LISTRIK DAN MAGNET (Daya Listrik) Dra. Shrie Laksmi Saraswati,M.Pd laksmi.sedec@gmail.com A. Kompetensi Dasar Mengidentifikasi kegunaan energi listrik, konversi energi listrik, transmisi energi listrik, dan berpartisipasi dalam penghematannya dalam kehidupan sehari-hari. B. Indikator 1. Menjelaskan konsep daya listrik 2. Menentukan besarnya daya listrik sebuah alat listrik 3. Menghitung besarnya penggunaan energi listrik di rumah tangga C. Uraian Materi 1. Daya Listrik Daya listrik adalah besar kecepatan energi listrik yang diubah menjadi energi bentuk lain. Atau biasa dikatakan bahwa daya listrik adalah banyaknya energi tiap satuan waktu. Pada alat listrik biasanya sudah tercantum daya dan tegangan yang dibutuhkan alat itu. Misalnya, lampu bertuliskan 60 W/220 V, setrika bertuliskan 350W/220 V, dan pompa air bertuliskan 125 W/220 V. Lampu bertuliskan 60 W/220 V artinya lampu akan menyala dengan baik, jika dipasang pada tegangan 220 volt dan selama 1 detik banyaknya energi listrik yang diubah menjadi energi cahaya 60 joule. Jika lampu dipasang pada tegangan lebih besar dari 220 V maka lampu akan rusak. Sebaliknya, jika dipasang pada tegangan kurang dari 220 V, lampu menyala kurang terang. Ada kalanya alat-alat listrik tidak mencantumkan daya listriknya, tetapi tertulis tegangan dan kuat arus. Misalnya, motor listrik bertuliskan 220 V- 0,5 A. Artinya motor akan bekerja dengan baik jika dipasang pada tegangan 220 volt dan akan mengalir arus listrik 0,5 ampere Beberapa contoh alat listrik dan spesifikasinya: 1
Sumber : http://belajar.kemdiknas.go.id/index3.php?cmd 2. Besarnya Daya Listrik sebuah sebuah Alat Listrik Pada lampu pijar, energi listrik diubah menjadi bentuk energi cahaya dan panas. Apabila sebuah lampu menyala dalam waktu satu jam, maka selama itu lampu menggunakan sejumlah energi listrik tertentu. Bila lampu itu menyala selama dua jam, maka lampu itu menggunakan energi listrik sebanyak dua kali lipat dari yang satu jam. Dari uraian diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa jumlah listrik yang digunakan berbanding lurus dengan waktu menyala lampu. Besaran daya listrik ditulis dengan notasi huruf P, dan satuan daya listrik disebut Watt yang ditulis dengan notasi huruf W. Dalam rangkaian listrik, daya berbanding lurus dengan tegangan dan arus. Semakin besar arus dan semakin besar tegangan, maka semakin besar pula daya yang dihasilkan. Pernyataan ini dapat ditulis dengan rumus: P = V x I Keterangan : P = Daya listrik dengan satuan Watt (W) V = Tegangan listrik dengan satuan Volt (V) I = Arus listrik dengan satuan Ampere (A) Atau dapat juga besarnya daya ditentukan oleh tegangan dan arus listrik yang dipergunakannya, maka daya listrik (P) dapat dirumuskan sebagai : 2
P = daya listrik (watt) W = energi listrik satuannya Joule t = waktu satuannya sekon Maka, sebetulnya ada beberapa persamaan hubungan antara energi listrik (W), beda potensial (V), kuat arus listrik (I), dan daya listrik (P) dapat dituliskan sebagai berikut Contoh soal : 1. Sebuah motor pompa listrik bekerja dengan tegangan 220 V dan arus yang mengalir didalamnya sebesar 3 A, berapakah daya yang dihasilkannya? Penyelesaian: Diketahui : V = 220 V I = 3 A Ditanya : P Jawab : P = V x I = 220 V x 3 A = 660 W Daya yang dihasilkan sebesar 660 W 2. Sebuah setrika listrik setelah digunakan selama 10 menit ternyata menyerap energi listrik sebanyak 18.000 joule.berapa daya setrika listrik itu? Penyelesaian: Diketahui : t = 10 menit = 600 s W = 18.000 Joule Ditanya : P 3
Jawab : P = W/t = 18.000 J/600 s = 300 Watt D. Perhitungan Penggunan Energi Listrik di Rumah Untuk menentukan banyaknya energi listrik yang digunakan di rumah-rumah, pabrik-pabrik dan seluruh pelanggan PLN digunakan satuan energi yang lebih besar daripada Joule yaitu Kilo Watt Jam (kwh). Jadi bagaimana mengkonversi satuan Joule menjadi kwh? Perhatikan uraian berikut. 1kWh = 1000 Watt. Jam = 1000 Watt.3600 sekon = 3.600.000 Watt sekon = 3.600.000 Joule 1 kwh = 3,6 x 10 5 Joule Penggunaan satuan kwh Sudah di jelaskan di bahwa kwh adalah satuan energi listrik dalam kehidupan sehari-hari. Sehingga alat ukur energi listrik sering disebut sebagai kwh meter. Untuk menghitung besarnya energi listrik yang terpakai dalam kehidupan sehari hari ada dua cara: 1. Dengan menggunakan persamaan W = P.t 2. Dengan menggunakan alat ukur kwh meter. Rekening Listrik Setiap bulan, semua pelanggan listrik PLN harus membayar biaya pemakaian energi listrik sesuai dengan banyaknya energi listrik yang dikonsumsi. Dalam hal ini biasanya energi listrik yang diperhitungkan dinyatakan dalam satuan kilo watt-jam atau kilo wat-hour disingkat kwh. Banyaknya energi listrik yang digunakan dapat dibaca pada gardu rumah (meteran listrik). Dengan kwh meter, jumlah energi yang terpakai sudah tertulis, konsumen dapat melakukan penghitungan dengan menghitung selisih pemakaian bulan berjalan dengan bulan sebelumnya 4
Pemakaian energi listrik selama sebulan dapat diketahui melalui meteran listrik itu. Kemudian, dengan tarif listrik tertentu, misalnya sekitar Rp 500,- /kwh, pihak PLN ataupun kita dapat mengetahui besar biaya pemakaian energi listrik selama sebulan. Biaya pemakaian energi listrik inilah yang harus kita bayarkan secara rutin setiap bulan sesuai dengan penggunaan pada PLN, yang sering kita sebut rekening listrik. Gambar Menghitung Penggunaan Energi Listrik Sumber: Modul Energi Listrik SD Contoh Pemakaian listrik Rumah Tangga Sedang Rumah Tangga dalam Menghemat Pemakaian Energi Listrik Daya listrik: 900 VA 1 Seterika 350 watt, 2 jam/hari 0,70 kwh/hari 1 Pompa air 150 watt, 3 jam/hari 0,45 kwh/hari 1 Kulkas sedang 100 watt, 6 jam/hari : 0,60 kwh/hari 1 TV 20" 110 watt, 6 jam/hari 0,66 kwh/hari 1 Rice cooker 300 watt, 2 jam/hari: 0,60 kwh/hari 6 Lampu hemat energi 20 watt, 6 jam/hari: 0,72 kwh/hari 4 Lampu hemat energi 10 watt, 6 jam/hari 0,24 kwh/hari Jumlah kebutuhan listrik perhari 3,91 kwh Jumlah Kebutuhan listrik per bulan 3,91 kwh x 30 = 117,30 kwh 5
Contoh Soal 1. Pada sebuah rumah, penghuninya menggunakan pesawat listrik sebagai berikut. 5 buah lampu TL @ 20 watt dan 4 buah lampu pijar @ 50 watt menyala rata-rata 8 jam/ hari TV dengan daya 150 watt dinyalakan selama 14 jam/hari Radio dengan daya 10 watt dinyalakan selama 10 jam/hari Lemari es dengan daya 125 watt dinyalakan selama 20 jam/hari Setrika listrik dengan daya 200 watt dinyalakan selama 2 jam/hari Berapakah biaya rekening listrik yang harus dibayar selama 1 bulan (30 hari) jika 1 kwh Rp 200,00 dan biaya pelanggan Rp 7.500,00? Penyelesaian : Diketahui : a. Lampu P = (5x20) + (4x50) = 300 watt ; t = 8 jam b. TV P = 150 watt; t = 14 jam c.radio P = 10 watt; t = 10 jam d.lemari es P = 125 watt; t = 18 jam e.setrika listrik P = 200 watt; t = 4 jam Biaya 1kWh sebesar Rp 200,00 Biaya pelanggannya sebesar Rp 7.500,00 Ditanyakan : Biaya rekening selama 1 bulan =? Jawab : W = P. t a. Lampu W = 300 W. 8 j = 2.400 Wh b. TV W = 150 W. 14j = 2.100 Wh c. Radio W = 10 W. 10j = 100 Wh d.lemari es W = 125. 20j = 2.500 Wh e. Setrika listrik W = 200. 2 j =. 400 Wh Jumlah energi yang digunakan setiap hari Jumlah energi yang digunakan setiap bulan Energi dalam kwh = 225000/1.000 kwh = 225 kwh = 7.500 Wh = (7500 x 30)Wh = 225.000 Wh Biaya rekening tiap bulan = (W x Rp 200,00) + Rp.7.500 = (225 x Rp 200,00) + Rp.7.500 = Rp 52.500,- MENYELESAIKAN SOAL PENGHITUNGAN PENGGUNAAN ENERGI LISTRIK DI RUMAH TANGGA 6