ENERGI DAN DAYA LISTRIK

Transkripsi

1 ENERGI DAN DAYA LISTRIK

2 ENERGI LISTRIK A I V W = Q V B C Energi yang dihasilkan dari aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian listrik tertutup disebut dengan energi listrik Keterangan : Q = muatan listrik yang melewati lampu (Coulomb) V = tegangan listrik lampu ( volt) W = energi listrik ( joule )

3 ENERGI LISTRIK W = Q V Karena Q = I x t W = V I t Keterangan : W = Energi listrik ( Joule) I = Kuat arus listrik ( Ampere) Karena V= I R Karena I= V/ R W I x R x t Keterangan : R= Hambatan listrik (Ohm) t = waktu ( detik =sekon) V= Tegangan listrik ( Volt) W V R x t Hal.: 3

4 Energi Listrik W = V I t Nilai energi listrik ditentukan oleh Tegangan listrik (V) Kuat arus listrik (I) Selang waktu (t) A BI C V

5 Daya Listrik P A BI C P V W t V x I x t V x I t P V x I Banyaknya energi listrik yang digunakan oleh suatu alat listrik setiap satuan waktu disebut daya listrik(p) dimana : W = Energi listrik ( Joule) t = waktu ( detik =sekon) P = Daya listrik ( Joule/sekon = watt)

6 Daya Listrik V I x R P (Ix R) x I P I x R P V x I I V R P V x V R P V R Hal.: 6

7 Daya Listrik watt.0 V Apa arti tulisan ini?. Lampu menyala dengan baik bila dihubungkan dengan tegangan 0 volt. Lampu memakan daya listrik watt bila dihubngkan dengan tegangan 0 volt 3. Hambatan listrik lampu R V P 0x ,4k Bila dihubungkan dengan tegangan 0 volt, berapakah daya listrik yang digunakan?

8 Daya Listrik 60 watt.0 V P V R P P V V 0 V P 60 0 P x60 4 x P 5watt 60 Hal.: 8

9 Hubungan Satuan Energi dan Daya Dalam satuan sistem internasional (SI) daya listrik dinyatakan dengan watt Tabel Satuan Daya (P) W = P x t Waktu (t) Watt detik Joule (J) Energi (W) watt Jam Watt.jam (wj) = watt.hour (Wh) 000 Wj (Wh)= kwj (kwh) Wh= watt detik = 3600 joule Hal.: 9

10 Kesetaraan Kalor dengan Energi Listrik Energi listrik = Kalor W = Q P t = m c T V i t = m c T Dimana Q = kalor (joule) m = massa zat (kg) c = kalor jenis zat (J/kg o C) T = Perubahan suhu zat ( o C) I R t = m c T V t R x = m c T Persamaan ideal untuk pemanas listrik Hal.: 0

11 Efisiensi Pemanas Listrik () Energi listrik W = V x I x t W = I x R x t W = V x t / R Pemanas listrik Energi terbuang Kalor(Q) Q x 00% atau Q x W W Hal.:

12 Contoh Soal ) 80 watt.0 V Hitunglah energi yang digunakan lampu selama 3 jam! Penyelesaian Daya yang digunakan oleh lampu 0 V P P V V 0 P 0 P 0watt x P 0 4 x Energi yang digunakan oleh lampu W = P.t = 0 watt x 0800 detik =,6 x 0 5 joule 80 Hal.:

13 Contoh Soal ) Pemanas Listrik 5 k I = A Hitunglah energi listrik yang digunakan selama jam? Penyelesaian W I x R x t W x 5000x W 40000Wh 40kWh Hal.: 3

14 Contoh Soal 3) 450 watt, 0 volt Sebuah keluarga menggunakan listrik dari PLN sebesar 450 watt dengan tegangan 0 volt. Jika untuk penerangan mereka menggunakan lampu 90 watt, 0 V, maka hitunglah : A. Jumlah lampu maksimum yang dapat dipasang B. Biaya untuk 3 buah lampu dalam sebulan jika 3 lampu tersebut digunakan selama 6 jam per hari ( Rp. 00,00/kWh) Hal.: 4

15 Contoh soal Soultion a. Jumlah maksimum lampu V 0 P P x 90watt V x 0 Sehingga, jumlah lampu maksimum adalah,5 watt n P P total 450,5 0 Hal.: 5

16 Contoh Soal b. Biaya 3 lampu Energi yang digunakan selama bulan W = P. t = 3.,5 watt.30.6 jam = 50 Wh =,5 kwh Biaya 3 lampu adalah,5 kwh x Rp. 00,00/kWh =.5,00 Hal.: 6

17 HUKUM KELISTRIKAN ARUS SEARAH

18 HUKUM I KIRCHOFF 3 masuk keluar

19 CONTOH PERHITUNGAN HUKUM I KIRCHOFF

20 HUKUM II KIRCHOFF Pada rangkaian listrik tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik () dengan penurunan tegangan (IR) adalah sama dengan nol

21 HUKUM II KIRCHOFF

22 CONTOH PERHITUNGAN HUKUM I DAN II KIRCHOFF

23 CONTOH PERHITUNGAN HUKUM I DAN II KIRCHOFF

24 CONTOH SOAL HUKUM I DAN II KIRCHOFF 3 3 3

25 CONTOH SOAL HUKUM I DAN II KIRCHOFF

26 CONTOH SOAL HUKUM I DAN II KIRCHOFF

27 CONTOH SOAL HUKUM I DAN II KIRCHOFF Hal.:

28 Rangkaian Seri Resistor Rangkaian seri tiga buah resistor Hal.:

29 Rangkaian Paralel Resistor Rangkaian paralel tiga buah resistor R R R R Hal.: 3

30 Hambatan Listrik suatu bahan Hambatan suatu bahan konduktor pada suhu tetap bergantung pada panjang, luas penampang dan hambatan jenis bahan tersebut R A Hal.: 4

31 Hambatan Listrik suatu bahan Pada batas perubahan suhu tertentu, maka hambatan jenis suatu bahan memenuhi persamaan sebagai berikut : T o T T o - T o o T T T o Hal.: 5

32 Hambatan Jenis Beberapa Bahan pada Suhu 0 o Bahan Hambatan jenis (m) Bahan Hambatan jenis (m) Alumunium,83 x 0-8 perak,59 x 0-8 Tembaga,7 x 0-8 Emas,44 x 0-8 Besi 9,7 x 0-8 Konstantan 49 x 0-8 Nikrom 00 x 0-8 Tungsten 5,65 x 0-8 Karbon 3,5 x 0-5 Germanium 5 x 0 - Silikon 6,4 x 0 Kuarsa 7,5 x 0 7 Platina 0,6 x 0-8 Hal.: 6

33 Koefisien Suhu Hambatan Jenis Beberapa Bahan Bahan ( o C - ) Perak 0,0038 Tembaga 0,0039 Aluminium 0,0040 Tungsten 0,0045 Besi 0,0050 Grafit -0,0005 Germanium -0,05 Silikon -0,07 Hal.: 7

34 KAPASITOR

35 KAPASITOR Bahan dielektrik Secara umum Kapasitor terdiri atas dua keping konduktor yang saling sejajar dan terpisah oleh suatu bahan dielektrik ( dari bahan isolator) atau ruang hampa. Luas =A Antara dua keping dihubungkan dengan beda potensial V dan menimbulkan muatan listrik sama besar pada masing-masing keping tetapi berlawanan tanda. Sumber Gambar : Haliday-Resnick-Walker

36 Kapasitor Sifat Kapasitor. Dapat menyimpan energi listrik, tanpa disertai reaksi kimia. Tidak dapat dilalui arus listrik DC dan mudah dilalui arus bolak-balik 3. Bila kedua keping dihubungkan dengan beda potensial, masing-masing bermuatan listrik sama besar tapi berlawanan tanda. Simbol Kapasitor +Q -Q + V Hal.: 3

37 Kapasitor Kapasitas kapasitor (C) menunjukkan besar muatan listrik pada masing-masing keping bila kedua keping mengalami beda potensial volt +Q -Q V + V C Q V Q = nilai muatan listrik pada masingmasing keping V = beda potensial listrik antar keping ( volt) C = kapasitas kapasitor (Farad = F ) Hal.: 4

38 Kapasitas kapasitor Ruang hampa atau udara Luas =A C C Q Exd C ε Q V Q Q xd Aε o o xa d A = luas salah satu permukaan yang saling berhadapan (meter ) d = Jarak antar keping (meter) C = kapasitas kapasitor (Farad= F) o = permitivitas udara atau ruang hampa ( C/vm ) Hal.: 5

39 Kapasitas kapasitor Kapasitas kapasitor yang terdiri atas bahan dielektrik Bahan dielektrik C εxa d ε ε o.k Luas =A K = tetapan dielektrik (untuk udara atau ruang hampa K = ) = permitivitas bahan dielektrik ( C/vm ) Hal.: 6

40 Rangkaian Kapasitor Rangkaian seri +Q -Q +Q -Q + V. Kapasitas gabungan kapasitor (C g ), kapasitas kapasitor pertama (C ), kapasitor kedua (C ) memenuhi : C g C C. Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian = muatan listrik pada masing-masing kapasitor. Q = Q + Q dan Q = Q 3. Tegangan listrik antar ujung rangkaian(v), tegangan pada kapasitor pertama(v ) dan kapasitor kedua(v ) memenuhi: V = V + V Hal.: 7

41 Rangkaian Kapasitor Rangkaian seri Contoh +Q -Q +Q -Q C = F V = 6 volt + C = 3 F. Kapasitas gabungan kapasitor : C g C g = 6/5 =, F. Muatan listrik pada rangkaian =, F x 6V = 7, C Pada kapasitor satu = 7, C Pada kasitor kedua = 7, C 3. Tegangan liatrik pada kapasitor satu = 3,6 V Pada kapasitor dua =,4 V Hal.: 8

42 Rangkaian Kapasitor Rangkaian paralel +Q -Q +Q -Q. Tegangan pada kapasitor pertama (V ), kapasitor kedua (V ) dan tegangan sumber (V) masing-masing sama besar. V = V = V. Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian memenuhi Q = Q + Q 3. Kapasitas gabungan kapasitor mmenuhi : C g = C + C + V Hal.: 9

43 Rangkaian Kapasitor Rangkaian paralel Contoh +Q -Q C = F +Q -Q C = 3 F V = 6 volt +. Tegangan pada kapasitor pertama (V ) dan kapasitor kedua (V ) adalah V = V = 6 volt. Kapasitas gabungan kapasitor adalah C g = C + C = F + 3F = 5F 3. Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian memenuhi Q = C g xv = 5F x 6V = 30C Q = C x V = Fx6V = C Q = C x V = 3Fx6V = 8C Hal.: 0

44 Energi Listrik yang Tersimpan pada Kapasitor Grafik hubungan tegangan (V) dengan muatan listrik yang tersimpan pada kapasitor (Q) Q Q(Coulomb) Nilai energi listrik yang tersimpan pada kapasitor yang bermuatan listrik Q = luas daerah Dibawah garis grafik Q-V (yang diarsir ). V V(volt) W QV Hal.:

45 Energi Listrik yang Tersimpan pada Kapasitor Sebuah kapasitor yang memiliki kapasitas C dihubungkan dengan tegangan V. C + V W (CV)V Karena Q = C.V, maka W CV Keterangan : Q = muatan listrik kapasitor ( Coulomb) C = Kapasitas kapasitor ( farad) V = tegangan listrik antar keping kapasitor ( Volt) W = Energi listrik yang tersimpan pada kapasitor ( Joule ) Hal.: