapa biaya yang harus dibayar selama 1 bulan. Jika harga 1 kwh = Rp. 300,- ?

Jawab :

2)   Dalam sebuah rumah terdapat 4 lampu 30 w, 2 lampu 60 w, dan 6 lampu 60 w. setiap hari dinyalakan 5 jam. Berapa biaya yang harus dibayar selama 1 bulan jika harga 1 kwh = Rp. 400,- ?

Jawab :