aguspurnomosite.blogspot.com Drs. Agus Purnomo ENERGI DAN DAYA LISTRIK
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
aguspurnomosite.blogspot.com
Drs. Agus Purnomo
ENERGI DAN DAYA LISTRIK
ENERGI DAN DAYA LISTRIK
Daftar isi Energi Listrik Perubahan Listrik Menjadi
Kalor Daya Listrik Hemat Energi
ENERGI LlSTRIK
Energi Listrik adalah energi yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik dari titik (potensial) yang satu ke titik (potensial) yang lain.
Energi listrik dihasilkan oleh sumber potensial listrik (Elemen), Misalnya : Baterei, Aki, Listrik PLN dan sebagainya
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 : WSatuan : Joule (J)
ENERGI LISTRIK DIUBAH MENJADI ENERGI PANAS
CONTOH PADA ALAT LISTRIKSETRIKA LISTRIK, SOLDER,
RICE COOKER, MAGIC JAR DLL
PERUBAHAN (KONVERSI) ENERGI LISTRIK MENJADI BENTUK ENERGI LAIN
CONTOH PADA ALAT LISTRIKRADIO, TELIVISI, HP, BEL
LISTRIK, SOUND SYSTEM, DLL
CONTOH PADA ALAT LISTRIKLAMPU TL, LAMPU NEON,
MONITOR, TABUNG TV, DLL
CONTOH PADA ALAT LISTRIKKIPAS ANGIN, MOTOR LISTRIK,
JAM, MAINAN ANAK, DLL
ENERGI LISTRIK DIUBAH MENJADI ENERGI BUNYI
ENERGI LISTRIK DIUBAH MENJADI ENERGI CAHAYA
ENERGI LISTRIK DIUBAH MENJADI ENERGI GERAK
BEBERAPA ALAT YANG BISA MENKONVERSI ENERGI LISTRIK MENJADI BENTUK ENERGI LAIN
KESIMPULANBESARNYA ENERGI LISTRIK ( W ) SEBANDING DENGAN
TEGANGAN LISTRIK ( V ) , KUAT ARUS ( I ) DAN WAKTU ( t )
RUMUS AWALW = V QRUMUS AKHIR
W = V . i . t
JIKA Q = I t
W = ENERGI LISTRIK SATUANNYA joule ( J )V = TEGANGAN LISTRIK SATUANNYA volt( V )
I = KUAT ARUS LISTRIK SATUANNYA ampere ( A )t = WAKTU SATUANNYA sekon ( s )
Q = MUATAN LISTRIK SATUANNYA coulomb C )
PERUMUSAN ENERGI LISTRIK ( 1 )
PERUMUSAN ENERGI LISTRIK ( 2 )
V = I RJIKAW = V I t
W = I .R. I. t
W = I² R t
KETERANGANW = usaha (joule) I = kuat arus (ampere)R = hambatan (ohm) t = waktu (sekon)V = tegangan (volt)
PERUMUSAN ENERGI LISTRIK ( 3 )
VI =
R
JIKAW = I V t
VW =
V tR
V² tW =
R
KETERANGANW = usaha (joule)I = kuat arus (ampere)R = hambatan (ohm)t = waktu (sekon)V = tegangan (volt)
PADA ALAT LISTRIK YANG MENGKONVERSI ENERGI LISTRIK MENJADI ENERGI PANAS (KALOR) DIGUNAKAN ELEMEN PEMANAS YANG TERBUAT DARI BAHAN KONDUKTOR (KAWAT HALUS) DENGAN HAMBATAN JENIS CUKUP BESAR SEHINGGA DAPAT MENGHASILKAN KALOR JIKA DILEWATI ARUS LISTRIK. CONTOH BAHAN KONDUKTOR ELEMEN PEMANAS ADALAH KAWAT NIKELIN, KONSTANTAN DAN KAWAT NIKROM
BESARNYA ENERGI KALOR YANG DIHASILKAN DARI KONVERSI ENERGI LISTRIK MENJADI ENERGI KALOR DAPAT DIRUMUSKAN
ELEMEN PEMANAS
W = V I t
SATUANNYA joule
W = 0,24 V I t
SATUANNYA kalori
INGAT 1 joule = 024 kalori
PADA ELEMEN PEMANAS BERLAKU AZAS BLACK YAITU BESARNYA KALOR YANG DI LEPAS ( Wpanas atau V I t) = KALOR YANG DITERIMA ( Q = m c Δ t )
RUMUSW = m c Δ TV I t = m c Δ T
m = massa satuannya gramc = kalor jenis benda satuannya
joule/kgºC ΔT = perubahan suhu satuannya
ºC
1. PENGERTIAN DAYA LISTRIK DAYA LISTRIK ADALAH BESARNYA KECEPATAN ENERGI
LISTRIK YANG DIUBAH MENJADI BENTUK ENERGI LAIN TIAP SATU SATUAN WAKTU
2. PERUMUSAN DAYA LISTRIK 1. 2.
3.
DAYA LISTRIKADA 3 RUMUSKETERANGAN
P = I². R WP = t
V²P =
R
DAYA LlSTRIK
P = V.I
ContohSebuah setrika listrik 200 W, 125 V dipasang pada tegangan yang tepat selama 1 menit. Berapa banyak energi listrik yang digunakannya?
Diket. P = 200 W V = 125 V t = 1 menit = 60 s
Dit. W
Jawab. W = P . t
= 200 . 60= 12 000 J
KETERANGAN :P = DAYA LISTRIK satuannya Watt (W)W = USAHA/ENERGI LISTRIK satuannya joule (J)t = WAKTU satuannya sekon (s)V = TEGANGAN satuannya volt (V)I = KUAT ARUS satuannya ampere (A)R = HAMBATAN satuannya ohm (Ω)
KONVERSI SATUAN :
Watt = 1 joule / sekon1 joule = 1 watt sekon
Satuan Energi listrik yang digunakan PLN
1 kWh = 1 watt jam = 3,6 juta joule
Contoh:Sebuah setrika listrik yang bertegangan 120 V
dilalui oleh arus 2 A. Tentukan energi kalor yang ditimbulkan setelah setrika dialiri arus listrik
selama 2 menit!
Diket: V = 120 V
I = 2 A
t = 2 menit
= 120 s
Dit. W = …
Jawab.
W = V . I . t
= 120 . 2 . 120
= 28 800 J
ContohSebuah bejana berisi 0,2 kg air dingin. Ketika pemanas celup listrik dicelupkan dan dihubungkan ke listrik 12 V, kuat arus 4A mengalir melalui elemen pemanasnya. Jika pemanas listrik dijalankan selama 210 sekon, tentukan kenaikan suhu air. Kalor jenis air 4200 J/kg K
Diket. M = 0,2 kg C = 4200 J/kg K V = 12 V I = 4 A t = 210 s
Dit. ΔT
Jawab. Q = W m.C.ΔT = V.I.t0,2 . 4200 . ΔT = 12 . 4 .
210 480 ΔT = 10 080 ΔT = 21 K
ConyohDalam sebuah rumah terdapat 4 lampu 20 W, 2 lampu 60 W dan sebuah TV 60 W. Setiap hari dinyalakan selama 4 jam. Berapakah biaya yang harus dibayar selama 1 bulan jika harga 1 kWh = Rp 75,-?
Daya total alat-alat listrik:
P = 4 . 20 + 2 . 60 + 1 . 60
= 80 + 120 + 60 = 260 W
t = 30 . 4 = 120 jamEnergi listrik:W = P . T
W = 260 . 120 1000 = 31,2 kWh
Biaya = 31,2 . Rp 75,-
= Rp 2.340,-
ALAT-ALAT LISTRIK
TELEVISI (MONITOR)
Televisi merupakan media informasi dan hiburan. Pesawat televisi dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya dan energi bunyi. Televisi dilengkapi dengan tabung sinar katoda dan loudspeaker. Pada layar tabung katoda kita dapat melihat gambar hasil perubahan energi listrik dan melalui loudspeaker, kita dapat mendengar bunyi hasil perubahan listrik.
2. SETRIKA LISTRIKBagian-bagian utama setrika listrik
a. elemen pemanas merupakan alat pengubah energi listrik menjadi energi menjadi energi kalor (panas).
b. pegangan setrika, terbuat dari isolator
c. kabel penghubung
d. logam besi atau baja
3. SOLDER LISTRIK
Bagian utama solder listrik adalaha. elemen pemanas
b. logam tembaga sebagai kepala solder c. Pegangan solder, terbuat dari isilator d. kabel
4. Lampu Pijar (Bohlam)
Bagian-bagian utama lampu pijar adalah
a. elemen pemanas (filamen) merupakan alat pengubah energi listrik menjadi energi kalor (panas).b. gas mulia (mis argon) dan nitrogen
Elemen pemanas terbuat dari kawat wolfram yang mudah sekali terbakar. Dengan adanya gas argon dan nitrogen yang diisikan pada bola lampu elemen pemanas tidak terbakar namun berpijar hingga suhu 1000º C ketika dialiri arus listrik. Pijaran elemen pemanas ini menghasilkan cahaya.
5. Lampu neon/lampu tabung/TL(Tube Luminescent)
Bagian utama lampu TL tabung kaca hampa udara yang diisi dengan uap raksa (saat ditemukan diisi dengan gas neon sehingga disebut lampu neon). Pada kedua ujung tabung terdapat dua elektroda. Jika kedua elektroda ini diberi tegangan, terjadi aliran elektron. Aliaran elektron ini menyebabkan uap raksa memancarkan sinar ultraviolet (tidak tampak oleh mata). Karena dinding tabung bagian dalam dilapisi dengan zat yang dapat berpendar maka tatkala dinding tersebut terkena sinar ultraviolet akan memendarkan (memancarkan) cahaya.
1. Lampu TL memerlukan daya jauh lebih rendah dibanding lampu pijar. Hal ini disebabkan karena effisiensi lampu TL lebih besar daripada lampu pijar - Pada lampu TL effisiensi mencapai 60 %, artinya
energi listrik yang diubah menjadi energi cahaya sebesar 60% dan yang 40 % diubah menjadi energi kalor.
- Pada lampu pijar effisiensi hanya 10 %, artinya energi listrik yang diubah menjadi energi cahaya sebesar 10% dan yang 90 % diubah menjadi energi kalor, sehingga lampu pijar terasa lebih panas daripada lampu TL.
2. Lampu TL memiliki waktu hidup lebih lama (± 3000 jam) dan lampu pijar memiliki waktu hidup ± 1000 jam.
Kelebihan lampu TL dibandingkan lampu Bohlam
PENGHEMATAN ENERGI LISTRIK
Energi listrik merupakan energi yang tidak dapat diperbaharui sehingga diperlukan langkah penghematan dalam penggunaannya. Hal ini berrtujuan untuk menghindari terjadinya krisis energi listrik di masa mendatang. Tindakan menghemat energi listrik dapat dilakukan dengan cara :
a. Penggunaan alat – alat listrik berefisiensi tinggi, misalnya penggantian lampu pijar dengan lampu TL
b. Penggunaan alat-alat listrik berdaya rendah namun dapat mencukupi kebutuhan.
c. Gunakan alat-alat listrik yang berteknologi selaras dengan konsep penghematan energi, contoh penggunaan mesin cuci yang memiliki siklus ekonomis yakni beban pencucian kecil namun dapat mencuci pakaian cukup banyak.
d. Lakukan tindakan-tindakan bijaksanan dalam usaha
menghemat energi listrik. Contoh, dalam penerangan, gunakan lampu pada malam hari atau jika ruangan digunakan, jika ruangan tidak digunakan matikan lampu, gunakan cat warna terang untuk dinding, sehingga dengan cahaya berkapasitas rendah terasa lebih terang.
Contoh tindakan penghematan energi lain , tidak menggunakan mesin cuci jika jumlah pakaian sedikit artinya kita harus memaksimalkan beban pencucian tanpa pembebanan lebih pada mesin cuci, tidak menggunakan setrika listrik dalam waktu relatif singkat, kenapa ? Diskusikan dengan teman kalian !
Kita dapat hemat energi listrik dengan cara:- Menggunakan alat-alat listrik dengan daya
yang sesuai- Menggunakan alat-alat listrik seperlunya- Tidak lupa mematikan alat-alat listrik yang
tidak kita gunakan- Memasang saklar otomatis pada alat-alat
lisrik yang sering kita lupa mematikannya.- dll
Ditanyakan : Rekening yang dibayar satu bulan …..?
Jawab
W = W akhir Juli - W akhir JuniW = 3598 – 3452
= 146 kWhBiaya penggunaan = 146 kWh x Rp 400,00 = Rp 58.400,00Beban lampu jalan = 10 % x Rp 58.400,00 = 5.840,00Administrasi pelanggang = Rp 10.000,00Administrasi bank = Rp 1.600,00Jumlah rekening yang dibayar selama satu bulan adalahRp 58.400,00 + Rp 5.840,00 + Rp 10.000,00 + Rp 1.600,00
=Rp 75.840,00(tujuh puluh lima ribu delapan ratus empat puluh rupiah)
Latihan Soal
1.Sebuah ketel listrik dihubungkan ke stop kontak listrik PLN bertegangan 220 V sehingga kuat arus listrik yang mengalir melalui elemen pemanasnya 25 A. Tentukan energi listrik yang digunakan ketel setelah 1 jam.
2. Sebuah lampu pijar dihubungkan ke baterai bertegangan 12 V sehingga kuat arus 2 A mengalir melaluinya. Jika energi listrik yang diserap lampu 7200 J, berapa lama lampu tersebut menyala?
3. Sebuah elemen pemanas setrika yang memiliki hambatan listrik 48 ohm dihubungkan ke sumber tegangan 240 V selama 2 sekon. Berapakah energi listrik yang diserap oleh setrika?
4. Energi listrik yang digunakan oleh ketel listrik yang memiliki hambatan 5 ohm dan dialiri arus listrik selama 2 menit adalah 9600 J. Berapa kuat arus listrik yang mengalir melalui ketel?
5. Sebuah pemanas celup dicelupkan ke sebuah bejana yang berisi air 2 kg. Ketika elemen pemanas dihubungkan ke listrik 12 V, arus 5 A mengalir melaluinya. Jika pemanas celup dijalankan selama 2 menit hitung kenaikan suhu air.
6. Hitung daya listrik dari:a. sebuah lampu pijar 12 V yang dialiri arus 1 Ab. setrika listrik yang memberikan energi 36 000 J selama 2 menit
7. Berapa kuat arus maksimum yang akan melalui penghambat-penghambat berikut:a. 100 ohm, 1 Wb. 64 ohm, 4 Wc. 25 ohm, 0,1 W
8. Dalam sebuah rumah terdapat 4 lampu 45 W, 2 lampu 60 W, dan 6 buah lampu 10 W yang menyala selama 5 jam setiap harinya. Jika tarif listrik per kWh Rp 100,- Berapa biaya listrik yang harus di bayar selama 1 bulan?
9. Dalam sebuah rumah terdapat 2 lampu 60 W yang mwnyala selama 8 jam/hari, 4 lampu 25 W yang menyala 10 jam/hari dan sebuah TV yang menyala selama 15 jam/hari. Bola harga listrik Rp 150,-/kWh berapakah biaya listrik yang harus dibayar tiap bulannya?
10. Sebuah kawat yang hambatannta 20 Ohm dialiri arus listrik 8 mA delama 10 menit. Tentukan energi listrik yang telah digunakannya!
11.Sebuah muatan listrik 25 Coulomb hendak dipindahkan dari titik yang potensialnya 20 V ke titik yang potensialnya 170 V. Tentukan energi listrik yang telah digunakannya!
12. Sebuah solder listrik yang hambatannya 75 Ohm dipasang pada tegangan listrik 220 V selama 5 menit. Tentukan energi listrik yang telah digunakannya!
13. Sebuah alat listrik menggunakan energi listrik 11 kJ pada beda potensial 220 V selama 20 sekon. Tentukan besar kuat arus listrik yang mengalir pada alat tersebut!
14. Sebuah alat pemanas listrik yang besar hambatannya 60 Ohm pada sumber listrik 240 V digunakan untuk memanaskan 3 kg air bersuhu 4-C sampai mendidih pada suhu 100-C. Bila kalor jenis air 4.200 J/Kg.-C, berapa lama waktu yang diperlukan untuk keperluan tersebut?
15. Ketel uap yang bekerja pada tegangan 220 V besar hambatannya 50 Ohm digunakan untuk memanaskan 2 kg air dari suhu 20-C sampai benar-benar mendidih. Bila kalor jenis air 4.200 J/Kg.-C, berapa lama aktu yang diperlukan untuk tujuan tersebut!
16. Sebuah lampu bekerja dengan arus sebesar 0,625 A dan beda potensial 220 V. Berapakah daya yang digunakan lampu tersebut?
17. Sebuah kompor listrik menggunakan daya 500 W, bekerja pada sumber tegangan adalah 220 V. Berapakah besar arus yang mengalir melalui kompor tersebut?
18. ebuah lampu pijar bertuliskan 200 V/25 W. Berapa besar hambatan lampu jika lampu dipasang pada tegangan sumber sebesar :a. 200 volt b. 100 voltc. Samakah besar hambatan pada jawaban
(a) dan (b)?
19. Sebuah alat listrik bertuliskan 220 V/40 W. Berapa besar energinya bila alat digunakan selama 2 jam pada beda potensial 220 V,
a. dalam satuan kWh, b. dalam satuan joule?
20. Sebuah rumah tangga menggunakan 4 buah lampu masingmasing 40 watt. Sebuah TV 80 watt dan sebuah setrika 300 watt. Apabila rata-rata tiap hari alat-alat listrik tersebut dipakai 6 jam. Hitunglah :
a. Energi yang dipakai dalam sehari (kWh)! b. Energi yang dipakai dalam satu bulan (30
hari) dinyatakan dalam satuan kWh! c. Apabila tarif listrik Rp 100,00 tiap kWh,
berapa biaya dalam 1bulan?
OK kawan....Selamat
Belajar ya ....aguspurnomosite.blogspot.com
Related Documents
