Bab 4 - Energi Dan Daya Listrik

KULIAH FISIKA 2

BAB IV

ENERGI & DAYA LISTRIK

Disusun Oleh :

DIO SEFIDIANTORO

(125060209111009)

MUHAMMAD NUR SHOBAKH

(135060209111008)

MUHAMMAD IYOS YOSSIE NUR OSRIA

(135060209111009)

Energi Listrik

HUKUM KEKEKALAN ENERGI

Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

PENGERTIAN ENERGI LISTRIK :

Energi Listrik adalah Energi yang dihasilkan dari aliran muatan listrik yang bergerak dalam suatu rangkaian listrik tertutup.

Energi Listrik adalah salah bentuk energi yang paling fleksibel, karena mudah untuk diubah dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain. Oleh karena itu, banyak diciptakan alat-alat yang mampu merubah energi listrik menjadi energi bentuk lainnya.

Simbol: W

Satuan: Joule (J)

PERUBAHAN (KONVERSI) ENERGI LISTRIK MENJADI BENTUK ENERGI LAIN :

ENERGI LISTRIK DIUBAH

MENJADI ENERGI PANAS

ENERGI LISTRIK DIUBAH

MENJADI ENERGI BUNYI

ENERGI LISTRIK DIUBAH

MENJADI ENERGI GERAK

ENERGI LISTRIK DIUBAH

MENJADI ENERGI CAHAYA

CONTOH : SETRIKA LISTRIK, SOLDER, RICE COOKER, HAIR DRYER, DLL

CONTOH : RADIO, TELEVISI, BEL LISTRIK, SOUND SYSTEM, DLL

CONTOH : KIPAS ANGIN, MOTOR LISTRIK, JAM DINDING, DLL

CONTOH : LAMPU NEON, LAMPU PIJAR, MONITOR, DLL

PERUMUSAN ENERGI LISTRIK (W)

Persamaan matematis :

Q = I . t

W = V . Q

W = V . I . t

INGAT!!! Untuk menambah ENERGI (W) Kita butuh VItamin

PERUMUSAN ENERGI LISTRIK (W)

Karena menurut Hukum Ohm V = I . R dan I = V / R, maka :

W = V . I . t

INGAT juga!!! Penggunaan ENERGI (W) Kita harus I R I t

W =

W = I . R . I . t

Atau

W = . R . t

KETERANGAN :

W = ENERGI LISTRIK satuan Joule (J)

V = TEGANGAN LISTRIK satuan Volt (V)

Q = MUATAN LISTRIK satuan Coulumb (C)

I = KUAT ARUS LISTRIK satuan Ampere (A)

t = WAKTU satuan Sekon (s)

R = HAMBATAN LISTRIK satuan Ohm ()

Catatan:

Satuan W dalam SI adalah joule (J) .

Adapun, satuan yang sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari adalah kWh (kilowatt hour atau kilowatt jam).

1 kWh = 1 kW x 1 jam

= 1000 W x 3600 s

= 3,6 x 106 J

Keuntungan menggunakan energi listrik:

Mudah ditransmisikan.

Tidak banyak menimbulkan polusi/ pencemaran lingkungan.

Mudah diubah menjadi energi bentuk lain.

Faktor-faktor yang mempengaruhi energi listrik :

Beda potensial atau tegangan (V)

Kuat arus listrik (I)

Lamanya arus mengalir atau waktu (t)

Besarnya energi listrik adalah :

Sebanding dengan beda potensial atau tegangan (V)

Sebanding dengan kuat arus listrik (I)

Sebanding dengan Lamanya arus mengalir atau waktu (t)

CONTOH SOAL ENERGI LISTRIK

1. Lampu yang dipasang di ruang tamu rumah Bapak Budi tegangannya 220 V mengalir arus listrik 2 A selama 5 menit. Tentukan besar energi listrik yang diperlukan lampu untuk menyala dengan baik!

Jadi, besar energi listrik

yang diperlukan lampu

untuk menyala adalah 132 kJ

2. Pada sebuah penghantar 25 ohm, mengalir arus 2 A. Bila aliran arus listrik ini berjalan selama 9 menit. Berapakah energi yang ditimbulkan?

Diketahui : R = 25 ohm

I = 2 A

t = 9 menit = 9 x 60 s = 540 s

Ditanya : W ?

Penyelesaian:

Jawab : W = I2 R t

= 22 x 25 x 540

= 4 x 25 x 540

= 100 x 540

= 54000 J

Jadi, besar energi listrik yang diperlukan adalah

54000 J atau 54 kJ

Daya Listrik

PENGERTIAN DAYA LISTRIK :

Daya Listrik adalah Banyaknya energi listrik yang digunakan oleh suatu alat listrik setiap satuan waktu.

Simbol: P

Satuan: Watt (W)

Keterangan:

Ps= daya sesungguhnya yang diserap peralatan (W)

Pt= daya yang tertulis pada spesifikasi peralatan (W)

Vs= tegangan sesungguhnya yang diberikan kepada peralatan (V)

Vt= tegangan tertulis pada spesifikasi peralatan (V)

Misal : 100 W/220 V

artinya daya yang dipakai oleh alat tersebut tepat 100 W jika menggunakan tegangan yang tepat 220 V.

Spesifikasi Peralatan Listrik

PERUMUSAN DAYA LISTRIK (P)

Persamaan matematis :

P = V . I

P =

P =

KETERANGAN :

P = DAYA LISTRIK satuan Joule/sekon atau Watt (W)

W = ENERGI LISTRIK satuan Joule (J)

V = TEGANGAN LISTRIK satuan Volt (V)

I = KUAT ARUS LISTRIK satuan Ampere (A)

t = WAKTU satuan Sekon (s)

R = HAMBATAN LISTRIK satuan Ohm ()

P = . R

P =

P = V . I

V = I . R

I =

P = ( I . R ) . I

P = V . )

Persamaan lain :

HUBUNGAN SATUAN ENERGI DAN DAYA LISTRIK

Dalam satuan sistem internasional (SI) daya listrik

dinyatakan dengan Watt

Tabel Satuan :

1 kWh = 1000 Wh = 3600 KJ

1 Wh = 1 J/s . 3600 second = 3600 J

W = P . t

BIAYA PEMAKAIAN LISTRIK

Untuk menghitung besarnya pemakaian energi listrik PLN biasanya dipasang alat yang bernama KWH meter ( Meteran Listrik )

Besarnya energi listrik yang dipakai dapat dihitung dengan persamaan :

W = P . t

P =

KETERANGAN :

W = ENERGI LISTRIK satuan KWh

P = DAYA LISTRIK satuan KiloWatt (KW)

t = WAKTU satuan Jam/Hours (h)

60 Watt / 220 V

Apa arti tulisan ini?

Lampu menyala dengan baik bila

dihubungkan dengan tegangan 220 volt

Lampu memakan daya listrik 60 watt bila dihubungkan dengan tegangan 220 volt

Hambatan listrik lampu :

Bila dihubungkan dengan tegangan 110 volt, berapakah daya listrik yang digunakan ?

DAYA LISTRIK PADA LAMPU PIJAR

60 Watt / 220 V

110 V

Daya Listrik Pada Lampu Pijar

Sebuah solder listrik memiliki hambatan filamen sebesar 40 digunakan selama 10 menit. Jika arus yang mengalir sebesar 0,5 ampere, tentukan :

Tegangan listrik

Daya solder listrik

Energi yang digunakan solder listrik

Penyelesaian

Diketahui : R = 40

I = 0,5 A

t = 10 menit = 600 sekon

Ditanya : a. V ...?

b. P ...?

c. W ...?

CONTOH SOAL DAYA LISTRIK

Jawab

a. V = I . R = (0,5 A) (40 ) = 20 volt

b. P = V . I = (20 V) (0,5 A) = 10 watt

c. W = P . t = (10 W) (600 s) = 6.000 Ws = 6.000 J = 6 kJ

Jadi besarnya tegangan listrik, daya listrik dan energi listrik adalah 20 volt, 10 watt dan 6 kJ

2. Sebuah alat listrik memiliki spesifikasi 160 W/220 V. Dipasang pada tegangan 55 V, tentukan daya sesungguhnya yang dihasilkan!

Jadi, besar daya yang dihasilkan oleh alat tersebut adalah 10 Watt

Diketahui : Pt = 160 WDitanya : Ps ?

Vt = 220 V

Vs = 55 V

Penyelesaian:

Jawab :

3. Sebuah rumah terdapat 3 buah lampu masing-masing 30 W dinyalakan selama 12 jam perhari, setrika 200 W dinyalakan 2 jam perhari dan sebuah televisi 100 W dinyaakan 9 jam perhari. Jika harga listrik perkWh adalah Rp. 250,-, maka hitunglah biaya listrik yang harus dibayar tiap bulan!

Jadi, besar biaya listrik yang harus dibayar tiap bulan adalah Rp. 17.850,-

Penyelesaian:

W1 = (3 x 30) x 12= 1080 Wh

W2 = 200 x 2 = 400 Wh

W3 = 100 x 9 = 900 Wh

Wtotal perhari = 2380 Wh

Wtotal perbulan = 2380 Wh x 30

= 71400 Wh atau 71,4 kWh

Maka, biaya tiap bulan = 71,4 kWh x Rp. 250,-

= Rp. 17.850,-

+

Sebuah meteran listrik, pada awal bulan Mei angka yang tertera 4.216 kWh, sedangkan awal bulan Juni tertera 4.527 kWh. Jika harga TDL adalah Rp 1000 /kWh, maka berapa biaya tarif yang harus di bayar?

Pemakaian energi = 4.527 kWh 4.216 kWh = 311 kWh

Biaya = pemakaian energi x biaya/kWhBiaya = 311 kWh x Rp. 1000/kWh

= Rp. 311 000,-

Jawab :

Sebuah rumah menyalakan sebuah lampu 40 W selama 10 jam sehari, sebuah TV 150 w selama 8 jam sehari, dan sebuah kipas angin 60 w, 4 jam sehari. Jika harga listrik Rp 500,- per kWh, berapakah biaya yang harus dibayar dalam sebulan?

Jawab :

Jadi, besar biaya listrik yang harus dibayar dalam sebulan adalah Rp. 11.100,-

PENGHEMATAN ENERGI dan DAYA LISTRIK

Energi listrik merupakan energi yang tidak dapat diperbaharui sehingga diperlukan langkah penghematan dalam penggunaannya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya krisis energi listrik di masa mendatang.

Tindakan menghemat energi listrik dapat dilakukan dengan cara :

Gunakan alat-alat listrik berdaya listrik rendah.

Gunakan alat-alat listrik seperlunya saja.

Matikan alat-alat listrik yang tidak digunakan lagi.

Memasang saklar otomatis pada alat-alat lisrik yang sering kita lupa mematikannya.

Dll.

THANKS YOU!!!