Pelajaran IPA Kelas IX SMP/ MTs | Energi Listrik, Daya Listrik dan Daya Elemen Listrik

Energi Listrik dan Daya Listrik

0

Kita mungkin sudah tidak asing lagi dengan kata Listrik. Listrik merupakan salah satu kebutuhan manusia. Banyak peralatan listrik yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Di daerah yang belum terjangkau instalasi listrik pun telah memanfaatkan listrik. Misalnya, berjalan pada malam hari menggunakan senter, menggunakan senter dari Handphone dan bersepada menggunakan penerangan lampu dari dinamo sepada.

Dengan kita mempelajari hal ini diharapkan akan dapat lebih mengatahui kaitannya antara energi dan daya listrik, selain itu juga pemanfaatan listrik untuk kehidupan sehari-hari. Besarnya biaya yang dikeluarkan untuk membayar pemakaian listrik tergantung pada energi listrik yang digunakan.

Mari kita bahas Energi Listrik dan Daya Listrik

1. Energi Listrik

Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian listrik tertutup yang mengalir tiap satuan waktu. Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik dan dinyatakan dalam satuan volt. Energi listrik adalah energi akhir yang dibutuhkan bagi peralatan listrik untuk menggerakkan motor, lampu penerangan, memanaskan, mendinginkan ataupun untuk menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik untuk menghasilkan bentuk energi lain.

Energi listrik dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
W = V . I . t                   atau            W= I2 . R .t                    atau V2/R . t

Keterangan:
W : energi listrik (joule)
V : tegangan (volt)
I : arus listrik (ampere)
R : hambatan rangkaian (ohm)
t : waktu (detik)

Sedangkan Besarnya energi ini dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut :
W=Q.V

Keterangan :
W = energi (joule)
Q = besar muatan yang dipindahkan (coulomb)
V = beda potensial (V)

Satuan energi dalam SI memang joule. Namun untuk energi kalor sering digunakan satuan lain, yaitu kalori (kal) atau kilokalori (kkal). Hubungan antar atuan kalori dengan joule adalah 1 kal = 0,24 joule

Karena itu dalam peristiwa perubahan energi listrik menjadi energi kalor, berlaku persamaan energi yang bersatuan kalori :

W=0,24 V.I.t

Menurut Hukum Ohm :

V=I.R

Dengan demikian, persamaan W=VIt dapat diubah menjadi :

W=I.R.I.t

Hubungan antara energy listrik dan kalor

Keluaran = masukan
Q = W
mc ∆t = P.t
mc ∆t = V.I.t
mc ∆t= I2 . R. t

Contoh Soal:

Diketahui elemen kumparan dari sebuah pemanas memiliki hambatan 300 ohm. Pada kumparan tersebut mengalirarus 2,4 Aselama 0,25jam. Tentukan energi kalor yang dihasilkan:

  1. dalam joule,
  2. dalam kWh.

Pembahasan:

  1. t= 0, 25 jam = 900 s
    W = I2 . R .T
    = (2,4)2 . (300) . (900) = 1,56 x 106 J
  2. t= 0,25 jam
    W = I2. R. t
    = (2,4)2 . (300) . (0,25) = 432Wh = 0,432 kWh

 

2. Daya Listrik

Daya listrik adalah besarnya usaha yang dilakukan oleh sumber tegangan dalam 1 sekon. Daya adalah banyaknya energi yang dibutuhkan tiap satuan waktu. Jika dalam waktu t sekon sumber tegangan telah melakukan usaha sebesar W, maka daya alat tersebut adalah :

P = W/t   atau  P = V2/R   atau   P = V . I

Keterangan :

W = usaha (joule)
t = waktu (sekon)
P = daya (joule/sekon) atau watt
1 joule/sekon =1 watt

Dalam rangkaian, ada sebagian daya yang hilang menjadi panas. Daya demikian disebut dayadisipasi.
Hubungan antara joule dan kWh sebagai berikut : 1 kWh = 3.600.000 J = 3,6 . 106 J

Jika pada alat-alat listrik kita dapati tulisan , misalnya 220 V 50 W, artinya bahwa alat tersebut akan dapat bekerja dengan baik jika dipasang pada tegangan 220 V dan daya yang digunakan adalah 50 watt. Daya 50 watt sendiri dalam tiap sekon alat tersebut menggunakan energi listrik sebesar 50 joule.

Penghitungan Pemakaian Energi Listrik Di Rumah

Meteran yang dipakai sebagai pengukur energi yang dipakai dirumah, diukur dengan satuan kilowatt-hour (disingkat kWh). Angka yang ditunjukkan oleh meteran inilah yang dipakai sebagai dasar pembayaran rekening listrik dirumah.

Karena satuan daya P adalah watt dan satuan waktu t adalah sekon, maka satuan usaha atau energi adalah watt-sekon atau Ws. Satuan ini dianggap terlalu kecil dalam pengukuran pemakaian listrik sehari-hari. Untuk itu, perlu ditentukan satuan yang lebih besar yaitu watt-jam atau watt hour atau Wh.

1 Wh = 3600 Ws

Meteran dirumahmu memakai satuan kilowatt-jam atau kilowatt-hour (kWh).

1 kWh =1000 x 3600 Ws

Perubahan Energi Listrik

  • Energi lstrik menjadi energi kalor
    • Energi listrik menjadi energi panas,
      • misalnya pada setrika listrik, kompor listrik, dan solder listrik.
  • Energi listrik menjadi energi kimia
    • Energi listrik menjadi energi kimia.
      • misalnya pada penyetruman (pengisian) aki. Selain itu penyepuhan juga merupakan energi listrik menjadi energi kimia.
  • Energi listrik menjadi energi gerak
    • Energi listrik menjadi energi gerak.
      • misalnya alat yang digunakan yaitu kipas angin, penghisap debu.

Alat Yang Memanfaatkan Energi Listrik Untuk Diubah Menjadi Energi Bentuk Lain

  • Setrika Listrik : Setrika listrik komponen utamanya adalah sebuah koil (lilitan kawat yang dililitkan pada selempeng asbes atau bahan lain yang tahan panas). Listrik dialirkan ke kawat tersebut sehingga akan memanas. Bila setrika tidak ada saklar otomatisnya, maka biasanya lilitan tersebut sampai terlalu panas dan membara sampai bisa putus. Panas dari lilitan tadi akan tertransfer ke permukaan bawah setrika sehingga kita bisa menyetrika.
  • Lampu Pijar : Saat bola lampu pijar di hidupkan, arus listrik akan mengalir dari Electrical contact menuju filamen dengan melewati kawat penghubung. Akibatnya akan terjadi pergerakan elektron bebas dari kutub negatif ke kutup positif.
  • Lampu Tabung (Tube Lamp/TL) : Teknik mengatur tekanan dalam lampu tabung dan memberi zat tertentu pada dinding tabung dapat menhasilkan cahaya putih. Tehnik inilah yang dipakai untuk lampu tabung atau lampu neon.

    Penggunaan lampu tabung dirasa lebih menguntungkan karena hampir semua energi listrik yang digunakan diubah menjadi cahaya. Hanya sedikit energi listrik yang diubah menjadi kalor.

Daya Elemen Listrik

Lampu pijar, setrika listrik, teko listrik, dan pengering rambut listrik disebut elemen listrik karena memiliki elemen yang terbuat dari kumparan kawat logam tipis yang berfungsi sebagai hambatan listrik ketika dilalui arus listrik.

Hambatan elemen listrik (R) dapat dituliskan sebagai berikut : R = V2/P

Klik disini untuk memperoleh materi Energi Dan Daya Listrik yang lengkap.

Hemat Listrik

Sikap menghemat energi juga harus selalu kita tunjukkan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya mematikan lampu dan alat-alat listrik lainnya yang sudah tidak digunakan.

Tips Hemat Listrik dari PLN

1. Matikan lampu jika kita tidak menggunakannya.
2. Gunakan lampu hemat energi yang terang (bukan bohlam lampu pijar)
3. Cabut steker listrik barang elektronik yang tidak kita gunakan. Bisa juga menggunakan stop kontak untuk mematikannya.
4. Gunakan alat penghemat listrik yang bagus.
5. Matikan lampu, tv, radio, dll saat tidur.
6. Pilih barang elektronik yang hemat listrik.
7. Ajari anak dan keluarga untuk hemat energi listrik.
8. Cabut charger ponsel saat indikator energi hp sudah penuh.
9. Gunakan energi gas lpg untuk memasak.
10. Gunakan energi matahari untuk memanaskan air, dll.

Demikian penjelasan Pelajaran IPA Kelas IX SMP/ MTs | Energi Listrik, Daya Listrik dan Daya Elemen Listrik yang bisa kami sampaikan. Semoga postingan ini bermanfaat bagi pembaca dan bisa dijadikan sumber literatur untuk mengerjakan tugas. Sampai jumpa pada postingan selanjutnya.

Leave A Reply

Your email address will not be published.