PUBLIKASI PENDIDIKAN: Materi fisika smp

ENERGI LISTRIK

Alat dan bahan : 1. Power Suplay 2. Amperemeter 3. Voltmeter

4. Hambatan geser 5. Termometer 6. Stopwatch 7. Statif

8. Kawat nikelin 1 m 9. Kaki tiga

10. Kabel penghubung 11. Air

12. pengaduk

Langkah Kerja

1. Lilit kawat nikelin hingga membentuk spiral 2. Tuangkan air pada gelas beker 100 ml 3. Rangkai alat seperti gambar

4. Ukur suhu awal air dan catat hasilnya pada tabel 5. Tutup saklar power suplay dan atur hambatan geser

sehingga volt meter menunjuk 2 volt

6. Bersamaan saklar ditutup hidupkan stopwatch dan buka saklar ketika arus listrik telah dialirkan selama 1 menit

7. Aduk air dengan perlahan - lahan

8. Baca kuat arus yang mengalir dan catat hasilnya pada tabel

9. Baca skala yang ditunjukkan termometer dan catat hasilnya pada tabel.

10. Ulangi kegiatan diatas dengan memperhatikan veriabel yang diubah pada tabel dan ganti air yang baru

Tujuan : Menentukan faktor – faktor yang mempengaruhi

besar energi listrik

Tabel Data

No V ( volt ) I (Ampere) Suhu

awal Suhu akhir Kenaikan Suhu

1 2

2 4

No Waktu V ( volt ) Suhu

awal Suhu akhir Kenaikan suhu

1 1 menit 2

Variabel Manipulasi : Beda Potensial dan kuat arus Variabel Respon : Energi ( kenaikan suhu )

Variabel Kontrol : Waktu , massa air

Variabel Manipulasi : Waktu

Variabel Respon : Energi ( kenaikan suhu )

Menentukan

faktor

yang mempengaruhi

besar energi listrik

Amperemeter

Hambatan geser

Power Suplay

Kawat nikelin Termometer

Statif Gelas beker

Air

Stopwatch Kaki tiga

Kabel penghubung

off on

Voltmeter

20 30 40 50 70 60 80 90 100 110

Klik

Tekan on Klik

Tekan off

Baca nilai yang terukur dan catat pada tebal

Baca nilai yang terukur dan catat pada tebal

Kesimpulan

• Ketika tegangan dan kuat arus diperbesar bagai mana pertambahan suhunya ?

• Bila pertambaan suhu semakin besar artinya energi listrik yang dihasilkan semakin besar atau semakin kecil ?

• Jika demikian bagaimana hubungan tegangan dan kuat arus terhadap energi listrik yang dihasilkan ?

• Ketika lama waktu mengalirkan arus listrik diperbesar bagaimana pertambahan suhunya ?

• Jika demikian bagaimana hubungan waktu terhadap energi listrik yang dihasilkan ?

• Buatlah grafik hubungan antara tegangan dengan energi ! • Buatlah grafik hubungan antara kuat arus dengan energi ! • Buatlah grafik hubungan antara waktu dengan energi !

W _{W W}

ENERGI LISTRIK

• Untuk mendapatkan hal-hal yang mempengaruhi besar energi listrik kita

sebaiknya mengingat kembali definisi dari beda potensial dan kuat arus listrik • Beda potensial adalah energi

yang diperlukan untuk

memindah muatan listrik dari satu titik ke titik yang lain

Q

W

V



W = V.Q

• Kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir pada suatu titik di dalam penghantar dalam setiap satuan waktu

t

Q

I



Q = I . t

Dari Hukum Ohm

R

I

V



.

t

I

V

W



.

.

W

I

.

R

.

t

2



R

V

I



t

I

V

W



.

.

t R V W

2



t

I

V

W



.

.

Contoh

• Sebuah lampu

dihubungkan

pada sumber

tegangan PLN

220 volt, jika kuat

arus yang

mengalir pada

lampu 0,2 A dan

lampu dinyalakan

selama 5 menit

berapakah besar

energi listrik yang

dihasilkan

lampu?

Jawab

V = 220 volt

I = 0,2 Ampere

t = 5 menit = 300 sekon W = V I t

220

W = V I t

0,2

300 W =

13.200 Joule

Klik _Klik

Klik

Klik Klik Klik

Daya

Lampu mana yang akan menyala lebih terang

ketika saklar ditutup?

6 V , 5 W 3 V , 5 W

1,5 V _{1,5 V}

A

B

Klik

Klik Klik

• Lampu B menyala lebih terang karena menghasilkan energi

yang lebih besar dalam setiap detiknya dibanding lampu A

.

• Daya dapat didefinisikan sebagai energi yang dihasilkan

tiap sekon

t

W

P



P = Daya ( Watt )_{W = Energi ( Joule )}

t = Waktu ( Sekon )

1 Watt = 1 J/s

t I V W  . .

t

W

P



t

t

I

V

P



.

.

P



V

.

I

t

W

P



t

R

I

W



2

.

t

t

R

I

P

.

2



P



I

2

R

t

W

P



t

P

VR

2



1 Watt = 1 VA

1 Watt = 1 A2 _Ω

1 Watt = 1 V2_{/ Ω}

V

P

2



Klik

Klik

Klik

Klik

Contoh

Sebuah seterika listrik terdapat

tulisan 300 W, 220 V Jika seterika

digunakan pada tegangan 220 V

berapakah kuat arus yang mengalir pada seterika ? 2 2 2 2

P

V

R



Jawab

P = 300 W V = 220 V

I = P

V

I = P

V 300 W 220 V

I = 1,36 A

Dua buah lampu L1 dan L2 masing – masing memiliki spesifikasi 10 W, 200 V dan 20 W, 200 V dirangkai seri seperti gambar jika

rangkaian lampu dicatu pada tegangan 200 V berapakah daya yang dihasilkan masing – masing lampu ?

L₁ L₂

200 V 1 2 1 1

P

V

R



20

200

R

2 2



10

200

R

2 1



R₁ = 4000 Ω R₂ = 2000 Ω

R_t = R₁ + R₂

R_t = 4000 + 2000 R_t = 6000 Ω

R

V

I



6000

200

I



A

I



130

P₁ = I2 _R 1

4000

)

(

P

2 30 1 1



P₁ = 4,44 Watt

P₂ = I2 _R 2

2000

)

(

P

2 30 1 2



Sebuah lampu

terdapat tulisan

220 V, 60 W jika

lampu dipasang

pada tegangan

110 V maka daya

yang dihasilkan

lampu adalah ?

Daya alat listrik ketika diberi tegangan yang tidak sesuai

dari tegangan spesifikasinya dapat ditentukan melalui

persamaan di bawah

V

₁

= tegangan spesifikasi

P

₁

= daya spesifikasi

V

₂

= tegangan yang diberikan

P

₂

= daya yang diberikan

2 2 2

1 2 1

P

V

P

V



220

2

60

110

2

V

₁2

V

22

P

₁

=

P

₂

V

₁2

V

22

P

₁

=

P

₂

220

2

60

110

2

P

₂

=

P

= 60 110

2

220

2

P

₂

= 60 110

220

110

220

2 2

P

₂

= 60

2 2

P

₂

=

15 W

Klik _Klik

Contoh