ENERGI DAN DAYA LISTRIK

ENERGI DAN DAYA LISTRIK

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 )

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

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

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)

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

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 0x0 4400 4,4k Bila dihubungkan dengan tegangan 0 volt, berapakah daya listrik yang digunakan?

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

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. 3600 detik = 3600 joule Hal.: 9

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

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.:

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 x80 80 0 P 0 4 x Energi yang digunakan oleh lampu W = P.t = 0 watt x 0800 detik =,6 x 0 5 joule 80 Hal.:

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

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

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

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

HUKUM KELISTRIKAN ARUS SEARAH

HUKUM I KIRCHOFF 3 masuk keluar 6 3 4 5 6 5 4

CONTOH PERHITUNGAN HUKUM I KIRCHOFF 4 5 7 8 6 9 3 3 4 4 5 6 9 5 6 7 8 3 7 8 9

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

HUKUM II KIRCHOFF

CONTOH PERHITUNGAN HUKUM I DAN II KIRCHOFF

CONTOH PERHITUNGAN HUKUM I DAN II KIRCHOFF 3 3 3 3 3 3 3

CONTOH SOAL HUKUM I DAN II KIRCHOFF 3 3 3

CONTOH SOAL HUKUM I DAN II KIRCHOFF 3 3 3 3 3 3 3

CONTOH SOAL HUKUM I DAN II KIRCHOFF 3 3 3 3 3 3 3 3

CONTOH SOAL HUKUM I DAN II KIRCHOFF 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Hal.:

Rangkaian Seri Resistor Rangkaian seri tiga buah resistor 3 3 3 3 3 3 3 Hal.:

Rangkaian Paralel Resistor Rangkaian paralel tiga buah resistor R R R R3 3 3 3 3 3 3 Hal.: 3

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

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

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

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

KAPASITOR

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

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

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

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 ( 8.854 87 8 0 - C/vm ) Hal.: 5

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

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

Rangkaian Kapasitor Rangkaian seri Contoh +Q -Q +Q -Q C = F V = 6 volt + C = 3 F. Kapasitas gabungan kapasitor : C g 3 3 6 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

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

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

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.:

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.: