IPA 9 : ENERGI DAN DAYA LISTRIK

 ENERGI DAN DAYA LISTRIK

Energi Listrik

Pengukuran besarnya energi listrik bisa dilakukan pada saat terjadi perubahan energi listrik menjadi kalor dan besarnya energi listrik adalah berbanding lurus dengan tegangan, waktu dan kuat arus. Adapun rumus energi listrik adalah sebagi berikut:

W = V.I.t

dimana :

W = energi listrik (joule)

V = beda potensial listrik (volt)

I = kuat arus listrik (A)

t = waktu (s)

Contoh soal energi listrik :

Sebuah peralatan listrik dipasang pada tegangan listrik sebesar 12 volt dan arus yang mengalir adalah  sebesar 750 mA. Hitunglah besarnya energi listrik yang dibutuhkan dalam jangka waktu 1 menit?

Jawab:

Diketahui:

V = 12 v

I = 0,75 A

t = 1 menit = 60 detik

W = ?

W = V . I . t

W = 12 . 0,75 . 60

W = 540 joule

Berdasarkan hukum ohm, persamaan energi listrik bisa dirumuskan sebagai berikut:

- Apabila V = I . R, maka :

W = V . I. t

W = I . R . I. t

W = I2 . R . t

- Apabila I = V/R

 
- Apabila energi listrik dirubah menjadi kalor yang mana besarnya 1 joule = 0,24 kalori. Dengan demikian besarnya energi yang berubah dapat dirumuskan sebagai berikut :

W = 0,24 V . I . t

besarnya 1 joule = 0,24 kalori atau 1 kalori = 4,2 joule

DAYA LISTRIK

Pengertian daya listrik adalah besar energi listrik yang dibutuhkan atau diperlukan untuk mengalirkan listrik dalam penghantar untuk setiap detiknya.

Rumus daya listrik :

 
Jika kita kaitkan dengan hukum ohm, maka besarnya daya listrik adalah sebagai berikut:

 

Di mana :

P = daya listrik (watt)

W = energi listrik (joule)

V = beda potensial (volt);

t = waktu (s);

I = kuat arus listrik (A);

R = hambatan listrik (Ω).

Satuan daya listrik yang lainnya:

1 volt ampere = 1 watt = joule/ sekon

1 kilowatt = 1.000 watt = 103 watt

1 HP = 1 PK = 746 watt

Contoh soal daya listrik :

Sebuah peralatan listrik rumah tangga tertulis 220 V/300 W dipakai selama 5 menit, maka hitunglah besar kuat arus yang mengalir dan besarnya energi yang digunakan.

Diketahui:

V = 220 volt

P = 300 W

t = 5 menit = 300 detik

besarnya kuat arus:

P = V . I

I = P/V

I = 300/220 = 1,36 ampere

Besarnya energi yang mengalir :

W = V . I . t 

     = P . t

W = 300 . 300

W = 90.000 joule

W = 90 kj

Satuan pemakaian energi listrik yang lain :

1 kWh = 1 kW x 1 jam = 1.000 W x 3.600 s = 3.600.000 Ws = 3,6 x 106 joule

Untuk menghitung besarnya biaya pemakaian listrik dalam 1 bulan dapat dirumuskan sebagai berikut:

Biaya = energi x tarif 1 kWh x 30 hari

Contoh soal :

Sebuah rumah memakai 5 lampu dan masing-masing lampu sebesar 25 watt dan dinyalakan selama 10 jam setiap harinya. Hitunglah energi yang dipakai dan berapa besarnya pemakaian jika biaya 1 kWh = Rp.200?

Jawab :

Diketahui :

P = 25 watt

t = 8 s

W = P. t

W = (25 x 5) x 10

W = 125 x 10

W = 1.250 Wh

W = 1,25 kWh

Jika 1 bulan (30 hari) maka besarnya energi = 30 x 1,25 = 37,5 kWh

Sehingga di dapatkan jumlah biaya yang dibayar sebesar:

= 37,5 x Rp. 200

= Rp. 7.500

Tips menghemat energi dan daya listrik adalah sebagai berikut:

 Memakai lampu TL yang hemat energi sebagai pengganti dari lampu pijar;

 Mematikan listrik yang tidak dipakai;

 Memakai peralatan listrik yang mempunyai daya yang kecil.

Energi listrik merupakan suatu bentuk energi yang berasal dari sumber arus listrik.

Besarnya energi listrik yang yang diberikan sebuah sumber tegangan untuk memindahkan muatan yang memiliki hambatan R, secara matematis dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut.

W = Q x V

Keterangan:

• W : Energi (Joule)

• Q : Besar muatan yang dipindahkan (Coulomb)

• V : Beda potensial listrik (Volt)

Karena Q = I x t, maka persamaan di atas dapat juga ditulis :

W = V x I x t

Keterangan :

• W : Energi (Joule)

• Q : Besar muatan yang dipindahkan (Coulomb)

• V : Beda potensial listrik (Volt)

• I : Arus listrik dari sumber (Ampere)

• t : waktu (Sekon)

Jika diterapkan hukum ohm pada sebuah rangkaian listrik dimana :

V = I x R

Maka rumus energi listrik dapat dikembangkan lagi menjadi :

W = V x I x t

W = I x R x I x t

W = I^2 x R x t

Keterangan :

• W : Energi (Joule)

• V : Beda potensial listrik (Volt)

• I : Arus listrik dari sumber (Ampere)

• t : Waktu (Sekon)

• R : hambatan (Ohm)

Daya merupakan energi yang diperlukan untuk melakukan suatu usaha. Daya listrik menyatakan banyaknya energi listrik yang terpakai setiap satuan waktu.

Penggunaan energi listrik bergantung pada daya listrik berbagai peralatan listrik yang  digunakan. Apabila digunakan bersamaan, maka peralatan listrik yang berdaya besar membutuhkan energi listrik yang besar pula, dibandingkan dengan peralatan sejenis yang berdaya kecil.

Secara matematis, daya listrik dapat dinyatakan sebagai berikut.

P = W x t

atau

P = V x I x 

Keterangan :

• P : Daya listrik (Watt)

• W : Energi (Joule)

• V : Beda potensial listrik (Volt)

• t : Waktu (Sekon)

• R : Hambatan  (Ohm)

Untuk penggunaan sehari-hari, biasanya daya diukur dalam satuan kilowatt (kW), dan waktu diukut dalam satuan jam (hour, disingkat h). Jika satuan-satuan tersebut digunakan, maka energi listrik akan bersatuan kilowatt hour (kWh).

Berbagi :