Energi Mekanik Listrik dan Panas

PENGANTAR ENERGI

ENERGI MEKANIK, PANAS, DAN LISTRIK
SERTA KONVERSINYA

NAMA

: M.BIMO CAHYO PRATOMO

NIM

: 03121005056

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK MESIN

Indralaya
2013


I.

PENDAHULUAN
Energi merupakan sesuatu pengertian yang tidak mudah didefinisikan dengan singkat dan

tepat. Energi yang bersifat abstrak yang sukar dibuktikan, tetapi dapat dirasakan adanya. Energi
atau yang sering disebut tenaga, adalah suatu pengertian yang sering sekali digunakan orang.
Kita sering mendengar istilah krisis energi yang bermakna untuk menunjukkan krisis bahan
bakar (terutama minyak). Bahan bakar adalah sesuatu yang menyimpan energi, jika dibakar akan
diperoleh energi panas yang berguna untuk alat pemanas atau untuk menggerakkan mesin.
Energi dalam kehidupan sehari-hari arti gerak, misal seorang anak banyak bergerak dan berlarilari dikatakan penuh dengan energi. Energi juga dihubungkan dengan kerja. Seseorang yang
mampu bekerja keras dikatakan mempunyai energi atau tenaga besar. Jadi boleh dikatakan energi
adalah sesuatu kekuatan yang dapat menghasilkan gerak, tenaga, dan kerja. Satuan energi adalah
Joule (J) yang merupakan nama seorang ilmuwan Inggris yang berhasil membuktikan bahwa
panas (kalor) adalah suatu bentuk energi, yaitu James Prescott Joule (1818-1889). Untuk
menghormatinya maka dibuatlah namanya sebagai satuan energi.
Energi dalam pengetahuan teknologi dan fisika dapat diartikan sebagai kemampuan
melakukan kerja. Energi di dalam alam adalah suatu besaran yang kekal (hukum termodinamika
pertama). Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat
dikonversikan/berubah dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain, misalnya pada

kompor di dapur, energi yang tersimpan dalam minyak tanah diubah menjadi api. Selanjutnya
jika api digunakan untuk memanaskan air dalam panci, energi berubah bentuk lagi menjadi gerak
molekul-molekul air. Perubahan bentuk energi ini disebut konversi. Sedangkan perpindahan
energi disebabkan adanya perbedaan temperatur yang disebut kalor. Energi juga dapat
dipindahkan dari suatu sistem ke sistem yang lain melalui gaya yang mengakibatkan pergeseran
posisi benda. Transfer energi ini adalah kemampuan suatu sistem untuk menghasilkan suatu kerja
yang pengaruh/berguna bagi kebutuhan manusia secara positif. Jadi energi adalah suatu kuantitas
yang kekal, dapat berubah bentuk, dan dapat pindah dari satu sistem ke sistem yang lain, akan
tetapi jumlah keseluruhannya adalah tetap.

II.

TUJUAN DAN MANFAAT

II.1

Tujuan Kajian

Untuk mengetahui serta memahami mengenai pengertian energi mekanik, listrik dan
panas. Serta memahami prinsip kerja, proses konversi dan pemanfaatan perubahan energi dari

mekanik ke listrik, listrik ke panas, dan sebaliknya.
II.2

Manfaat Kajian

1. Dapat mengenal dengan jelas tentang pengertian dan dasar teori mengenai energi terutama
energi mekanik , energi listrik, dan energi thermal atau panas.
2. Dapat memahami tentang prinsip konversi energi, terutama konversi energi mekanik, energi
listrik dan energi panas yang dimana ketiga energi tersebut dapat saling dikonversi (mekanik
ke listrik, listrik ke panas, dan sebaliknya)
3. Dapat mengerti tentang pemanfaatan pengkonversian ketiga energy tersebut dan mengerti
pula tentang contoh contoh nya.

III.
-

URAIAN

III.1
Pengertian Energi Mekanik, Energi Listrik dan Energi Panas

Energi Mekanik
Energi mekanik adalah energi yang berkaitan dengan gerak atau kemampuan
untuk bergerak. Ada dua macam energi mekanik yaitu ; energi kinetik dan energi
potensial.
a.Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya atau kelajuannya.
Energi kinetik dirumuskan : EK = energi kinetik (joule atau J), m = massa (kg), v =
kelajuan
b. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena posisinya. Energi
potensial dapat dirumuskan: EP = energi potensial gravitasi (joule atau J), m = massa
(kg), g = percepatan gravitasi (m/s2), h = ketinggian benda dari acuan (m).

-

Energi Listrik
Energi listrik adalah energi yang berkaitan dengan akumulasi arus elektron dan bentuk

transisi atau transfernya adalah aliran elektron melalui konduktor jenis tertentu. Energi listrik
dapat disimpan sebagai energi medan elektrostatis dan merupakan energi yang berkaitan dengan


medan listrik akibat terakumulasinya muatan elektron pada pelat-pelat kapasitor. Energi medan
listrik ekivalen dengan energi medan elektromagnetis yang sama dengan energi yang berkaitan
dengan medan magnet yang timbul akibat aliran elektron melalui kumparan induksi.
Kemampuan untuk melakukan atau menghasilkan usaha listrik (kemampuan yang
diperlukan untuk memindahkan muatan dari satu titik ke titik yang lain).
Energi listrik dilambangkan dengan W. Sedangkan perumusan yang digunakan
untuk menentukan besar energi listrik adalah :
W = Q.V
Ket : 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


atau

W = I2R 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).

-

Energi Panas
Merupakan bentuk energi dasar di mana dalam kata lain adalah semua energi yang dapat

dikonversikan secara penuh menjadi energi panas. Sebaliknya, pengonversian dari energi termal
ke energi lain dibatasi oleh hukum Thermodinamika II “Total entropi dari suatu sistem

termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu,
mendekati nilai maksimumnya. Bentuk energi transisi dan energi termaladalah energi panas
(kalor), dapat pula dalam bentuk energi tersimpan sebagai kalor laten atau kalor sensibel yang
berupa entalpi.
III.2


Prinsip Konversi Energi

Konversi energi adalah perubahan bentuk energi dari yang satu menjadi bentuk energi
lain. Hukum konservasi energi mengatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan (dibuat) ataupun
di musnahkan akan tetapi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk lainnya.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering mengatakan bahwa kita kehabisan energi setelah
melakukan suatu aktivitas atau baterai senter kita telah habis. Benarkah energi dapat habis?
Sebenarnya ketika kita melakukan aktivitas, energi yang tersimpan dalam tubuh kita telah
berubah bentuk menjadi energi kinetik. Energi kimia yang dimiliki oleh baterai tidak habis, tetapi
energi tersebut telah berubah menjadi energi listrik.
Pada bahasan ini hanya akan dibahas tentang salah satu perubahan
energi. Yaitu energi mekanik, energi listrik dan energi panas yang saling
berhubungan dan dapat saling di konversi.
Dalam bahasan ini akan dijelaskan tentang perubahan energi mekanik ke
energi listrik, energi listrik menjadi panas, energi panas menjadi mekanik,
dan sebaliknya. Ketiga energi ini dapat saling dikonversi atau diubah antara
ketiganya.

Energi Mekanik

Energi Listrik

-

Energi Panas

Energi Mekanik Menjadi Energi Listrik
Pada umumnya konversi energi mekanik ke listrik diperlukan untuk pembangkit sumber

energi. Perkakas Konversi dari Mekanik ke Elektrik adalah generator. Salah satu contoh alat
yang mengubah energy mekanik menjadi energy listrik adalah dynamo. Yang akan dibahas pada
hal ini adalah tentang dynamo sepeda.

Dinamo
kecil

sepeda

yang


merupakan

dapat

generator

menghasilkan

arus

LISTRIK yang kecil pula. pada Dinamo
sepeda

prinsip

kerjanya

yaitu

energi


gerak di ubah menjadi energi LISTRIK
.Dinamo sepeda ini hanya menyalakan
lampu depan dan belakang terangnnya
lampu di tentukan oleh cepatnya roda
berputar yang mengakibatkan di namo
juga cepat dan arus LISTRIK juga akn
besar pula .
Dinamo sepeda intinya adalah sebuah magnet yang dapat berputar
dan sebuah kumparan tetap.bila roda sepeda di putar dan pada dinamo akan
memutar sehingga roda akan memutar magnet biasanya dinamo dapat
menghasilakan tegangangan 6 sampai 12 Volt.jadi dengan adanya dinamo
pada sepeda dapat memudahkan kita bila menggunakan sepeda bila malam
hari.

Gambar. bagian-bagian dari dynamo sepeda

-

Energi Listrik Menjadi Panas


Energi listrik dapat diubah menjadi energi panas atau kalor. Berbagai alat yang dapat
merubah energi listrik menjadi energi panas, misalnya: pemanas, solder, setrika, dan kompor
listrik. Alat yang mengubah energi listrik menjadi energi panas dilengkapi dengan elemen
pemanas. listrik yang mengalir melalaui elemen pemanas diubah menjadi energi panas. Elemen
pemanas terbuat dari bahan yang mempunyai tahanan tinggi, sehingga listrik yang mengalir
melalui bahan tersebut berubah menjadi panas. Salah satu nya yang sering digunakan sehari-hari
adalah setrika listrik.

-

Energi Panas Menjadi Mekanik
Energi Panas juga bisa diubah atau dikonversi menjadi energy gerak atau mekanik. Salah

satu alat yang menggunakan prinsip perubahan energy adalah pada turbin uap. Turbin uap
adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap air menjadi energi kinetik ini
selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin
langsung atau dengan bantuan roda gigi reduksi, dihubungkan dengan mekanisme yang
digerakkan. Tergantung pada jenis mekanisme yan digerakkan, turbin uap dapat dipergunakan
pada berbagai bidang industri, untuk pembangkit tenaga listrik, dan untuk transportasi.

Gambar. Turbin Uap

-

Gambar. Skema Turbin Uap

Energi Listrik Menjadi Energi Mekanik
Energi listrik juga dapat diubah menjadi energy mekanik atau gerak. Seperti kebalikan

dari energy mekanik yang diubah menjadi energy listrik yang telah dijelaskan diatas, Alat yang
mengubah energi listrik menjadi energi gerak pada umumnya menggunakan motor listrik. Pada

motor listrik, arus listrik mengaril melalui kumparan, untuk menimbulkan medan magnet,
sehingga as motor berputar.putaran as motor inilah yang dimanfaatkan untuk menggerakan kipas
angin, bor listrik, belender, mobil – mobilan, dan alat lain.
\

Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan
dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet.
Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak
dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita
menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada
suatu kedudukan yang tetap.

IV.

PENUTUP
- Kesimpulan
Energi tidak dapat

diciptakan

dan

tidak

dapat

dimusnahkan,

tetapi

dapat

dikonversikan/berubah dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. Pada
pembahasan ini telah dijelaskan tentang prinsip-prinsip konversi atau perubahan bentuk
energy yaitu energy mekanik, energy listrik , dan energy panas. Ketiga jenis energy tersebut
saling berhubingan dan dapat dikonversikan satu sama lain. Energi mekanik menjadi energy
listrik yaitu pada dynamo sepeda, energy mekanik menjadi panas yaitu pada saat kita
menggosokkan kedua tangan kita dan kemudian terjadinya rasa panas pada telapak tangan

yang kita gosokkan. Energi listrik menjadi energy panas yaitu contohnya pada alat sehari-hari
seperti setrika listrik, solder, rice cooker. Energi listrik juga dapat menjadi energi mekanik
yaitu pada penggunaan motor listrik sebagai penggerak, contoh alat sehari-hari yang
digerakkan motor listrik adalah kipas angin. Jadi ketiga energi tersebut saling berhubungan
dan dapat saling dikonversikan, begitu juga dengan energi energy yang lain. Sesuai dengan
hukumnya yaitu “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat
dikonversikan/berubah dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain”.

V.

DAFTAR PUSTAKA

http://ridwan.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/9883/Ringkasan+Bahan+Kul
iah.pdf
http://lfd.fmipa.itb.ac.id/pengumuman/Modul%2012%20LFD%20SEM2%2020122013.pdf
http://akbarcollege.files.wordpress.com/2012/02/mekanik_listrik1.ppt
http://surantojogja.files.wordpress.com/2011/10/energi-dan-perubahannya.ppt
http://seputar-listrik.blogspot.com/2010/12/dinamo-sepeda.html

http://onnyapriyahanda.com/turbin-uap-2-perubahan-energi-panas-menjadienergi-mekanik/
http://darsodoank.blogspot.com/2013/02/konversi-energi.html
http://budisma.web.id/contoh-perubahan-bentuk-energi.html
http://nakpakewa.blogspot.com/2013/02/turbin-adalah-sebuah-mesinberputar.html
http://penjagahati-zone.blogspot.com/2011/05/prinsip-kerja-turbin-uap.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Motor_listrik
http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/197407162
001121HASBULLAH/ENERGI_DAN_KONVERSI/MATERI_ENERGI_DAN_KONVERSI/
PRINSIP_DASAR_Konversi_energi.pdf