• Energi Listrik

Anda telah mengetahui bahwa jumlah muatan yang mengalir adalah kuat arus listrik dikalikan dengan lamanya arus tersebut mengalir, atau ∆Q = I∆t. untuk memindahkan sejumlah muatan dari potensial yang satu ke potensial yang lain, dibutuhkan suatu energy.  Sebuah hambatan R dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan listrik sehingga menimbulkan tegangan V_ab atau beda tegangan antara ujung-ujung hambatan R menjadi V, dengan kuat arus I mengalir selama ∆t.

Adapun besar energy yang diperlukan untuk memindahkan muatan pada hambatan tersebut dinyatakan dengan persamaan :

W = V∆Q dengan  ∆Q = I∆t

Sehingga, untuk energy listrik memenuhi persamaan W = V I∆t

Keterangan :

W = energy yang dihasilkan oleh sumber tegangan (Joule)

I = arus listrik dari sumber (Ampere)

∆t = waktu (Sekon)

V = beda potensial listrik (Volt)

Dengan menerapkan hukum ohm pada sebuah rangkaian listrik yaitu V = IR, maka energy listrik dapat dituliskan dalam bentuk persamaan :

W = V I∆t

W = I² R ∆t

W = (V² / R )∆t

Contoh soal :

Sebuah elemen pemanas listrik yang digunakan untuk memanaskan air memiliki hambatan 24 ohm dihubungkan dengan sumber tegangan 240 V. tentukan energy listrik yang dihasilkan oleh pemanas tersebut selama 1 menit.!

Penyelesaian :

Diketahui : V =240 volt, ∆t = 1 menit, R = 24 ohm

Ditanya : Berapakah W?

Dengan memakai rumus W = (V² / R )∆t maka diperoleh :

W = (V² / R )∆t

W = ((240 volt)² / 24 ohm ) 60 sekon

W = 144.000 J

W = 144 KJ

•  Daya listrik

Daya listrik didefinisikan sebagai energy listrik yang digunakan oleh suatu alat setiap satuan waktu. Jika energy listrik bersatuan joule dan waktu bersatuan sekon, maka daya listrik bersatuan watt dan dirumuskan sebagai berikut :

P =  W/∆t

Dari rumus ini, daya listrik dapat dituliskan menjadi :

P = VI

P = I²R

P = V²/R

Untuk nilai R konstan, besarnya daya listrik sebanding dengan kuadrat kuat arus I atau kuadrat tegangan V.

Pada peralatan listrik selalu tercantum spesifikasi alat, misalnya 100 W, 220 V yang artinya : “Daya listrik yang dipakai oleh alat tersebut 100 W jika dipasang pada tegangan 220 V”. jika tegangan yang diberikan kepada alat tersebut kurang dari 220 V, daya yang dipakai alat tersebut juga akan berkurang dari 100 W. daya sesungguhnya yang dipergunakan oleh suatu alat akan memenuhi persamaan :

P₂ = (V₂/V₁)² x P₁

Keterangan :

P₂ = daya yang dipakai (watt, W)

P₁ = daya yang tertulis pada spesifikasi (watt, W)

V₂ = tegangan yang diberikan (volt, V)

V₁ = tegangan yang tertulis pada spesifikasi (volt, V)

Dengan menganggap bahwa hambatan alat listrik R selalu konstan.

Contoh soal :

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 : P_total = 500 W, V₁ = 220 Volt, V_{2 =} 110 volt, P₁ = 100 W

ditanya :

a. hambatan setiap lampu

P = V²/R

R = 220 V²/100 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 = P_total/P₂

n = 500 W/ 25 W

n = 20

jadi, jumlah maksimum lampu yang dapat dipasang adalan 20 lampu.