ENERGI DAN DAYA LISTRIK
A.
Besar Energi Listrik
Listrik
merupakan bentuk energi yang memiliki berbagai macam energi. Oleh karena itu
listrik memiliki peranan yang penting dalam perkembangan teknologi. Berbagai
perubahan energi listrik menjadi bentuk lain :
1.
Energi
listrik menjadi energi bunyi
Contoh : radio,
2.
Energi
listrik menjadi energi cahaya
Contoh :lampu pijar, lampu TL
3.
Energi
listrik menjadi energi gerak
Contoh : arloji, kipas angin
4.
Energi
listrik menjadi energi kalor
Contoh : setrika listrik, kompor listrik, solder listrik
Hukum yang
berkaitan dengan energi listrik yaitu hukum Joule yang
berbunyi : “bahwa besarnya energi listrik yang dihasilkan oleh komponen
listrik yaitu berbanding lurus dengan kuadrat kuat arus, hambatan penghantar,
dan waktu yang dibutuhkan untuk mengubah energi tersebut”. Dari hukum joule
tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa besarnya energi listrik yang dibutuhkan
untuk berubah energi lain itu di pengaruhi oleh arus yang mengalir, besarnya
hambatan dan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk berubah. Hukum Joule dapat
dituliskana dalam rumus singkat sebagai berikut :
W = I² x R x t Keterangan
: W = energi listrik (joule)
R = Hambatan (ohm)
V
= beda potensial (volt)
I
= kuat arus litrik (amperemeter)
t
= waktu yang dibutuhka(sekon)
Contoh
soal :
Setrika listrik bertuliskan 220 V, 2
ampere dan digunakan selama 20 menit. Berapa joule energi yang dihasilkan?
Penyelesaian
:
Diket
: V = 220 V
I = 2 A
t = 20 menit = 20 x 60 sekon =
1200 sekon
Ditanya
: W = . . . . . ?
Jawab
: W = I² x R x t
W = 220 x 2 x 1200
= 528.000 joule = 528 kilojoule
B.
Kesetaraan Energi Listrik dengan Energi Kalor
Untuk satuan
energi kalor kadang-kadang digunakan satuan kalori. Besar satuan kalori adalah
sebagai berikut :
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
Bila energi
listrik berubah menjadi energi kalor dan dinyatakan dalam satuan kalori, maka
harus dikalikan dengan 0,24.
W = V x I x t
joule
W = 0,24 x V x
I x t kalori
W = 0,24 x I² x R x t kalori
Contoh
soal :
Alat-alat
pengubah energi listrik
Perubahan energi listrik menjadi
kalor merupakan penerapan dari hukum kekekalan energi yang berbunyi “energi
tidak dapat diciptakan dan tidak dapat pula dimusnahkan, energi hanya dapat
diubah menjadi bentuk lain”. Dengan penerapan asas black “bahwa
kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepaskan”.
Qterima = Qlepas M = massa benda
W = Q C
= kalor jenis benda
V x I x t = M x C x t1 t1 =
perubahan waktu
C.
Daya Listrik
Daya listrik yaitu besranya usaha
listrik yang dapat dilakukan sumber tegangan tiap satuan waktu. Besarnya daya
listrik ditentukan oleh tegangan dan arus listrik yang dipergunakan. Secara
matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
P
= W/ t P
= daya listrik (watt)
P
= V x I W
= energi listrik (joule)
P
= I² x R t
= waktu (sekon/detik)
P
= V²/ R V
= beda potensial (volt)
I
= kuat arus (ampere)
R
= hambatan (ohm)
Contoh
soal :
Lampu pijar 20
watt dihubungkan dengan sumber tegangan 100 V selama 5 menit.
a.
Berapa
kuat arus yang mengalir?
b.
Berapa
joule energi yang dibebaskan?
Penyelesaian
:
Diketahui
: P = 20 watt
V = 100 V
t = 5 menit = 300 sekon
Ditanya : I = . . . . .?
W = . . . .. . ?
Jawab : a.) P = V x I b.) W = P x t
20 = 100 x I = 20 x 300
I =
20/100 = 6000 joule
I = 0,2
ampere = 6 kilojoule
D.
Biaya Pemakaian Energi Listrik
Energi
listrik yang digunakan untuk keperluan rumah tangga diukur dengan
kilowatt hourmeter. Satuan energi listrik yang terpakai adalah
kilowatthour (kWh) atau kiowatt jam (kWj). 1 kWh adalah jumlah energi listrik
yang digunakan oleh sebuah alat listrik dengan daya 1 kW (1000 W) dalam waktu 1
jam.
Contoh
soal :
1.
Sebuah
setrika listrik mempunyai daya 250 W dipakai selama 2 jam setiap hari.
a.
Berapa
kWh energi yang dipakai dalam waktu 1 hari?
b.
Berapa
kWh energi yang dibebaskan dalam 1 bulan (30 hari)?
c.
Berapa
biaya 1 bulan jika biaya tiap kWh = Rp 200,-?
Penyelesaian
:
Diketahui
: P = 250 Watt
t = 2 jam
Ditanya
: W 1 hari = . . . . . . kWh?
W
1 bulan = . . . . . . kWh?
Biaya
1 bulan = . . . . .. . ?
Dijawab : a.) W 1 hari = P x t
= 250
x 2
=
500 Wh
= 0,5 kWh
b.) W 1
bulan = P x t x 30
= 250 x 2 x 30
= 15 kWh
c.) Biaya 1 bulan
= 15 kWh x Rp 200,-
= Rp 3000,-
E.
Cara-cara Penghematan Energi Listrik
a.
Penggunaan
lampu
Ø Gunakan lampu neon (TL) dari pada lampu pijar
Sebuah lampu neon 20 W dapat memberika pencahayaan yang sama terang
dengan lampu pijar 75 W.
Ø Cat dinding ruangan dengan warna-warna yang cerah untuk memberikan
efek terang.
Ø Gunakan pewaktu dan sensor cahaya untuk menyalakan atau mematikan
lampu secara otomotis.
b.
Penggunaan
peralatan memasak
ü Gunakan alat masak dari bahab konduktor yang baik
ü Gunakan peralatan memasak yang bertekanan agar waktu memasak berkurang sehingga penggunaan energipun
berkurang.
c.
Penggunaan
mesin cuci
v Pilih mesin cuci yang memiliki fasilitas mencuci yang ekonomis agar
penggunaan air dan listrik lebih hemat
v Sesuaikan jumlah cucian dengan kapasitas mesin cuci.