ENERGI DAN DAYA LISTRIK
Energi
Listrik
Energi
listrik adalah energi yang ditimbulkan oleh muatan (Q) yang mengalir karena
adanya beda potensial (V) pada konduktor. Energi listrik berasal dari sumber
tegangan, seperti pembangkit listrik (PLTA, PLTD, PLTU, baterai dan aki).
Energi listrik dapat diubah menjadi energi lainnya, misalnya pada setrika
listrik energi listrik diubah menjadi energi panas atau juga pada lampu tidur,
energi listrik diubah menjadi energi cahaya. Energy listrik dapat dicari
melalui persamaan:
W
= V.I.t
|
W
= I2.R.t
|
W
= V2.t/R
|
W
= P.t
|
Hubungan Energi Listrik
dengan Kalor
Q
= m.c. (t2 - t1
sesuai dengan hukum kekekalan energi
maka berlaku persamaan :
W
= QI.R.I.t = m.c.(t2 - t1)
Daya Listrik
Daya dapat didefinisikan
sebagai banyak energi setiap satuan waktu. Sedangkan, daya listrik adalah
energi yang diperlukan untuk mengalirkan arus listrik dalam penghantar tiap
detik.
Untuk mengetahui daya listrik dapat menggunakan persamaan:
P = V.I
|
P = W/t
|
P = I2.R
|
P = V2/R
|
Pengertian data yang tertulis pada peralatan listrik
Misalnya
pada peralatan tertulis spesifikasi “100 watt ~ 220 volt” ini berarti bahwa
daya listrik yang digunakan oleh alat tersebut tepat 100 watt jika tegangan
yang diberikan pada alat itu tepat 220 volt.
Pada
umumnya, hambatan peralatan listrik dianggap konstan. Sehingga, penggunaan
dayanya sebanding dengan kuadrat tegangan sesuai dengan hubungan :
P2 / P1 = (V2/V1)2
Keterangan :
P2 = Daya yang
sesungguhnya yang digunakan oleh peralatan (watt)
P1 = Daya yang
tertulis pada alat (watt)
V2 = Tegangan
sesungguhnya yang digunakan oleh peralatan (volt)
V1 = Tegangan
yang tertulis pada alat (volt)
Contoh
soal:
1. Keluarga
Pak Niko menggunakan listrik PLN sebesar 500 W dengan tegangan 110 V. jika
untuk penerangan digunakan lampu 100 W, 220 V, maka tentukanlah :
a.
besar hambatan setiap lampu
b.
daya yang dipakai oleh setiap lampu setelah dipasang pada tegangan 110 V
c.
jumlah maksimum lampu yang dapat dipasang
Penyelesaian :
diketahui :
Ptotal = 500 W, V1 = 220 Volt, V2 = 110 volt, P1 = 100 W
ditanya :
a. hambatan setiap lampu
P = V2 / R
R = (220 V)2 / (100 W)
R = 484 ohm
Hambatan setiap
lampu konstan.
b. daya yang dipakai oleh setiap lampu
P2 = (V2/V1)2 x
P1
P2 = (110
volt/220 volt)2 x 100 W
P2 = (1/4) x 100
P2 = 25 watt.
c. jumlah
maksimum lampu yang dapat dipasang (n) adalah
n = data total daya setiap
lampu
n = Ptotal/P2
n = 500 W/ 25 W
jadi, jumlah
maksimum lampu yang dapat dipasang adalan 20 lampu.
2.
Sebuah pemanas air berisi air memiliki daya listrik sebesar
100 watt. Air tersebut memiliki massa sebesar 0,5 kg. Dan kenaikan suhunya
sebesar 60o C. Berapa waktu yang diperlukan untuk menaikkan suhu air
tersebut?
Diket :
P = 100 watt
m
= 0,5 kg
∆T = 60o
Cair
= 4200 J/kgoC
Dit
: t ?
Jawab
:
W
= Q
P.t
= m.c.∆T
t = 1260 s
Jadi, waktu yang diperlukan untuk membuat suhu air itu naik
sebesar 60oC adalah 1260 detik.
3.
Sebuah pemanas air memiliki hambatan sebesar 150 Ω ,
dipasang pada tegangan 30 Volt. Hitunglah daya pemanas air tersebut!
Diket :
R = 150 Ω
V = 30 V
Dit : P
Jawab : P = V2/ R
=
302/150
=
9000/150
P = 60 watt
4.
Sebuah solder listrik tertulis memiliki daya 50 watt
bila digunakan pada listrik 220 volt. Seorang anak itu hendak menggunakan
solder itu pada sumber tegangan listrik 110 volt. Jelaskan apa yang terjadi!
Diket :
P1 = 50 watt
V1 = 220 volt
V2 = 110 volt
Dit :P2?
Jawab :
P2 / P1 = (V2/V1)2
P2/50 = 1102 / 2202
P2 = 0,25 x 50= 12,5 watt
Jadi, dayanya menurun ketika alat
tersebut dipakai menjadi 12,5 watt.
5. Alat
pemanas listrik dengan hambatan 30Ω
dipakai dengan tegangan 240V. Bila alat tersebut memanaskan air 10 kg bersuhu
30oC menjadi 70oC. Berapa waktu yang dibutuhkan?
Diket :
R = 30Ω, V = 240V, m = 10 kg, ΔT = 40oC,
massa jenis air = 1000 kg/m3, kalor jenis air = 4200 J/kg oC
Ditanya :
t
Jawab :
W = Q
V2 · t / R = m · c
· ΔT
2402 · t / 30 = 10 ·
4200 · 40
1.920 · t = 1.680.000
t = 1.680.000 / 1.920 = 875s
Komentar
Posting Komentar