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