Bab III ENERGI LISTRIK

Transkripsi

1 Bab III ENERGI LISTRIK

2 Daftar isi Energi Listrik Perubahan Listrik Menjadi Kalor Daya Listrik Hemat Energi

3 Energi Listrik Hukum kekekalan energi Energi tidak dapat dibuat dan dimusnahkan, tetapi dapat dirubah bentuknya. Bentuk Energi: - Matahari - Gerak - Panas - Kimia - Listrik - Nuklir, dll

4 Perubahan Bentuk Energi Energi dapat dirubah bentuknya dari satu bentuk ke bentuk yang lain tanpa ada pengurangan jumlahnya. Contoh: Dari kimia ke panas => Lilin, Kompor gas Dari Gerak ke bunyi => gitar, piano

5 Perubahan Energi Listrik Energi listrik didapat dari merubah bentuk energi lainnya, seperti gerak, panas, kimia dan nuklir PLTA, PLTU, PLTD adalah penghasil listrik dengan merubah energi gerak menjadi energi listrik. Alat yang digunakan di sini adalah generator. Baterai, aki, dan elemen volta adalah penghasil listrik dari energi kimia PLTS adalah penghasil listrik dari energi matahari dengan menggunakan sel surya

6 PLTA

7 PLTN

8 Penggunaan Energi Listrik Energi listik dapat digunakan dengan cara merubahnya menjadi energi lainnya, seperti gerak, cahaya, bunyi dan panas Motor listrik, kipas angin adalah pemanfaatan energi listrik yang dirubah menjadi energi gerak Lampu pijar dan neon adalah pemanfaatan energi listrik menjadi energi cahaya Tape, CD adalah pemanfaatan energi listrik menjadi energi bunyi Kompor dan setrika listrik adalah pemanfaatan energi listrik menjadi energi panas

9 Besarnya Energi Listrik Pernahkah anda berfikir berapakah energi listrik yang digunakan anda selama semalam untuk penerangan anda, untuk mendengarkan musik, atau uantuk berinternet? Dapatkah anda menghitungnya?

10 Banyaknya energi listrik yang kita gunakan untuk alat-alat listrik yang kita gunakan adalah sebanding dengan tegangan dan kuat arus listrik pada alat listrik tersebut. Sehingga banyaknya energi listrik yang digunakan dapat kita hitung dengan persamaan W=V.I.T W = I². R. t atau W = V². t R Dimana W = energi V = tegangan I = kuat arus t = waktu penggunaan

11 Contoh: Sebuah setrika listrik yang bertegangan 120 V dilalui oleh arus 2 A. Tentukan energi kalor yang ditimbulkan setelah setrika dialiri arus listrik selama 2 menit! Diket: V = 120 V I=2A t = 2 menit = 120 s Dit. W = Jawab. W=V.I.t = = J

12 Latihan 1.Sebuah ketel listrik dihubungkan ke stop kontak listrik PLN bertegangan 220 V sehingga kuat arus listrik yang mengalir melalui elemen pemanasnya 25 A. Tentukan energi listrik yang digunakan ketel setelah 1 jam. 2. Sebuah lampu pijar dihubungkan ke baterai bertegangan 12 V sehingga kuat arus 2 A mengalir melaluinya. Jika energi listrik yang diserap lampu 7200 J, berapa lama lampu tersebut menyala?

13 3. Sebuah elemen pemanas setrika yang memiliki hambatan listrik 48 ohm dihubungkan ke sumber tegangan 240 V selama 2 sekon. Berapakah energi listrik yang diserap oleh setrika? 4. Energi listrik yang digunakan oleh ketel listrik yang memiliki hambatan 5 ohm dan dialiri arus listrik selama 2 menit adalah 9600 J. Berapa kuat arus listrik yang mengalir melalui ketel?

14 Perubahan listrik menjadi kalor Elemen Pemanas Alat-alat listrik seperti setrika, solder, kompor, hair dryer, pembakar dan teko listrik memiliki prinsip kerja yang sama dalam mengubah energi listrik menjadi energi kalor, yaitu samasama menggunakan elemen pemanas. Umumnya elemen pemanas terbuat dari kawat nikhrom yang dililitkan pada suatu isolator tahan panas seperti mika, kemudian ditutup dengan isolator tahan panas sehingga aman. Kenapa digunakan kawat nikhrom?

15 Lampu Pijar Lampu pijar memiliki filamen yang terbuat dari kawat tungsten yang memiliki titik lebur 3400 C sehingga dapat menahan pijar berwarna putih. Filamen lampu mudah terbakar di udara, sehingga di dalam bola lampu diisi dengan gas argon dan gas nitrogen. Cahaya = 10 % Panas = 90 %

16 Lampu Neon Lampu neon atau TL terdiri dari tabung kaca berisi uap raksa. Pada ujung-ujung tabung terdapat elektroda. Bagian dalam kaca tabung dilapisi bahan yang dapat berpendar ketika terkena sinar ultraviolet. Uap raksa Elektroda Tabung kaca Cahaya = 60 % Panas = 40 % Zat yang berpendar

17 Konversi energi listrik menjadi energi kalor Beberapa alat listrik merubah listrik menjadi kalor, seperti setrika, solder dan pemanas listrik. Banyaknya kalor yang dihasilkan sama dengan banyaknya listrik yang digunakan sehingga banyaknya kalor yang dihasilkan atau listrik yang digunakan dapat kita hitung dengan persamaan: W = Q atau V. I. t = m. C. ΔT

18 Contoh Sebuah bejana berisi 0,2 kg air dingin. Ketika pemanas celup listrik dicelupkan dan dihubungkan ke listrik 12 V, kuat arus 4A mengalir melalui elemen pemanasnya. Jika pemanas listrik dijalankan selama 210 sekon, tentukan kenaikan suhu air. Kalor jenis air 4200 J/kg K Diket. M = 0,2 kg C = 4200 J/kg K V = 12 V I = 4 A t = 210 s Jawab. Q = W m.c.δt = V.I.t 0, ΔT = ΔT = ΔT = 21 K Dit. ΔT

19 Latihan 1. Sebuah pemanas celup dicelupkan ke sebuah bejana yang berisi air 2 kg. Ketika elemen pemanas dihubungkan ke listrik 12 V, arus 5 A mengalir melaluinya. Jika pemanas celup dijalankan selama 2 menit hitung kenaikan suhu air.

20 Daya Listrik Daya listrik adalah kemampuan suatu alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi lain persatuan waktu Daya listrik diberi persamaan: P = W t Ket. P = Daya (watt) W = energi (joule) V = tegangan ( volt) I = kuat arus ( Ampere) t = waktu (sekon) atau P = V.I

21 Contoh Sebuah setrika listrik 200 W, 125 V dipasang pada tegangan yang tepat selama 1 menit. Berapa banyak energi listrik yang digunakannya? Diket. P = 200 W V = 125 V t = 1 menit = 60 s Jawab. W = P. t = = J Dit. W

22 Latihan 1. Hitung daya listrik dari: a. sebuah lampu pijar 12 V yang dialiri arus 1 A b. setrika listrik yang memberikan energi J selama 2 menit 2. Berapa kuat arus maksimum yang akan melalui penghambat-penghambat berikut: a. 100 ohm, 1 W b. 64 ohm, 4 W c. 25 ohm, 0,1 W

23 Daya listrik pada alat-alat listrik Pada setiap alat listrik selalu terdapat data tegangan listrik dan dayanya, seperti lampu 220 V, 25 W, lampu 220 V, 40 W, lampu 220 V, 60 W. Lampu manakah yang paling terang? Lampu 60 W akan menyala paling terang dan lampu 25 W menyala paling redup. Mengapa? Data pada alat-alat listrik tersebut ( V dan P) berarti alat tersebut bila dihubungkan pada tegangan listrik sebesar V volt, Daya listrik yang diserap oleh alat listrik tersebut adalah P Watt

24 Pemasangan alat listrik Jadi Jika sebuah lampu memiliki data 220, 25 W berarti lampu tersebut menyerap daya sebesar 25 W bila diberi tegangan 220 V. Bagaimana bila tegangannya bukan 220 V?

25 Bila alat listrik diberi tegangan yang tidak sesuai, maka alat tersebut akan menyerap daya yang tidak sesuai dengan data yang ada. Contoh jika sebuah lampu 220 V, 60 W diberi tegangan 110 V maka lampu tersebut hanya menyerap daya listrik sebesar 15 W. Hal ini di karenakan bila sebuah alat listrik memiliki data V, P, hambatan listriknya adalah R = V² / P

26 Bila tegangan berubah, hambatan pada alat listrik tidak berubah, yang ikut berubah adalah dayanya. Jadi berapakah daya listrik sebuah lampu 220 V, 25 W jika diberi tegangan listrik 110 V atau 440 V?

27 Latihan Pada sebuah lampu pijar tertulis 220 V, 100 W. Tentukan daya listrik yang diserap lampu jika dihubungkan dengan tegangan: V V

28 Ongkos Energi Listrik Energi listrik yang kita pakai disuplai oleh PLN. Bagaimanakah PLN menghitung pemakaian energi listrik di rumah kita? Bagaimanakah cara menghitung ongkos energi listrik? Energi listrik yang kita gunakan biasa diukur dengan alat sejenis joulmeter yakni kwh meter. KWh meter mengukur energi listrik dalam per seribuan Joule setiap jamnya.

29 Conyoh Dalam sebuah rumah terdapat 4 lampu 20 W, 2 lampu 60 W dan sebuah TV 60 W. Setiap hari dinyalakan selama 4 jam. Berapakah biaya yang harus dibayar selama 1 bulan jika harga 1 kwh = Rp 75,-? Daya total alat-alat listrik: P = = = 260 W t = = 120 jam Energi listrik: W = P. T W = = 31,2 kwh Biaya = 31,2. Rp 75,- = Rp 2.340,-

30 Latihan 1. Dalam sebuah rumah terdapat 4 lampu 45 W, 2 lampu 60 W, dan 6 buah lampu 10 W yang menyala selama 5 jam setiap harinya. Jika tarif listrik per kwh Rp 100,- Berapa biaya listrik yang harus di bayar selama 1 bulan? 2. Dalam sebuah rumah terdapat 2 lampu 60 W yang mwnyala selama 8 jam/hari, 4 lampu 25 W yang menyala 10 jam/hari dan sebuah TV yang menyala selama 15 jam/hari. Bola harga listrik Rp 150,-/kWh berapakah biaya listrik yang harus dibayar tiap bulannya?

31 Hemat Energi Mengapa kita harus hemat energi? Bagaimanakah caranya hemat energi? Sudahkah kita hemat energi?

32 Kita harus hemat energi karena sebagian besar listrik yang kita gunakan adalah hasil dari mengubah energi lain dengan alat generator dimana bahan bakar generator yang kita pakai berasal dari alam yang tidak dapat diperbaharui. Bila kita hemat energi berarti kita ikut melestarikan alam dan menguntungkan PLN. Mengapa?

33 Kita dapat hemat energi listrik dengan cara: - Menggunakan alat-alat listrik dengan daya yang sesuai - Menggunakan alat-alat listrik seperlunya - Tidak lupa mematikan alat-alat listrik yang tidak kita gunakan - Memasang saklar otomatis pada alat-alat lisrik yang sering kita lupa mematikannya. - dll

34

35