Info Tentang Materi Fisika

DAYA LISTRIK

Tujuan : Siswa Dapat mendiskripsikan Daya Listrik dan menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari

Daya Listrik

Daya listrik didefinisikan sebagai energi yang digunakan oleh suatu alat tiap satuan waktu tertentu.

A. Menurunkan Rumus Daya Listrik

Energi listrik yang diberikan oleh baterai V adalah W = VIt, sehingga daya listrik, P, yang diberikan oleh batrai V adalah:

     Gambar 1. Daya pada baterai V adalah VI, dan daya disipasi pada resistor R adalah I²R.

                              

Sehinga didapatkan

Keterangan :

P  =  Daya Listrik (watt)

W = Energi Listrik (Joule)

 t  = Selang Waktu (sekon)

V = Tegangan (volt)

  Begitu muatan listrik bergerak dari a ke b melalui resistor R, seperti ditunjukkan pada gambar 1, maka daya tersebut hilang dalam bentuk panas pada resistor R, disebut daya disipasi. Daya disipasi dalam resistor R di rumuskan.

Rumus daya listrik

Keterangan :

P = Daya listrik (watt)

W = Energi listrik (joule)

t = Selang waktu (sekon)

V = Tegangan (volt)

I = Kuat arus listrik (amper)

R = Hambatan Listrik (ohm)

B. Daya Elemen Listrik

 Gambar 2. Lampu pijar, teko, dan pengering rambut listrik kita sebut elemen listik karena memiliki elemen yang terbuat dari kumpalan kawat logam tipis yang akan berfungsi sebagai hambatan listrik R, yang akan mendisipasi energy dalama bentuk kalor ketika di lalui arus listrik.

 Lampu pijar, setrika listrik, teko listrik, dan pengering rambut listrik disebut elemn listrik karena memiliki elemen yng terbuat dari kmparan kawat logam tipis. Kumparan ini berfungsi sebagai hambatan listrik ketika dilalui oleh arus listrik, sehingga kumparan kawat ini akan mendisipasi (membuang) energy dalam bentuk kalor ketika dilalui oleh arus listrik.

Di dalam rangkaian listik, kita selalu menampilkan elemen listrik sebagai suatu hambatan listrik R. Walaupun demikian, data yang tertera pada elemen listrik selalu berbentuk tegangan V (volt) dan daya P (watt).
Rumus hambatan elemen listrik

Keterangan :

R = Hambatan (ohm)

V = Tegangan (volt)

P = Daya listrik (watt)

Sebagai Contoh, pada lampu pijar tercamtum data 240 V 60 W. Dari data tegangan V volt dan daya P watt kita dapat menghitung hambtan elemen listrik R sebagai berikut.

Untuk lampu pijar 240 V 60 W, maka hamabatan listrik

 C. Spesifikasi peralatan listrik

Pada peralatan listrik biasanya ditulis besar daya dan tegngan misalnya pada lampu 25 W/ 220 V artinya alat ini harus menggunakan tegangan 220 Volt, agar bekerja secara normal, dan jika digunakan pada tegangan 220 V maka daya listrik yang digunkan lampu sebesar 25 watt.

Ada hubungan dengan antara tegangan dan daya yang tertulis pada alat dengan tegangan sumber yang digunakan dan daya sesungguhnya yang diserap peralatan yaitu:                      

Keterangan : Ps = daya sesungguhnya yang diserap peralatan (W) Pt = daya tertulis pada spesifikasi peralatan (W) Vs = tegangan sesungguhnya yang diberikan kepada paralatan (V) Vt = tegangan tertulis pada spesifikasi peralatan (V)

D.  Penghemat penggunaan Energi Listrik

Energy listrik yang yang anda nikmati dirumah berasal dari bahan bakar fosil (minyak bumi,gas,dan batu bara). Bahan bakar tersebut termasuk bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui sehingga suatu saat akan habis. Selain itu, harga bahan bakar minyak di pasaran terus meningkat. Karena iyu, menjadi tugas kita semua untuk selalu berusaha menghemat penggunaan listrik.

Ada dua cara yang dapat kita lakukan.

1.  Meminimumkan daya listrik yang digunakan.

a. pilihah lampu-lampu berdaya rendah tetapi memiliki iluminasi (kecerahan) yang sesuai kebutuhan anda.

b. Pilihlah produk-produk televise,kulkas,pendingin ruangan, dan peralatan listrik lainnya dengan berdaya rendah sesuai kebutuhan anda.

c. Bangunlah rumah dengan ventilasi yang baik sehingga meminimumkan penerangan yang dibutuhkan.

d. Gunakan aluminium foil pada atap agar mesin pendingin mempunyai beban yang lebih ringan.

2.  Meminimumkan waktu pemakaian peralatan listrik.

a. Matikan radio, Tv, Laptop, mesin pendingin dan lampu-lampu jika tidak digunakan.

Contoh Soal

Bagaimana supaya lampu menyala dengan daya tetap?

Sebuah lampu pijar memiliki spesifikasi 30 V, 90 W. Jika lampu itu dipasang pada sumber tegangan 120 V dan diinginkan agar daya lampu tetap, maka lampu itu harus dipasang seri dengan hambatan R. Tentukan Nilai R?

Strategi:

Hitung dahulu hambatan lampu R_L dari data spesifikasinya. Kemudian, hitung kuat arus  I melalui lampu agar daya disipasi lampu tetap 90 W denga persamaan  atau   . Selanjutnya, hitung I dengan menggunakan hokum ohm pada rangkaian di bawah (lihat gambar). Dengan menyamakan kedua I, hambatan R dapat diperoleh.

Jawab:

Spesifikasi lampu V = 30 V dan P = 90 W

Hambatan lampu R_L sesuai dengan spesifikasi adalah

Kuat Arus I yang melalui lampu agat daya lampu tetap P = 90 W adalah

Kuat arus I juga dapat dihitung dengan menerapakan hokum Ohm pada rangkaian

Jadi,

Soal Latihan

Sebuah lampu 240 V, 60 W dan sebuah lampu 240 V, 100 W dihubungkan seri melalui suatu suplai 480 V. Tentukan:

a. Kuat arus dan beda potensial tiap lampu?

b. Daya total yang di bebaskan pada kedua lampu?

REFERENSI

Kanginan, Marthen. 2007. Fisika Untuk SMA Kelas X. Jakarta : Penerbit Erlangga.

Suherman,E. 2008. Intisari dan Rumus Lengkap Fisika. Jakarta: Penerbit Epsilo Grup.