Energi dan Daya Listrik

ENERGI DAN DAYA LISTRIK

A.    Pengertian Energi Listrik

Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan listrik dalam suatu rangkaian tertutup. Sumber-sumber listrik seperti baterai yang dihasilkan oleh perubahan energi kimia dihasilkan energi listrik dan ada energi mekanik menjadi energi listrik, bahkan energi panas (kalor) menjadi energi listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk lain, misalnya:

1)      Energi listrik menjadi energi kalor / panas, contoh: seterika, solder, dan kompor listrik.

2)      Energi listrik menjadi energi cahaya, contoh: lampu.

3)      Energi listrik menjadi energi mekanik, contoh: motor listrik.

4)      Energi listrik menjadi energi kimia, contoh: peristiwa pengisian accu, peristiwa penyepuhan (peristiwa melapisi logam dengan logam lain).

Jika arus listrik mengalir pada suatu penghantar yang berhambatan R, maka sumber arus akan mengeluarkan energi pada penghantar yang bergantung pada:

1)      Beda potensial pada ujung-ujung penghantar (V).

2)      Kuat arus yang mengalir pada penghantar (i).

3)      Waktu atau lamanya arus mengalir (t).

Untuk mengetahui seberapa besar energi yang dibutuhkan oleh suatu alat listrik, maka dapat dipahami konsep berikut;

Pada rangkaian tertutup seperti gambar di atas, arus listrik I mengalir melalui hambatan R. Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial yang lebih rendah. Arus listrik tersebut tidak lain adalah gerakn muatan listrik yang melalui rangkaian tersebut. Besarnya muatan listrik yang mengalir pada rangkaian adalah Q = I . t

Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan listrik dalam suatu rangkaian listrik tertutup. Energi listrik yang diberikan oleh suatu sumber dc bertegangan V (Volt) yang mencatu arus I (ampere) selama selang waktu t (sekon) dinyatakan oleh,

W = V l t         Karena             V = I R

Atau :

Maka energi listrik W dapat juga dinyatakan oleh :

W = I² R t

Atau

Dengan W adalah energi listrik dalam Joule (J). Energi listrik W dapat dirubah menjadi energi kalor Q dari sebuah pemanas air listrik. Jika efisiensi alat dianggap 100%, maka berlaku hubungan.

Jika efisiensi elemen pemanas tidak 100% maka berlaku

Dari persamaan di atas dapat ditulis bahwa : “ Energi listrik yang timbul dalam suatu hambatan yang dialiri arus berbanding lurus dengan hambatan tahan dan berbanding lurus pula dengan waktu pengaliran arus itu dan berbanding lurus dengan kuat arus pangkat dua. ”

Contoh soal :

Sebuah bola lampu dengan spesifikasi 100 W ; 220 V dipasang pada beda potensial 110 V dinyalakan selama 10 menit. Hitung energi listrik yang terpakai pada lampu tersebut ! Dan berapa kalori panas yang timbul pada lampu tersebut ! ( 1 joule = 0,24 kalori )

Penyelesaian :

Diketahui :      V1       = 220 volt

                        P1        = 100 watt

V2       = 110 volt

 T         = 10 menit

Hambatan lampu dianggap konstan,

Ditanya :          P          =…….…?

                        W        =…….…?

Jawab :

 

 maka

 

 

    = ( 0,5 )² x 100

    = 0,25 x 100

    = 25 watt

W = P . t

     = 25 . (10.60)

     =15.000

     = 15 x 10³ joule

W = 0,24 x 15 x 10³= 3,6 x 10³ joule