Daya dan Energi Listrik

D. Daya dan Energi Listrik

E nergi listrik berguna untuk kita karena dapat diubah menjadi bentuk energi lain. Pada alat-alat listrik seperti

pemanas listrik, kompor listrik, dan pengering rambut, energi listrik diubah menjadi energi panas pada hambatan kawat yang dikenal dengan nama “elemen pemanas”. Kemudian, pada banyak lampu (Gambar 7.4), filamen kawat yang kecil menjadi sedemikian panas sehingga bersinar. Hanya beberapa persen energi listrik yang diubah menjadi cahaya tampak,

d an sisanya lebih dari 90% menjadi energi panas.

E nergi listrik dapat diubah menjadi energi panas atau

Sumber: Jendela Iptek Teknologi,

cahaya pada alat-alat listrik tersebut, karena arus biasanya PT Balai Pustaka, 2000 agak besar, dan terjadi banyak tumbukan antara elektron Gambar 7.4 Filamen kawat

d an atom pada kawat. Pada setiap tumbukan, terjadi

mengubah energi listrik menjadi

cahaya.

transfer energi dari elektron ke atom yang ditumbuknya, sehingga energi kinetik atom bertambah dan menyebabkan suhu elemen kawat semakin tinggi.

D aya yang diubah oleh peralatan listrik merupakan energi yang diubah bila muatan Q bergerak melintasi beda potensial sebesar V. Daya listrik merupakan kecepatan perubahan energi tiap satuan waktu, dirumuskan:

energi yang d iubah

QV

P = daya = w

aktu

M uatan yang mengalir tiap satuan waktu Q/t merupakan arus listrik, I, sehingga didapatkan:

P = I.V ............................................................. (7.5) Persamaan (7.5) menunjukkan bahwa daya yang Sumber: Dokumen Penerbit, 2006

d ihasilkan dapat diubah oleh suatu perangkat untuk nilai Gambar 7.5 Pada setrika, arus I yang melewatinya dan beda potensial V di antara energi listrik diubah menjadi

panas.

ujung-ujung penghantar. Satuan daya listrik dalam SI adalah watt (1 W = 1 J/s).

D aya atau laju perubahan energi pada hambatan R dapat

d ituliskan berdasarkan Hukum Ohm sebagai berikut: P = I 2 . R ........................................................... (7.6)

P = V .............................................................. (7.7) R

Lampu neon lebih disukai karena menghemat listrik.

dengan:

Dengan daya yang sama,

P = daya listrik (watt)

lampu neon lebih terang

I daripada bohlam. = kuat arus listrik (A) R = hambatan kawat penghantar ( Ω )

V = beda potensial listrik (V)

Bab 7 Listrik

E nergi listrik pada suatu sumber arus listrik dengan beda potensial selama selang waktu tertentu dinyatakan oleh:

W = V . I . t ....................................................... (7.8)

Satuan daya listrik adalah

Karena P = I . V, maka: W = P . t

watt (W). Satuan lain: 1 kW =10 3 W,

1 HP (horse power) = 746 W.

Jadi daya listrik juga didefinisikan sebagai banyaknya energi listrik tiap satuan waktu. Satuan energi listrik adalah joule ( J).

E nergi listrik yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari oleh pelanggan listrik diukur dengan satuan

kWh (kilowatt-hour).

1 kWh = 3,6 × 10 6 J

Contoh Soal Sebuah lampu bertuliskan 40 W/110 V dinyalakan selama 10 menit. Berapakah arus listrik dan energi listrik yang diperlukan? Penyelesaian:

D iketahui: P = 40 W, V = 110 V

D itanya:

I= V = 110 = 0,36 A W = P . t = 40 W × 600 s = 24.000 J = 24 kJ

Uji Kemampuan 7.4

Pada rangkaian listrik dengan hambatan 8 ohm mengalir arus 16 A selama 45 menit. Tentukan energi kalor yang digunakan dalam satuan joule, kalori, dan kWh!

Percikan Fisika

Uap air

Satuan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

keluar dari Air mendidih menara

dan berubah menjadi uap

Reaktor nuklir

Perbedaan antara stasiun pembangkit

listrik tenaga nuklir dan batu bara adalah sumber

Kondensor

Beton

panasnya. Zat pendingin menyerap panas dari

pelindung

reaktor untuk dialirkan ke tungku pendidih air (boiler), di mana panas akan mengubah air

Generator menjadi uap. Uap menggerakkan turbin pemutar generator. Lalu uap kembali mengembun

di dalam kondensor sebelum nantinya dialirkan

Menara pendingin