Daya Listrik dalam Kehidupan Sehari-Hari

-
1. Energi Listrik

Tinjau sebuah konduktor yang diberi beda potensial Vab = V, seperti diperlihatkan pada Gambar 1.7.1.

gambar 1.7.1. rangkaian baterai dan konduktor

Elektron-elektron pada konduktor itu akan bergerak dari titik  b menuju ke titik  a. Mengapa demikian? Ketika beda potensial V diberikan, elektron-elektron tersebut akan mendapatkan tambahan energi masing-masing sebesar  eV, dengan  e adalah muatan satu elektron. Energi inilah yang kemudian mengalirkan elektron dalam konduktor. Jika dalam konduktor tersebut mengalir n buah elektron, total muatan yang mengalir adalah Q =  ne. Dengan demikian, energi yang diperlukan untuk mengalirkan elektron memenuhi W = QV. Energi ini disebut energi listrik. Dalam kaitannya dengan arus listrik, Q = It maka energi listrik memenuhi persamaan
W = V.I.t  
dengan:
W = energi listrik (joule; J),
 V = beda potensial atau tegangan listrik (volt; V),
  I = kuat arus yang mengalir (ampere; A), dan
  t = lamanya arus mengalir (sekon; s).

untuk beban listrik berupa hambatan listrik, mengingat V = IR,  energi listrik dituliskan

W = I2.R.t

Contoh soal
Sebuah alat pemanas bekerja pada tegangan 220 V dan arus 2 A. Tentukan energi listrik yang diserap pemanas tersebut selama (a) 5 sekon dan (b) 1 jam.
Jawab
Diketahui: V = 220 V dan I = 2 A.
Energi listrik yang diserap pemanas
a. selama  t = 5 s adalah
W = VIt = (220 V)(2 A)(5 s) = 2200 J

b. selama  t = 1 jam adalah
W = VIt = (220 V)(2 A)(1 s) = 440 watt-jam = 0,44 kWh

Latihan soal

Lampu listrik yang tertulis 25 W, 110 V dinyalakan selama 10 jam, maka berapakah energi listrik yang dipakai lampu tersebut?

Kunci W = 0,25 KWh

2. Daya Listrik

Daya atau laju energi listrik adalah energi listrik yang dihasilkan/diserap tiap satuan waktu. Secara matematis, daya listrik (diberi simbol P) ditulis
W= P.t
dengan: P = daya listrik (watt; W), dan t = waktu (sekon; s).
Satuan daya listrik, dalam SI, adalah joule/sekon (disingkat J/s). Satuan ini diberi nama watt, disingkat W, dengan 1 W = 1 J/s. 

Satuan daya listrik, dalam SI, adalah joule/sekon (disingkat J/s). Satuan ini diberi nama watt, disingkat W, dengan 1 W = 1 J/s. Selanjutnya dalam kaitannya dengan energi listrik W=V.I.t, diperoleh

 P = V.I 

Dari hukum Ohm V = I.R, didapatkan juga

P = I2 . R    
    

Contoh soal
Sebuah lampu dihubungkan dengan tegangan 220 V sehingga mengalir arus 0,5 A pada lampu tersebut. Tentukanlah energi listrik yang diserap oleh lampu tiap sekon.
Jawab

Diketahui: V = 220 V dan I = 0,5 A.
Energi listrik yang diserap lampu tiap sekon atau daya yang diserap lampu adalah
 P = VI = (220 V)(0,5 A) W.

Latihan soal

Kuat arus listrik sebesar 0,5 A mengalir melalui penghantar yang berhambatan 20 ohm selama 5 menit. Berapakah daya listrik pada penghantar selama itu?

Kunci P = 5 watt

Menghitung Biaya Sewa Energi Listrik

Di Indonesia, energi listrik dikelola oleh sebuah BUMN (Badan Usaha Milik Negara), yakni PT. PLN (Perusahaan Listrik Negara). Masyarakat Indonesia, termasuk Anda tentunya, menggunakan energi listrik dari PT. PLN dengan menyewanya. Anda harus membayar biaya sewa energi listrik, atau lebih dikenal dengan sebutan rekening listrik, tiap bulan. Bagaimana biaya sewa energi listrik dihitung? Biaya sewa energi listrik dihitung berdasarkan jumlah energi listrik yang digunakan dalam satuan kWh. Energi listrik itu sendiri dihitung berdasarkan persamaan W = Pt, dengan P dalam satuan watt dan  t dalam satuan jam. Biaya sewa sama dengan jumlah energi listrik dalam kWh dikalikan dengan tarif 1 kWh.
Sebagai contoh, jika tarif 1 kWh adalah Rp.150 dan total energi listrik yang digunakan dalam sebulan adalah 1200 kWh, biaya sewanya adalah 1.200 kWh × Rp.150/kWh = Rp.180.000.
Alat yang digunakan untuk mengukur energi dalam satuan kWh disebut kWh meter. Di rumah-rumah yang menyewa listrik, kWh meter umumnya dipasang pada dinding bagian depan rumah, dekat pintu masuk. Bentuk kWh meter seperti diperlihatkan pada Gambar berikut.


Contoh soal

Diketahui harga listrik Rp100,00 per kWh. Sebuah rumah memakai 5 lampu dengan daya masing-masing 60 watt, sebuah kulkas 160 watt, sebuah televisi 80 watt, dan 3 lampu dengan daya 40 watt. Jika semua alat listrik itu menyala rata-rata 12 jam per hari, maka berapa besar biaya listrik dalam sebulan?

Diketahui :

Energi Tiap hari

  • Wlampu = P × t  = 5 lampu × 60 watt x 12 jam  =  300 watt.jam
  • Wkulkas = P × t  = 1 kulkas ×160 watt x 12 jam =  160 watt.jam
  • Wtv        = P × t  = 1 televisi × 80 watt x 12 jam =    80 watt.jam
  • Wlampu = P × t  = 3 lampu × 40 watt x 12 jam  =  120 watt.jam

                                                                                  ------------------------- +

                                                                                         7920 watt jam = 7,92 kWh

Pemakaian dalam 1 bulan (30 hari) pemakaian energi listriknya adalah:

W = 7,92 KWh x 30 hari = 237.600 watt-jam = 237,6 kWh

Jadi, biaya yang harus dikeluarkan adalah 237,6 × 100  =  Rp23.760,00.


Latihan soal
Sebuah keluarga menggunakan 10 buah lampu 20 W yang dinyalakan rata-rata 10 jam per hari dan sebuah TV 60 W yang dinyalakan rata-rata 5 jam per hari. Jika tarif 1 kWh Rp150, berapakah biaya sewa yang harus dibayarkan ke PLN tiap bulan?

kunci: sewa listrik ke PLN Rp10.350,00 tiap bulan






LINK FISIKA
|| HOME || ARUS LISTRIK || BEDA POTENSIAL || HUKUM OHM || HAMBATAN LISTRIK || HUKUM KIRCHOFF || RANGKAIAN HAMBATAN || DAYA LISTRIK || PENGHEMATAN ENERGI ||