Makalah Energi Dan Daya Listrik

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Era peradaban modern memang dibangun berlandaskan energy. salah satunya adalah energi listrik. Pemakaian energi listrik sudah sedemikian luasnya, bahkan manusia sulit melepaskan diri dari ketergantungan terhadap listrik. Banyak produk teknologi yang hanya dapat berfungsi dengan menggunakan energi listrik. Salahsatu sumber energi listrik yang dapat diperbarui adalah energi angin.

Perhatikan gambar di atas. Bagaimana gerakan kincir angin itu dapat menghasilkan arus listrik? Bagaimana proses perubahan energi gerak baling -baling menjadi energi listrik? Adakah sumber energi lain yang dapat diubah menjadi energy listrik? Alat-alat apa saja yang memanfaatkan energi listrik dan mengubahnya menenjadi energi dalam bentuk lain?

2. Tujuan pembelajaran

1.       Menjelaskan hubungan antara tegangan, kuat arus, dan energy listrik yang di gunakan

2.       Menjelaskan hubungan antara daya listrik, energi listrik, dan suatu (kWh dan jaule )

3.       Menerapkan konsep energy dan daya litrik dalam perhitungan penggunaan listrik di  rumah tangga berdasarkan angka yang tertera pada kWh meter

4.       Menunjukan perubahan energy listrik nebjadi energy bentuk lain

5.       Menunjukan beberapa alat sehari=hari yang memanfaatkan energy listrik

6.       Memperaktikan penghematan energy dalam kehidypan sehari hari dan mengemukakan alasanya

Kata kunci

–         Energi listrik                                  -    Energi kalor                       -   Rekening listrik                  

–         daya listrik                                    -    Kilowatt-hour                    -   Penyepuhan

BAB II

PEMBAHASAN

1. Arus, tegangan, dan energy listrik

Dirumah, mungkin kamu atau adikmu memiliki mainan berupa mobi-mobilan atau kereta api yang di gerakkan oleh batre batre yang menggerakan permaianan ini menunjukan adanya peruses perubahan energy jika mobil mobilan itu kamu nyalakan. Didalam batre terdapat zat-zat kimia. Artinya didalam batre terdapat energy kimia. Energi kimia ini berubah menjadi energyi listrik, dan energy listriklah yang mampu menggerak kan mobil-mobilan

Jika sebuah sumber tegangan melakukan usaha dengan mengalirkan arus listrik, maka sumber tegangan itu akan melepaskan energi. Besarnya energi yang dilepaskan oleh sumber tegangan ini dipengaruhi oleh beberapa factor. Untuk mengetahui factor-faktor tersebut lakukanlah kegiatan dalam jelajah konsep berikut.

Jelajah konsep

Faktor yang mempengaruhi besar energy yang di lepaskan oleh sumber tegangan Seiakan : 4 buah batre, saklar, kabel, elemen pemanas berupa gulungan kawat, gelas beaker, air, thermometer, dan fol meter

Cara kerja :

1.         Susunlah alat-alat seperti gambar beriku

2.         Tutuplah saklar, dan perhatikan besar tegangan dan arus

3.         Biarkan arus mengalir selama 1 menit. Catat suhu air

4.         Tambah sunber tegangan denga 2 buah batrai lagi sehingga terdapat 4 buah batrai

5.         Tutup kembaki saklar, dan perhatikan tegangan dan arus. Apakah tegangan dan arus lebih besar/ama/lebi kecil dari semula?

6.         Biarkan arus mengalir selama 1 menit. Catat suhu air.

7.         Biarkan pemanasan berlangsung 1 menit lagi (berarti memperbesar waktu). Catat suhu air.

8.         Apa kesimpulanmu?

Dari hasil kegiatan di atas dapat disimpulkan bahwa:

1.         Semakin besar beda potensial, semakin cepat naiknya suhu air  Jadi, energi yang dilepaskan dan diubah menjadi kalor sebanding dengan beda potensial.

2.         Semakin besar arus yang mengalir pada alat, semakin besar pula naiknya suhu air. Jadi,energi yang dilepaskan dan diubah menjadi kalor sebanding dengan kuat arus yang mengalir lewat alat tersebut.

3.         Semakin lama arus mengalir lewat alat, semakin besar naiknya suhu air. Jadi, energi yang dilepaskan dan diubah menjadi kalor sebanding dengan waktu.

Fokus IPA

Energi listrik dapat digunakan untuk menyalakan mesin cuci, lampu, kompor, setrika, dan sebagainya. Ini berarti listrik dapat diubah menjadi energi gerak, kalor, cahaya, dan sebagainya. Pada saat energi listrik diubah menjadi energibentuk lain oleh alat listrik, berarti sumber tegangan telah melakukan usaha.

Jika beda potensial ditulis V, kuat arus ditulis /, dan waktunya ditulis t, maka energi yang dilepaskan oleh alat dan diubah menjadi energi kalor W adalah

W = V x / x t

dengan:

V = beda potensial (volt)

l = kuat arus (ampere)

t = waktu (sekon)

W = energi yang dilepaskan oleh sumber tegangan (joule) Masih ingatkah kamu tentang listrik statis? Persamaan di atas dapat diturunkan secara matematis dengan teori pada listrik statis. Untuk memindahkan muatan dan i satu tempat ke tempat lain diperlukan energi. Besarnya energi ini dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut.

W = Q x V

Keterangan:

W = energi (joule)

Q = besar muatan yang dipindahkan (coulomb)

V = beda potensial (Volt)

na / =Q sehingga Q = 1 x t, maka: t W = (/ x t) x V r lebih mudah diingat, persamaan di atas ditulis:

W= Vx I x t

agar W dalam SI adalah joule (disingkat J).

Satuan energi dalam SI memang joule. Namun, untuk energi kalor sering digunakan satuan lain, yaitu kalori (kal) atau kilokalori (kkal). hubungan antara satuan kalori dan satuan joule adalah:

1 kal = 4,2 joule

Oleh karena itu, dalam peristiwa perubahan energi listrik menjadi energi kalori berlaku persamaan energi yang bersatuan kalori:

W = 0,24 x Vx /xt

Menurut hukum Ohm:

V = I x R

Dengan demikian, persamaan W. Vx Ix t dapat diubah menjadi:

W = (I x R) x / xt

Atau

W = P x R x t

Contoh Soal

Sebuah lampu mempunyai hambatan 6 ohm dipasang pada tegangan 18 V. Hitunglah:

a.         Kuat arus yang mengalir melalui lampu tersebut,

b.         Enrgi  yang dibebaskan oleh lampu selama 10 menit dalam satuan kalori.

Jawab :

a.         l =

l =

l = 3 A

b.      W= 0,24 xVx/xt

W= 0,24 x 18 x 3 x 600

     W= 7.776 kal

Uji Kompetensi

1.    Faktor apa saja yang memengaruhi besar energi listrik yang dilepaskan oleh sumber tegangan untuk diubah menjadi energi kalor oleh alat listrik ?

2.    Sebuah pesawat televisi dipasang pada tegangan 220 V. Arus yang mengalir melalui televisi itu 0,25 A. Berapa energi yang dibebaskan oleh televisi itu dalam waktu 1 jam ?

3.    Sebuah setrika dialiri arus sebesar 0,5 A selama 0,25 menit. Jika hambatan setrika tersebut 100 ohm, berapakah besar energi yang dibebaskan oleh setrika tersebut?

2. Daya Listrik

Daya listrik adalah besarnya usaha yang dilakukan oleh sumber tegangan dalam 1 sekon. Jika dalam waktu t sekon sumber tegangan telah melakukan usaha sebesar W, maka daya alat tersebut adalah

P = L1V

Dengan W adalah usaha dalam satuan joule dan t adalah waktu dalam satuan sekon. Jadi, satuan daya P adalah joule/sekon dan selanjutnya diberi nama satuan watt.

1 joule/sekon = 1 watt

atau

    1 J/s = 1 W

Karena W= V x I x t, maka:

P = v x I x t

atau

P. Vx I

dengan:

V = beda potensial (volt)

I  = kuat arus yang mengalir (ampere)

P = daya alat tersebut (watt)

Kelipatan satuan watt antara lain: miliwatt (mW), kilowatt (kW), atau megawatt (MW).

1 miliwatt = 1 mW = 0,001 W = 10-3 W

1 kilowatt = 1 kW = 1.000 W = 103 W

1 megawatt = 1 MW = 1.000.000 W = 106 W

Menurut hukum Ohm: V = I x R, sehingga

P = I² xR

 

dan karena          maka:

Pada alat-alat listrik terdapat tulisan misalnya 220 V, 50 W, artinya bahwa alat tersebut akan dapat bekerja dengan baik jika dipasang pada tegangan 220 V, dan daya yang digunakan adalah 50 watt. Daya 50 watt sendiri berarti dalam tiap sekon alat tersebut menggunakan energi listrik sebesar 50 joule.

FOKUS IPA

Usaha yang dilakukan sebuah sumber tegangan menentulcan besar energi yang dilepas oleh sumber tegangan tersebut. Energi yang dilepaskan oleh sumber tegangan ditentukan oleh daya alat yang dipergunakan sebagai pcngubah energi listrik menjadi bentuk energi lain. Semakin besar daya suatu alat dan semakin lama alat dipakai, maka akan makin besar energi yang diperlukan oleh alat listrik itu.

Contoh Soal

Lampu pijar yang dayanya 60 watt menyala selama 1 jam. Berapakah energi yang digunakan oleh lampu tersebut?

 

3. Penghitungan Pemakaian Energi Listrik di Rumah

Meteran yang dipakai sebagai pengukur energi yang dipakai di rumah, diukur dengan satuan kilowatt-hour (disingkat kWh). Angka yang ditunjukkan oleh meteran inilah yang dipakai sebagai dasar pembayaran rekening listrik di rumah.

Karena satuan daya P adalah watt dan satuan waktu t adalah sekon, maka satuan usaha atau energi adalah watt-sekon atau Ws. Satuan ini terlalu kecil dalam pengukuran pemakaian listrik sehari-hari. Untuk itu, perlu ditentukan satuan yang lebih besar yaitu watt –jam atau watt-hour atau Wh.

1 Wh = 3.600 Ws

Meteran di rumahmu memakai satuan kilowatt -jam atau kilowatt-hour (kWh)

1 kWh = 1.000 x 3.600 Ws

= 3,6 x 10 6 Ws

= 3,6 x 10 6 joule

Cobalah kamu periksa kartu rekening pembayaran listrik di rumah. Di kartu rekening tersebut terdapat kolom yang menunjukkan posis. meteran bulan yang lalu, dan posisi meteran bulan ini. Misalnya posis meteran pada bulan lalu 55.341 kWh dan posisi meteran pada bular ini 55.439 kWh. Berarti, selama sebulan keluargamu telah memakal energi listrik sebesar 55.439 - 55.341 = 98 kWh.

D.    PENGHEMATAN ENERGI LISTRIK

Sumber energi ada yang dapat diperbarui dan ada pula yang tidak dapat diperbarui. Sebagian besar sumber energi yang kita gunakan di rumah dan untuk angkutan merupakan sumber energi yang tidak dapat diperbarui. Akibatnya pada suatu saat akan terjadi krisis energi. Karena jumlah permintaan energi melebihi batas energi yang tersedia di bumi, maka para ahli menunjukkan bahwa minyak bumi dan batu bara di dunia ini akan habis dalam kurun waktu tertentu.

Walaupun energi listrik yang disediakan PLN cukup besar namun belum mencukupi kebutuhan listrik secara nasional. Karena masih terdapat daerah di tanah air ini yang belum mendapat suplai listrik. Pemerintah terus mengembangkan penyediaan energi listrik guna pemerataan penggunaan listrik untuk meningkatkan perkembangan industri di seluruh tanah air.

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

            Kesimpulan

Energi listrik dapat digunakan untuk menyalakan mesin cuci, lampu, kompor, setrika, dan sebagainya. Ini berarti listrik dapat diubah menjadi energi gerak, kalor, cahaya, dan sebagainya. Pada saat energi listrik diubah menjadi energibentuk lain oleh alat listrik, berarti sumber tegangan telah melakukan usaha.

Arus listrik merupakan pergerakan kelompok partikel bermuatan listrik dalam suatu arah tertentu. Arus listrik mengalir dalam suatu konduktor adalah dari potensial tinggi ke potensial rendah. Seara singkat arus listrik dapat didefinisikan sebagai banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Satuan SI untuk arus listrik adalah Ampere dan memiliki simbol A.

Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam rangkaian listrik. Daya listrik terjadi karena adanya tegangan dan arus listrik. Biasanya daya listrik diberi satuan watt dan dilambangkan dengan P, berasal dari kata Power.

DAFTAR PUSTAKA

http://ajiprab.wordpress.com/2009/02/25/el2246-tugas-2/

http://www.crayonpedia.org/mw/ENERGI_DAN_DAYA_LISTRIK.Sukis_Wariyono