Energi dan daya listrik

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Energi listrik merupakan energi yang paling mudah dan paling banyak dimanfaatkan manusia dalam kehidupan sehari- hari. Energi listrik juga paling luwes karena mudah diubah menjadi bentuk energi lainnya.

Energi listrik diubah menjadi energi cahaya dan energi kalor dalam lampu pijar, menjadi energi kinetik pada motor listrik, dan menjadi energi kalor dalam setrika dan solder listrik. Bila kita perhatikan jala-jala listrik di rumah, energi listrik banyak digunakan untuk penerangan, memasak, memanaskan air atau makanan, mendinginkan rumah dll. Karena begitu pentingnya serta banyaknya manfaat dalam penggunaan energi listrik maka kami menyusun makalah tentang energi dan daya listrik. Kami akan membahas satu per satu tentang materi tersebut.

B.     Rumusan Masalah

Adapun materi yang akan dibahas dalam makalah ini, antara lain :

1.      Pengertian Energi Listrik

2.      Penggunaan Energi Listrik

3.      Daya Listrik

BAB II

PEMBAHASAN

A.    ENERGI LISTRIK

Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan listrik dalam suatu rangkaian tertutup. Energi listrik dapat diubah menjadi berbagai bentuk energi yang lain. Sumber-sumber listrik seperti baterai yang dihasilkan oleh perubahan energi kimia dihasilkan energi listrik dan ada energi mekanik menjadi energi listrik, bahkan energi panas (kalor) menjadi energi listrik. Sumber-sumber listrik mempunyai kemampuan untuk mempertahankan beda potensial antara kedua kutubnya. Energi listrik dilambangkan dengan W.

Sedangkan perumusan yang digunakan untuk menentukan besar energi listrik adalah :

W = Q.V

keterangan :

W = Energi listrik ( Joule)

Q = Muatan listrik ( Coulomb)

V =  Beda potensial ( Volt )

Karena I = Q/t maka diperoleh perumusan

W = (I.t).V

W = V.I.t

Apabila persamaan tersebut dihubungkan dengan hukum Ohm ( V = I.R) maka diperoleh perumusan

W = I.R.I.t

Satuan energi listrik lain yang sering digunakan adalah kalori, dimana 1 kalori sama dengan 0,24 Joule selain itu juga menggunakan satuan kWh (kilowatt jam).

Dalam hal ini

1 kWh = 1 kilo × 1 watt × 1 jam

= 1.000 × 1 watt × 3.600 sekon

= 3.600.000 watt sekon

= 3,6 × 106 joule

Contoh soal:

B.     DAYA LISTRIK

Daya adalah kecepatan melakukan usaha.  Daya listrik adalah jumlah energi listrik yang digunakan tiap detik. Besar daya listrik dirumuskan sebagai berikut.

Karena W = VIt, maka persamaan daya listrik dapat ditulis sebagai berikut.

P = VI

Menurut Hukum Ohm V = IR sehingga persamaan daya juga dapat ditulis sebagai berikut.

Keterangan:

P = daya listrik satuannya watt (W)

V = tegangan listrik satuannya volt (V)

I = kuat arus listrik satuannya ampere (A)

R = hambatan listrik satuannya ohm ( Ω )

Satuan daya listrik dalam SI adalah watt (W). Untuk daya listrik yang besar menggunakan satuan kilowatt (kW) atau megawatt (MW), dimana

1 kW = 1.000 watt = 103 watt

1 MW= 1.000.000 watt = 106 watt

Contoh soal:

1.      Daya listrik pada suatu alat listrik

Alat-alat listrik yang dijual di toko biasanya sudah tercantum daya dan tegangan yang dibutuhkan alat itu. Misalnya, lampu bertuliskan 60 W/220 V. Lampu bertuliskan 60 W/220 V artinya lampu akan menyala dengan baik, jika dipasang pada tegangan 220 volt dan dan daya yang digunakan adalah 60 w, artinya selama 1 detik banyaknya energi listrik yang diubah menjadi energi cahaya adalah 60 joule. Jika lampu dipasang pada tegangan lebih besar dari 220 V maka lampu akan rusak. Sebaliknya, jika dipasang pada tegangan kurang dari 220 V, lampu menyala kurang terang. Ada kalanya alat-alat listrik tidak mencantumkan daya listriknya, tetapi tertulis tegangan dan kuat arus. Misalnya, motor listrik bertuliskan 220 V- 0,5 A. Artinya motor akan bekerja dengan baik jika dipasang pada tegangan 220 volt dan akan mengalir arus listrik 0,5 ampere.

2.      Penggunaan Satuan kWh

Alat untuk mengukur energi listrik yang digunakan dalam rumah tanggga disebut kWh-meter  (meteran listrik). Alat itu terdiri atas sebuah motor yang kecepatan berputarnya bergantung daya alat listrik yang digunakan dan waktu penggunaan. Angka yang ditunjukkan merupakan integrasi besaran daya kali waktu atau  energi listrik. Pada dasarnya pelanggan PLN menggunakan energi listrik setiap bulannya. Besar kecil penggunaan energi itulah yang digunakan sebagai dasar untuk membayar rekening listrik. Banyaknya energi listrik (dalam satuan kWh) yang digunakan dapat dibaca pada meteran listrik. Adapun, harga per kWh ditentukan oleh PLN

C.    PERUBAHAN ENERGI LISTRIK

Hukum kekekalan energi berbunyi: energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat berubah dari bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain. Dan perubahan energi listrik selalu mengikuti hukum kekekalan energi tersebut. Energi listrik dapat diubah ke berbagai bentuk energi antara lain energi cahaya, energi kalor, energi bunyi, energi kinetik, dan energi kimia.

1.      Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Cahaya

Lampu pijar dan lampu neon merupakan alat listrik yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya dan energi kalor. Di dalam ruang kaca lampu pijar, terdapat filamen yang mudah terbakar yang terbuat dari kawat wolfram halus yang dibuat spiral. Di dalam bola kaca diisi gas argon dan nitrogen bertekanan rendah yang berguna untuk menyerap energi kalor dari filamen yang berpijar, sehingga filamen tidak cepat putus. Ketika arus listrik mengalir, filamen berpijar sampai suhu 1.000 ⁰C menghasilkan cahaya dan kalor. Lampu ini apabila digunakan terasa panas karena banyak energi listrik yang berubah menjadi energi kalor, sehingga lampu tidak hemat listrik.

 

Lampu tabung (TL) sering disebut lampu neon. Lampu ini terbuat dari tabung kaca yang bentuknya bermacam-macam. Di dalam tabung kaca diisi gas raksa dan pada kedua ujungnya terdapat elektrode. Jika kedua elektrode dihubungkan dengan tegangan tinggi menyebabkan terjadinya loncatan elektron yang menimbulkan api listrik. Loncatan elektron ini dapat menyebabkan gas raksa memancarkan sinar ultraviolet yang tidak tampak oleh mata. Agar sinar yang dihasilkan dapat dilihat, dinding tabung kaca bagian dalam dilapisi zat fluoresensi. Dinding kaca berlapis zat itu akan memendarkan cahaya ketika terkena sinar ultraviolet. Cahaya yang dipancarkan berupa cahaya putih dan tidak panas. Dibandingkan lampu pijar. Kelebihan Pada lampu TL yaitu lebih banyak energi listrik yang berubah menjadi energi cahaya. Lampu ini hemat listrik karena kalor yang ditimbulkan kecil dan tidak terlalu panas ruang di sekitarnya. Sekarang ini, lampu jenis TL dibuat dalam berbagai bentuk dan memiliki keunggulan hemat energi.

2.      Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Kalor

Setrika listrik dan solder merupakan alat yang dapat merubah energi listrik menjadi energi kalor (panas). Bagian dalam setrika listrik terdapat elemen pemanas yang terbuat dari bahan konduktor yang hambatan jenisnya besar. Elemen pemanas diletakkan di antara alas berupa besi dengan penutup setrika yang dipisahkan bahan isolator. Ketika dialiri arus listrik, elemen tersebut akan menghasilkan energi kalor dan suhunya naik. Energi kalor yang dihasilkan dihantarkan ke lapisan besi, sehingga lapisan besi ikut panas.

Solder listrik merupakan alat untuk memasang komponen elektronika pada papan rangkai. Bagian dalam solder listrik berisi elemen pemanas yang terbuat dari bahan  konduktor yang hambatan jenisnya besar. Elemen pemanas diletakkan di dalam selubung solder. Ketika dialiri arus listrik, elemen tersebut akan menghasilkan energi kalor dan suhunya naik. Energi kalor yang dihasilkan dihantarkan ke mata solder. Logam mata solder memiliki titik lebur yang lebih tinggi daripada titik lebur timah solder. Suhu solder yang terlalu tinggi akan merusak komponen solder.

D.    PENGHEMATAN ENERGI LISTRIK

Sumber energi yang terbatas dan banyaknya permintaan listrik di tanah air mendorong kita untuk menghemat energi di antaranya penghematan energi listrik. Pemanfaatan energi listrik secara efektif perlu digalakkan pada seluruh pengguna energi listrik. Jatah daya listrik yang diberikan PLN perlu dimanfaatkan sebaikbaiknya. Berikut ini beberapa usaha penghematan energi listrik.

·       Mematikan saklar alat listrik yang tidak digunakan.

·       Menyalakan lampu setelah gelap.

·       Menggganti lampu pijar dengan lampu TL.

·       Memilih alat-alat listrik yang berdaya rendah.

·       Membuat ruangan berjendela.

·       Mencari sumber-sumber energi alternatif yang dapat diperbarui.

·       Menemukan alat-alat baru yang menggunakan tenaga surya.

BAB III

PENUTUP

A.    KESIMPULAN

Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan listrik dalam suatu rangkaian tertutup. Energi listrik dapat diubah menjadi berbagai bentuk energi yang lain. Sumber-sumber listrik seperti baterai yang dihasilkan oleh perubahan energi kimia dihasilkan energi listrik dan ada energi mekanik menjadi energi listrik, bahkan energi panas (kalor) menjadi energi listrik. Sumber-sumber listrik mempunyai kemampuan untuk mempertahankan beda potensial antara kedua kutubnya. Energi listrik dilambangkan dengan W.

Daya adalah kecepatan melakukan usaha.  Daya listrik adalah jumlah energi listrik yang digunakan tiap detik.

B.     SARAN

Kami selaku penyusun menyadari masih jauh dari sempurna dan tentunya banyak sekali kekurangan dalam pembuatan makalah ini. Hal ini disebabkan karena masih terbatasnya kemampuan kami. Oleh karena itu, kami selaku pembuat makalah ini sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Kami juga mengharapkan makalah ini sangat bermanfaat untuk kami khususnya dan pembaca pada umumnya.

DAFTAR PUSTAKA

Foster, Bob. 2004. Fisika SMA Jilid 1B untuk Kelas X. Jakarta : Erlangga

Tim MGMP Fisika SMA / MA.2007. Fisika untuk SMA / MA XB. Jakarta : Multi Grafi KA

Wariyono, Sukis. 2008. Panduan Belajar IPA Terpadu untuk Kelas IX SMP / MTS. Surakarta: CV. Putra Nugraha

Share :