ENERGI LISTRIK ENERGI LISTRIK 3.1
3.1 Energi Energi listrik listrik dapat dapat diubah diubah menjadi menjadi berbagai berbagai bentuk bentuk energi energi listrik listrik yang yang lain.lain. 3.1.1
3.1.1 Besarnya energi Besarnya energi listrik ditentukan oleh listrik ditentukan oleh tegangan, arus tegangan, arus dan dan waktuwaktu 1. Energi listrik dapat diubah menjadi energi :
1. Energi listrik dapat diubah menjadi energi : a.
a. Kimia Kimia contoh contoh : : Pengisian Pengisian akiaki b.
b. Kalor Kalor contoh contoh : : Setrika Setrika listriklistrik c.
c. Bunyi Bunyi contoh contoh : : Bel Bel listriklistrik d.
d. Gerak Gerak contoh contoh : : Motor Motor listriklistrik e.
e. Magnet Magnet contoh contoh : : Elektromagnet Elektromagnet dlldll
2. Energi listrik sebanding dengan beda potensial dan banyaknya muatan listrik. 2. Energi listrik sebanding dengan beda potensial dan banyaknya muatan listrik. Rumus :
Rumus :
Besarnya muatan listrik sebanding dengan kuat arus listrik dan waktu Besarnya muatan listrik sebanding dengan kuat arus listrik dan waktu Rumus :
Rumus :
Rumus I + II Rumus I + II
Energi listrik ( W ) sebanding dengan Energi listrik ( W ) sebanding dengan
-- Beda potensial ( V ) satuan VoltBeda potensial ( V ) satuan Volt -- Kuat arus ( I ) satuan AmpereKuat arus ( I ) satuan Ampere -- Waktu Waktu ( t ( t ) satuan ) satuan sekonsekon
--Dari hukum Ohm Dari hukum Ohm
Maka
Maka : : W W = = V. V. I. I. t t = = I.R.I.tI.R.I.t =
= II22 . R . t. R . t atauatau Energi listrik ( W ) sebanding dengan Energi listrik ( W ) sebanding dengan
1.
1. Kuadrat kuat arus listrik ( I )Kuadrat kuat arus listrik ( I ) 2.
2. Hambatan listrik ( R)Hambatan listrik ( R) 3.
3. Waktu Waktu ( ( t t ))
Alat-alat listrik yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi kalor yaitu: Alat-alat listrik yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi kalor yaitu: Kompor listrik, setrika listrik, solder listrik,dll
Kompor listrik, setrika listrik, solder listrik,dll Bagian utama dari alat-alat tersebut adalah :
Bagian utama dari alat-alat tersebut adalah : Elemen pemanasElemen pemanas
Syarat Elemen pemanas adalah : hambatan jenis kawat besar dan titik lebur tinggi. Syarat Elemen pemanas adalah : hambatan jenis kawat besar dan titik lebur tinggi. Contoh : Kawat nikelin, kawat nikrom( campuran kawat nikel dan krom ), kawat Contoh : Kawat nikelin, kawat nikrom( campuran kawat nikel dan krom ), kawat wolfram.
wolfram.
Besarnya energi kalor ( WK) ditentukan oleh rumus : Besarnya energi kalor ( WK) ditentukan oleh rumus :
Satuan Wk adalah : kalori ( kal ) dimana 1 joule = 0,24 kalori Satuan Wk adalah : kalori ( kal ) dimana 1 joule = 0,24 kalori
W W = = V V . . QQ Q Q = = I I . . tt W W = = V V . . I I . t. t V V = = I I . . R R Wk
Wk = = 0,24.V.I.t 0,24.V.I.t kalorikalori
W
W = = V V . . tt R R
Contoh soal : Contoh soal :
Sebuah magic jar mempunyai hambatan listrik 880 Ohm dipasang dengan Sebuah magic jar mempunyai hambatan listrik 880 Ohm dipasang dengan tegangan 220 Volt selama 5 menit.
tegangan 220 Volt selama 5 menit. Tentukan
Tentukan a.
a. Kuat Kuat arus arus yang yang mengalir mengalir b.
b. Energi Energi listrik yang listrik yang diperlukandiperlukan c.
c. Energi Energi kalor kalor yang yang dihasilkandihasilkan Penyelesaian
Penyelesaian Diketahui
Diketahui : R : R = = 880 880 OhmOhm V = 220 Volt V = 220 Volt t
t = = 5 5 menit menit = = 300 300 sewkonsewkon Ditanya Ditanya : : a. a. I I = = ... b. b. W W == c. WK = ... c. WK = ... jawab : jawab : a. b. c. a. b. c. 3.1.2
3.1.2 Besarnya daya Besarnya daya listrik ditentukan oleh listrik ditentukan oleh tegangan dan tegangan dan arus listrik arus listrik yang dipergunakan yang dipergunakan .. Daya listrik adalah besarnya usaha yang dilakukan tiap satuan waktu atau
Daya listrik adalah besarnya usaha yang dilakukan tiap satuan waktu atau banyaknya energi listrik yang diubah menjadi energi lain tiap secon.
banyaknya energi listrik yang diubah menjadi energi lain tiap secon.
Rumus : Rumus :
Keterangan: Keterangan:
P
P = = daya daya listrik, listrik, satuanya satuanya wattwatt W
W = = usaha listrik usaha listrik satuanya satuanya joulejoule t
t = = waktu waktu , , satuanya satuanya detikdetik karena W = V.I.t
karena W = V.I.t maka:
maka: P = P = V.I.tV.I.t tt
Besarnya daya listrik (P) sebanding dengan Besarnya daya listrik (P) sebanding dengan
a.
a. Beda Beda potensialpotensial b.
b. Kuat Kuat arus arus listriklistrik Dari hukum Ohm : V = I.R Dari hukum Ohm : V = I.R Maka
Maka : : atauatau
Satuan daya listrik adalah
Satuan daya listrik adalah Joule = WattJoule = Watt ( W)( W) Sekon Sekon V V = = I.RI.R 220 220 = = I I . . 880880 I I = = 220220 880 880 I I = = 0,25 0,25 AA Wk Wk = = 0,24.W0,24.W = 0,24.16.500 kalori = 0,24.16.500 kalori = 3960 kalori = 3960 kalori = 3,96 kkal ( kilokalori ) = 3,96 kkal ( kilokalori ) W W = = V.I.tV.I.t = 220.0,25 . 300 = 220.0,25 . 300 = 16.500 joule = 16.500 joule = 16,5 kilojoule = 16,5 kilojoule W W P = P = tt P = V.I P = V.I P = I P = I22.R .R P P = = VV22 R R
Satuan yang lain : Kilowatt (KW) , mega watt (MW), dll Satuan yang lain : Kilowatt (KW) , mega watt (MW), dll 1KW = 1000 Watt, ! MW = 1.000.000 watt
1KW = 1000 Watt, ! MW = 1.000.000 watt Usaha listrik
Usaha listrik biasanya dihitung dalam biasanya dihitung dalam satuan KWh( kilowattjam satuan KWh( kilowattjam )) Dimana
Dimana : : 1 1 KWh KWh = = 1000 1000 watt. watt. 3600 3600 sekonsekon =
= 3.600.000 3.600.000 watt watt sekonsekon = = 3.600.000 3.600.000 juolejuole = 3,6x10 = 3,6x1066joulejoule Contoh soal : Contoh soal : 1.
1. pada solder listrik tertera 250 pada solder listrik tertera 250 W, 220 V W, 220 V apa artinya ?apa artinya ? Jawab
Jawab : : bila bila dipasang dipasang pada pada tegangan tegangan 220V, 220V, solder solder tersebut menggunakantersebut menggunakan listrik sebesar 250 joule setiap sekon. Atau daya listriknya 250 watt
listrik sebesar 250 joule setiap sekon. Atau daya listriknya 250 watt 2.
2. Bila kita Bila kita ingin membuat pemanas ingin membuat pemanas listrik dengan daya listrik dengan daya 110 watt, berapa110 watt, berapa
hambatan kawat yang diperlukan, jika instalasi listrik terpasang pada tegangan hambatan kawat yang diperlukan, jika instalasi listrik terpasang pada tegangan 220 Volt?
220 Volt? Penyelesaian Penyelesaian Diketahui
Diketahui : : P P = = 110 110 wattwatt V V = = 220 220 VoltVolt Ditanyaka Ditanyakan n : : R = R = ...?...? : : P P = = VV22 R R 110= 220 110= 22022 R R 110= 484000 110= 484000 R R R R = 484000 = 484000 = = 440 440 ohmohm 110 110 3.
3. Sebuah pesawat Sebuah pesawat TV 50 TV 50 watt menyala 8 watt menyala 8 jam seharijam sehari Tentukan :
Tentukan : a.
a. Energi Energi listrik yang listrik yang dipakai dipakai dalam sehari dalam sehari (KWh)!(KWh)! b.
b. Energi listrik Energi listrik yang dipakai yang dipakai dalam sebulan dalam sebulan !! Penyelesaian :
Penyelesaian : Diketahui
Diketahui : : P P = = 50 50 watt watt = = 0,05 0,05 KWKW t
t = = 8 8 jam jam / / harihari
Ditanya : Ditanya : a. W sehari a. W sehari b. W sebulan b. W sebulan Jawab Jawab : : a. a. = = W W = = P.tP.t = 0,05KW. 8 jam = 0,05KW. 8 jam = 0,4 KWh = 0,4 KWh b.
b. = = W sehW sehari ari . 3. 300 = 0,4 KWh . 30 = 0,4 KWh . 30 = 12 KWh = 12 KWh 4.
4. Pak Budi berlangganan Pak Budi berlangganan listrik PLN. Pada tanggal listrik PLN. Pada tanggal 1 Juni 2004 1 Juni 2004 KWh meter KWh meter menunjukan angka 9.365 dan tanggal 30 Juni 2004 menunjukan angka 9.565. menunjukan angka 9.365 dan tanggal 30 Juni 2004 menunjukan angka 9.565. bila biaya beban Rp. 10.250,00 dan harga 1 KWh = Rp. 250,00. berapakah bila biaya beban Rp. 10.250,00 dan harga 1 KWh = Rp. 250,00. berapakah rekening listrik yang harus dibayar pak Budi pada bulan yang bersangkutan ? rekening listrik yang harus dibayar pak Budi pada bulan yang bersangkutan ?
Penyelesaian : Penyelesaian : Diketahui Diketahui : W1 : W1 = = 9.365 9.365 KWhKWh W2 = 9.565 KWh W2 = 9.565 KWh Biaya beban Biaya beban = Rp. = Rp. 10.250,0010.250,00 Harga Harga 1 1 KWh KWh = = 250,00250,00 Ditanyaka
Ditanyakan n : Rekening : Rekening listrik listrik sebulan sebulan = = ...?...? Jawab
Jawab : : W W sebulan sebulan = = W2 W2 – – W1W1
= 9.565 – 9.365 = 200 KWh = 9.565 – 9.365 = 200 KWh Rekening
Rekening = = biaya biaya beban beban + + ( ( W W 1bln 1bln x x harga harga 1KWh)1KWh) = Rp. 10.250,00 + ( 200x Rp. 250,00 ) = Rp. 10.250,00 + ( 200x Rp. 250,00 ) = Rp. 10.250,00 + Rp. 50.000,00 = Rp. 10.250,00 + Rp. 50.000,00 = Rp. 60.250,00 = Rp. 60.250,00
PERUBAHAN ENERGI LISTRIK MENJADI KALOR PERUBAHAN ENERGI LISTRIK MENJADI KALOR I.
I. Standar Standar Kompetensi Kompetensi : : Memahami Memahami Konsep Konsep KelistrikaKelistrikan n Dan Dan PenerapannyaPenerapannya Dalam Kehidupan Sehari-hari
Dalam Kehidupan Sehari-hari II.
II. Kompetensi Kompetensi Dasar Dasar : : Mendeskripsikan Mendeskripsikan hubungan hubungan energi energi dan dan daya daya listrik listrik sertaserta pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari
pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari III.
III. Tujuan Tujuan ::
Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya energi kalor yang Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya energi kalor yang timbul pada suatu alat listrik.
timbul pada suatu alat listrik.
IV.
IV. Alat Alat dan dan BahanBahan a.
a. Elemen Elemen kering 1,5 kering 1,5 V V (3 (3 buah)buah) b.
b. Ampermeter Ampermeter (0-1 (0-1 A)A) c.
c. Lampu Lampu 2,5 2,5 V V (2 (2 buah)buah) d.
d. Saklar Saklar dan dan kabel kabel secukuonyasecukuonya V.
V. Urutan Urutan kegiatankegiatan
No Kegiatan
No Kegiatan
1.
1. Susunlah Susunlah alat alat dan dan bahan bahan seperti seperti pada pada gambar gambar !!
2.
2. Tekan Tekan saklar saklar bersama-sama bersama-sama dan dan tunggu tunggu 2 2 menit menit lalu lalu peganggalah peganggalah kedua kedua lampulampu tersebut be
tersebut bersama-samarsama-sama. Apa yang an. Apa yang anda rasakan ? da rasakan ? ... ... ... Lampu Gambar 1, terasa = ... Lampu Gambar 1, terasa = ... Lampu Gambar 2, terasa = ... Lampu Gambar 2, terasa = ... Berarti energ
Berarti energi kalor yang timbul dipengai kalor yang timbul dipengaruhi oleh ...ruhi oleh ... ... ... Sk Sk SkSk Gb.2 Gb.2 Gb.1 Gb.1
3.
3. Pasanglah Pasanglah ampermeter ampermeter sebelum sebelum masuk masuk lampu, lampu, amati amati dan dan catatlah catatlah besarnyabesarnya kuat aru
kuat arus yang dis yang ditunjuk amptunjuk ampermeter, I ermeter, I gambar 1 gambar 1 = = ... ... ...A,A, I gambar 2 = ……….. A
I gambar 2 = ……….. A
Besar manakah arus yang mengalir ? (gambar 1 atau gambar 2) Besar manakah arus yang mengalir ? (gambar 1 atau gambar 2) Berarti energ
Berarti energi kalor yang timbul dipengai kalor yang timbul dipengaruhi oleh ...ruhi oleh ... ... ... 4.
4. Bila Bila pada pada rangkaian rangkaian tersebut tersebut dinyalakan dinyalakan dalam dalam waktu waktu yang yang lebih lebih lama,lama, bagaima
bagaimanakah pannakah panas lampu teras lampu tersebut ? ...sebut ? ... ... ... ... 5.
5. Besar Besar manakah manakah beda beda potensial potensial pada pada rangkaian rangkaian tersebut tersebut (gambar (gambar 1 1 atau atau gambar gambar 2)?
2)? ... ... ... ... ... ... 6.
6. Berdasarkan Berdasarkan jawaban-jawaban jawaban-jawaban pertanyaan pertanyaan tersebut, tersebut, berarti berarti panas panas (kalor) (kalor) yangyang timbul
timbul dipengardipengaruhi uhi oleh oleh ... ... ... ... ... ,, ... ...
