Daya dan Energi Arus Searah
Pada lampu pijar, tenaga listrik diubah menjadi bentuk tenaga cahaya dan panas. Seandainya sebuah lampu menyala dalam waktu satu jam, maka
selama itu lampu menggunakan sejumlah tenaga tertentu. Bila lampu itu menyala selama dua jam, sudah tentu lampu itu menggunakan tenaga listrik
sebanyak dua kali lipat dari yang satu jam. Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa : “Jumlah tenaga yang digunakan, berbanding lurus dengan
waktu menyala lampu”.
Bila meninjau jumlah tenaga yang digunakan dalam satu detik satuan waktu, maka akan didapat daya atau penggunaan daya listrik. Besaran daya
ditulis dengan notasi hutuf P dengan satuan watt W. Nama Watt diambil dari seorang ahli fisika dan mesin bangsa Inggris bernama James Watt 1736
– 1810. Dalam rangkaian listrik, daya berbanding lurus dengan tegangan dan
arus. Pernyataan ini dapat ditulis dalam bentuk persamaan sebagai berikut : P = I x V
P : daya listrik dalam satuan watt W, I : arus listrik dalam satuan ampere A, dan
V : adalah tegangan alistrik dalam satuan volt V. Berdasarkan rumus : P = I x V ; karena
R V
I , maka
R E
V R
V P
2
atau karena V = I x R, maka P = I x IxR = I
2
x R Jadi secara umum rumus daya adalah : P = I x V atau
R V
P
2
atau P = I
2
x R Pada sebuah bola lampu akan dijumpai petunjuk tegangan dan pemakaian
daya. Tegangan yang tercantum adalah tegangan yang diperkenankan dalam jumlah maksimum pada bola lampu tersebut. Pemakaian daya watt yang
tertera adalah pemakaian daya dari bola lampu tersebut bila dihubungkan pada tegangan maksimum yang diizinkan. Sebagai contoh : sebuah lampu tegangan
maksimumnya 110 volt dengan daya 60 watt 110 V60 W atau tegangan maksimum 220 volt dengan daya 40 watt 220 V40 W, atau sekarang banyak
yang bertuliskan tegangan antara 220 V sampai dengan 240 Volt dengan daya 75 watt 220V-240V75 W, dan lain-lain.
Sejumlah daya listrik dapat berupa tenaga atau energi. Dengan tenaga listrik bisa mendapatkan panas, cahaya, gerakan, suara, dan lain-lain.
Terjadinya tenaga listrik bila ada elektron-elektron bebas yang didorong pada
110
suatu penghantar. Akibat adanya tekanan listrik maka terbentuklah potensial listrik.
Satuan jumlah daya listrik dinamai watt yang dapat menimbulkan tenaga atau energi listrik dalam waktu tertentu dalam satuan watt detik atau joule atau
kWh. Hubungan antara daya listrik P dalam satuan watt W, tenaga atau energi listrik W dalam satuan joule J, dan lamanya waktu pemakaian t
dalam satuan detik atau jam, dapat dituliskan dengan persamaan : W = P x t
Karena : P = V.I , maka W = V.I x t = V x I x t
R V
P
2
, maka
R t
V W
2
P = I
2
.R, maka W = I
2
.R x t = I
2
x R x t Jadi rumus-rumus tenaga atau energi listrik yang banyak digunakan adalah :
W = V.i . t atau
R t
V W
2
atau W = I
2
x R x t Catatan : 1 kWh = 1.000 Wh = 1.000 x 3.600 W det = 3,6 x 10
6
Joule Contoh 3.1
Berapakah tenaga listrik yang dikeluarkan setiap bulan 30 hari bila mempergunakan setrika listrik 400 watt dengan pemakaian rata-rata 3 jam
setiap malam. Jawab :
Diketahui : P = 400 W, t = 3 jam x 30 hari = 90 jam W = P x t = 400 x 90 = 36.000 Wh = 36 kWh.
atau karena : 1 kWh = 3,6 x 106 joule, sehingga W = 36 x 3,6 x 106 =1,296 x 10
8
Joule