Standar Kompetensi:3. Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sahari-hariKompetensi Dasar: 3.4Mendeskripsikan hubungan energi listrik dengan daya listrik serta pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari

ENERGI DAN DAYA LISTRIK

b

Gambar percobaan ini untuk mengamati adanya perubahan energi listrik menjadi kalor

A. ENERGI LISTRIKDalam kehidupan sehari-hari, penggunaan energi listrik sudah tidak asing lagi. Untuk penerangan (lampu)

menggunakan energi listrik, dan masih banyak alat-alat lain yang menggunakan energi listrik, seperti: kompor listrik, solder listrik, setrika listrik, kulkas, dan alat pendingin ruangan. Juga masih banyak alat-alat di rumah kita yang menggunakan energi listrik, yaitu kipas angin, radio, televisi, tape recorder dan lain lain.

Berdasarkan hukum kekekalan energi , bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnakan, tetapi hanya dapat berubah bentuk, dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Maka dalam bab ini, marilah kita pelajari terlebih dulu beberapa perubahan energi listrik menjadi energi bentuk lain, ataupun sebaliknya dari energi bentuk lain menjadi energi listrik.

1. PERUBAHAN ENERGI LISTRIK. Contoh-contoh perubahan energi listrik a. Energi listrik menjadi energi kimia , ini kita jumpai pada peristiwa: pengisian aki, elektrolisa air dan

penyepuhan.b. Energi kimia menjadi energi listrik , ini dapat kita temui pada peristiwa: pemakaian aki, pemakaian

elemen volta dan pemakaian baterai.c. Energi listrik menjadi energi mekanik , ini kita temui pada motor listrik, kipas angin dan mainan anak-

anak (mobil-mobilan) yang menggunakan baterai.d. Energi mekanik menjadi energi listrik , ini kita jumpai pada dinamo (generator) dan pada

pembangkit listrik tenaga air (PLTA).e. Energi listrik menjadi enegi kalor , ini kita jumpai pada penggunaan kompor listrik, solder dan setrika

listrik.f. Energi kalor menjadi energi listrik , ini kita jumpai pada: Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU),

Pembangkit listrik tenaga panas bumi atau gas, Pembangkit listrik tenaga surya.

2. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI BESARNYA ENERGI LISTRIKa. Alat yang mengubah energi listrik menjadi kimia

Dalam kehidupan sehari hari kita sering menggunakan alat alat listrik seperti lampu pijar, setrika, kompor, ataupun solder. Alat-alat ini dapat menghasilkan energi panas (kalor). Apakah kalor yang dihasilkan ini dapat terjadi dengan sendirinya? menurut hukum kekekalan energi, energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, tetapi dapat berubah bentuknya dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain. Dengan demikian dari manakah sebenarnya kalor yang dihasilkan oleh alat–alat di atas? Apakah merupakan perubahan dari energi listrik? Untuk menjawab pertanyaan itu, marilah kita ikuti kegiatan dibawah ini :

Percobaan 11. Pada percobaan berikut ini digunakan

sepotong kawat halus yang bagian tengahnya dililitkan pada tendon thermometer. Kemudian ujung-ujung kawat dihubungkan dengan kutub-kutub baterai seperti pada gambar. Setelah itu diamati perubahan suhu pada thermometer dan catat hasilnya pada tabel pengamatan.

+ _

Tabel pengamatanMenit ke Suhu

012345

25 oC27 oC29 oC32 oC36 oC40 oC

2. Dari tabel pengamatan di atas, ternyata suhu makin lama makin tinggi. Hal ini menunjukan bahwa kawat yang dililitkan pada tendon thermometer mengalami pertambahan energi panas (kalor) dari itulah dapat disimpulkan bahwa energi yang mengalir pada kawat tidak musnah atau hilang begitu saja, tetapi energi itu berubah menjadi energi kalor.

3. Berapa besarnya energi yang diubah menjadi kalor? Tentunya sebesar kalor yang ditimbulkan, karena energi listrik itu tidak musnah, tetapi berubah menjadi kalor. Berapa Joule besarnya energi itu? Untuk mengetahui besarnya energi listrik yang digunakan atau energi kalor yang ditimbulkan, sebenarnya dapat kita hitung apabila kita mengetahui faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi besarnya energi listrik itu.

4. Untuk mengetahui faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi besarnya energi listrik, marilah kita ikuti percobaan berikut ini:

Percobaan 21. Pada percobaan ini digunakan sebuah bola lampu 12 V dan sebuah sumber tegangan berupa power

supply seperti gambar dibawah ini:2. Setelah satu menit bola lampu dinyalakan, lalu disentuh. Setelah

lima menit bola lampu disentuh lagi. Ternyata bola lampu yang dinyalakan selama 5 menit terasa lebih panas. Dari kegitan itu dapat disimpulkan bahwa energi panas (Kalor) yang dihasilkan sebanding dengan waktu, artinya makin lama energi panas yang dihasilkan makin besar

3. Bola lampu yang dinyalakan dengan tegangan 6 V selama 5 menit, setelah bola lampu dinyalakan dengan tegangan 12 V selama 5 menit juga. Ternyata bola lampu yang dinyalakn dengan tegangan 12 V lebih panas dari kegitan tersebut dapat disimpulkan, bahwa besar energi panas (Kalor) yang dihasilkan sebanding dengan beda potensial

4. Pada kegiatan ini lampu dinyalakan dengan tegangan 12 V selama 5 menit dan kuat arusnya dapat dilihat pada amperemeter yang dipasang pada rangkaian itu. Setelah itu ditambahkan sebuah penghambat (resistor) pada rangkaian dan lampu yang dinyalakan selama 5 menit dan tegangan tetap 12 V terlihat pada amperemeter arusnya menjadi lebih kecil apabila dibandingkan, ternyata bola lampu yang kuat arusnya lebih besar lebih panas. Dari kegiatan diatas dapat disimpulkan bahwa besarnya energi panas (kalor) sebanding dengan kuat arus.

5. Dari di atas dapat ditarik kesimpulan, bahwa besar energi panas (kalor) yang dihasilkan adalah:a. Sebanding dengan beda potensial ( V )b. Sebanding dengan kuat arus ( I )c. Sebanding dengan waktu ( t )Karena energi kalor yang dihasilkan berasal dari energi listrik, maka besar energi itu kita beri simbol W, maka dapat dirumuskan persamaan:

Keterangan: W = Energi Listrik ( Joule )V = Tegangan ( Volt )I = Kuat arus ( Ampere )t = Waktu ( Sekon )Berdasarkan hukum Ohm V = I . R , maka besar energi listrik dapat dinyatakan dengan persamaan:

atau

Semua alat tersebut mempunyai bagian yang sangat pokok yang disebut elemen pemanas. Pada elemen pemanas energi listrik diubah menjadi energi panas (kalor). Elemen pemanas terbuat dari kawat atau pita yang mempunyai hambat jenis besar dan titik lebur yang tinggi (tidak mudah meleleh ), misalnya: nikelin, konstantan dan nikhrom. Kawat atau pita ini dililitkan pada baban isolator yang tahan panas, misalnya : porselin, asbes, keramik atau bahan isolator lainnya. Pada kompor listrik elemen pemanasnya berbentuk spiral yang dipasang pada alur-alur tempat pemanas itu disalurkan pada bahan isolatornya.

b. Alat yang mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.Disamping energi listrik dapat diubah menjadi kalor, dapat pula diubah menjadi energi cahaya.

Percobaan untuk mengetahui faktor faktor yang mempengaruhi energi

W = V. I . t

W = I2. R .t W =V 2

R. t

Gambar Lampu pijar

Contohnya pada lampu pijar dan lampu tabung atau TL (tube lamp). 1. Lampu Pijar.

Lampu pijar mula-mula ditemukan oleh Thomas Edison (1847 - 1931). Bagian yang dapat memancarkan cahaya disebut filamen. Filamen ini terbuat dari kawat yang digulung menjadi spiral. Filamen di pasang dalam bola kaca yang hampir hampa dan diisi gas yang berfungsi mencegah kebakaran, misalnya argon. Pada filamen inilah energi listrik diubah menjadi energi panas, sehingga filamen membara dan memancarkan cahaya.

2. Lampu Tabung (TL)Salah satu bagian lampu ini adalah labung kaca. Dalam tabung ini diisi gas tertentu, misalnya uap raksa atau dahulu digunakan gas neon, sehingga juga disebut Lampu Neon. Pada ujung-ujung tabung terdapat elektroda. Bagian lainnya berupa balnet (kumparan dengan inti besi) dan stater.

Gambar Lampu labung (TL)

Prinsip kerjanya Ketika saklar dihubungkan maka arus mengalir pada starter dan balast, sehingga timbul tegangan

tinggi pada kedua elektroda, maka terjadilah loncatan elektron di dalam tabung. Loncatan elektron ini menumbuk pada gas di dalam tabung yang menimbulkan sinar ultraungu akibat adanya ionisasi. Sinar ultraungu ini mengenai dinding tabung yang dilapisi zat yang dapat berpendar sehingga memancarkan cahaya.

B. DAYA LISTRIKTentunya anda pernah melihat alat listrik, misalnya lampu pijar. Ada yang bertuliskan 10 watt, 15 watt, 25 watt

atau 40 walt. Apa artinya tulisan itu? Itulah yang membedakan antara lampu yang satu dengan yang lainnya, yaitu kemampuannya masing-masing dalam mengubah energi listrik menjadi cahaya. Ada yang lambat ada yang lebih cepat dalam mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Kemampuan atau kecepatannya dalam mengubah energi listrik menjadi energi cahaya itulah yang kemudian disebut Daya Listrik lampu itu.

Faktor yang mempengaruhi Daya Listrik.Sebuah lampu listik selama 1 menit telah menggunakan energi listrik. Sebanyak 6.000 joule. Berarti lampu itu

selama 60 detik menggunakan energi 600 joule. Selama 10 detik menggunakan energi 100 joule. Selama 1 detik menggunakan energi 10 joule.

Starter

Balast

Karena dalam tiap detiknya lampu itu menggunakan energi 10 joule atau lampu itu telah melakukan usaha untuk mengubah energi listrik menjadi energi cahaya sebesar 10 joule, maka dapat dikatakan bahwa lampu itu mempunyai daya 10 joule/detik atau 10 watt.Dari uraian di atas dapat disimpulkan scbagai berikut: Daya Listrik ialah:- Banyaknya energi listrik yang digunakan oleh suatu alat listrik setiap detik, atau- Besarnya usaha yang telah dilakukan oleh suatu alat listrik setiap detik (kecepatan alat dalam melakukan

usaha).Karena besar usaha yang dilakukan oleh suatu alat listrik sama dengan banyaknya energi listrik yang telah digunakan oleh alat itu, maka banyaknya energi listrik = besar usaha yang dilakukan oleh alat itu. Apabila energi listrik diberi simbol (W), dengan satuan Joule (J) waktu diberi simbol (t), dengan satuan sekon (s) daya listrik diberi simbol (P).

Dari rumus daya listrik, satuan daya listrik berarti berasal dari satuan energi dibagi satuan waktu, yaitu: J/s disebut watt. Menurut rumus energi listrik W = V . I . t maka rumus daya listrik dapat dirubah menjadi :

Sehingga P = V . I dari rumus ini satuan daya adalah VA

Dari uraian diatas dapat disimpulkan:

Sehingga 1 watt berarti besarnya daya yang dimiliki alat listrik yang tiap detiknya menggunakan energi sebesar 1 Joule.

Contoh soal: 1. Sebuah lampu pijar bertuliskan 110 V – 25 W apa artinya?

Artinya: Jika lampu itu terpasang pada tegangan 110 V, maka lampu itu tiap detiknya menggunakan energi atau melakukan usaha sebesar 25 joule.

2. Sebuah setrika listrik bertuliskan 200 V, 2 A dipakai selama 20 menit. Hitunglah energi dan daya listrik yang telah digunakan!Penyelesaian: Diketahui : V = 200 V

I = 2 At = 20 menit = 1200 sekon

Ditanya : a. W .....? b. P ..?

Jawab : a. W = V . I. t

= 200 V.2A. 1200 s = 480.000 joule .

b. P = W / t atau P = V. I = 480.000 J / 1.200 = 200 V. 2A = 400 W = 400 VA atau W

3. Kompor listrik mempunyai daya 400 w att dengan tegangan 200 V digunakan selama 30 menit. Hitunglah:a. Kuat arus yang mengalir, danb. Energi listrik yang digunakan kompor listrik itu.

P = W / t

P=V . I .tt

1 Watt= 1 Joule1 Sekon

1W=1JS

Penyelesaian: Diketahui : P = 400 w

V = 200 V t = 30 menit = 1.800 s Ditanya : a. I = .......?

b. W = .......? .Jawab : a. I = P / V

= 400 W/200 Volt = 2 A

b. W = P.t = 400 W . 1800 s= 720.000 W s= 720.000 joule

C. REKENlNG LISTRIK.Penggunaan energi listrik telah merata sampai ke desa-desa. Tentunya keluarga anda juga menjadi pelanggan

listrik? Berapa energi listrik yang digunakan di rumah anda selama satu bulan? Berapa biaya yang harus dibayar untuk rekening listrik tiap bulannya? Bagaimana cara menghitung rekening listrik itu?

Besar kecilnya rekening listrik yang harus kita bayar tiap bulan, tentunya tergantung pada banyak sedikitnya energi listrik yang kita gunakan tiap bulannya. Karena energi listrik yang kita gunakan tiap bulan cukup besar, maka dalam menghitung energi listrik tidak lagi digunakan satuan Joule atau watt sekon, tetapi digunakan satuan yang lebih besar, yaitu kilowatt jam atau kilowatt-hour yang disingkat menjadi kwh.1 kwh = 1 kilowatt jam = 1.000 watt . 3600 sekon

= 3600000 watt sekon= 3600000 joule = 3,6 . 106 joule

Untuk memudahkan menghitung banyaknya energi listrik yang digunakan oleh konsumen. Maka PLN menggunakan alat yang disebut meteran listrik atau disebut kWh meter. Dengan demikian untuk menghitung banyaknya energi listrik yang dipakai tinggal melihat pada alat itu yaitu dengan melihat angka yang telah berputar selama satu bulannya. Sehingga kita bisa mengetahui berapa kWh energi listrik yang telah digunakan.

Sedangkan untuk menghitung rekening listriknya tentunya tinggal mengalihkan antara energi listrik yang digunakan dengan tarif listrik tiap kWh nya dan masih ditambah dengan biaya yang lain.Kemudian bagaimana cara kita memperkirakan besar rekening listrik tiap bulannya?

Contoh soal:Dalam suatu rumah langga, sebagai konsumen listrik terdapat:• 4 lampu @ 10 W menyala 10 jam / hari• 1 TV 50 W digunakan 12 jam / hari• 1 setrika listrik digunakan 2 jam / hari dengan daya 400 W, dan • 1 kompor listrik 500 W digunakan 3 jam /hariHitunglah: a. Energi listrik yang digunakan tiap bulan (30 hari), dan b. Rekening listrik yang harus dibayar tiap bulan, jika tarif 1 kwh = Rp 100,00!Penyelesaian: Diketahui:P1 = 4 x 10 watt = 40 watt , t1 = 10 jam/ hariP2 = 50 watt , t 2 = 12 jam / hariP3 = 400 watt , t3 = 2 jam/ hari P4 = 500 watt , t4 = 3 jam/hari . tarip listrik = Rp 100,00 / kWh. Ditanya:a. W satu bulan = .........? b. rekening listriknya =.........?

Jawab: a. W dalam 1 bulan = W1 + W2 + W3 + W4 b.

W1 = 4. l0 w .10h .30 = 12.000 whW2 = 50 w . l2h .30 = 18.000 whW3 = 400 w . 2h . 30 = 24.000 whW4 = 500 w . 3h . 30 = 30.000 whW satu bulan = 84.000 wh = 84 kwh

b. Rekening listrik 1 bulan = 84 kwh x Rp l00,00/kWk = Rp 8.400,-

D. ALAT-ALAT LISTRIK.Sebagaimana yang telah kita ketahui, bahwa besarnya rekening listrik yang harus dibayar tergantung pada

besar kecilnya energi listrik yang telah digunakan. Dari itulah dalam pemakaian alat-alat yang menggunakan energi listrik harus hemat betul. Bagaimana tindakan kita dalam berhemat energi betul?1. Menggunakan alat-alat listrik seperlunya, dan segera mematikan alat-alat itu apabila tidak dipakai 2. Memilih alat-alat listrik hemat energi.

Karena besar kecilnya energi listrik yang kita gunakan di samping tergantung dengan waktu pemakaiannya juga tergantung pada daya listrik alat itu. Makin rendah daya listriknya makin sedikit energi listrik yang digunakan.Jadi untuk hemat energi listrik sebaiknya digunakan alat-alat listrik yang berdaya rendah. Misalnya: ada dua buah TV, ukurannya sama 20 inci yang satu dayanya 100 W dan yang kedua dayanya 75 W, mana yang kita pilih? Tentunya, kita pilih yang dayanya 75 W. (keadaan lainnya sama).

3. Memilih alat listrik sesuai fungsinyaMisalnya : memilih lampu pijar dengan lampu tabung ( TL ). Karena fungsi lampu sebagai penerangan dan yang kita harapkan dari lampu itu dapat mengubah energi listrik menjadi cahaya, maka kita akan memilih lampu tabung dari pada lampu pijar pada daya listrik yang sama. Sebab pada lampu pijar sebagian energi listriknya banyak diubah menjadi kalor. Sedangkan pada lampu tabung hanya sedikit energi listrik yang diubah menjadi kalor. Dengan demikian pada daya yang sama lampu tabung lebih terang daripada lampu pijar.

ALAT-ALAT LISTRIK SEDERHANADengan bekal pengetahuan dan pemahaman anda tentang listrik baik yang diperoleh melalui eksperimen,

demonstrasi ataupun diskusi di laboratorium maupun dikelas, maka pada akhir pembahasan tentang listrik ini diharapkan agar anda dapat merancang dan membuat peralatan sehari-hari yang memanfaatkan energi listrik.

Peralatan itu dapat berupa mainan, seperti mobil-mobilan yang menggunakan energi listrik pemanas listrik yang menggunakan tegangan rendah. Dan juga termasuk merancang daya listrik dan panjang kawat penghantar yang akan digunakannya.

Sebelum anda merancang, terlebih dahulu perlu diingat beberapa hal tentang listrik. Misalnya tentang daya listrik yang dimiliki oleh suatu alat listrik atau kemampuan alat listrik itu dala mengubah energi listrik menjadi energi lain yang diharapkan. Dari rumus daya listrik P = V . I berarti harus diperhatikan faktor tegangan listrik dan kuat listrik yang mengalir pada alat tersebut, agar memperolah daya listrik yang sesuai dengan harapan. Semakin besar tegangan ( V ) dan kuat arus ( I ) yang digunakan, maka semakin besar energi listrik atau daya listrik yang diperoleh.

Apabila digunakan tegangan ( V ) yang sudah tertentu, misalnya tegangan rendah yang diperoleh dari beberapa baterai atau aki, maka agar daya yang besar harus diperhatikan pada besarnya kuat arus ( I ) yang mengalir pada alat itu.

Bagaimana agar kuat arus yang mengalir itu menjadi besar? Berdasarkan hukum Ohm V = I . R atau I = V / R, maka agar diperoleh kuat arus yang besar harus diperhatikan faktor penghambat ( R ) nya, sebab tegangannya sudah tertentu. Supaya arus yang mengalir itu besar maka nilai penghambat ( R ) nya harus kecil. Sekarang, bagaimana agar nilai hambat ( R ) itu kecil? Dari rumus nilai hambatan suatu kawat penghantar• Hambatan jenis ( p ) nya kecil.• Tidak panjang atau ( I ) nya kccil, dan • Luas penampang ( A ) yang besar.

a b

A 3,8 VA

Dengan diketahuinya nilai hambatan ( R ) yang ada pada suatu alat listrik, berarti dapat dihitung kuat arus ( I ) yang mengalir pada alat itu. Karena nilai tegangan ( V ) sudah tertentu, maka dapat dihitung daya listrik alat tersebut.

Biasanya kawat penghantar yang ada sudah tertentu nilai hambat jenis dan luas penampangnya, sehingga yang perlu diatur adalah panjang kawat penghantar itu agar diperoleh nilai hambatan sesuai dengan yang diharapkan. Untuk mengatur atau merencanakan bcrapa panjang kawat yang diperlukan dapat dihitung dengan rumus :

.

Dengan demikian apa yang kita rancang (rencanakan) nantinya dapat sesuai harapan dengan tetap memperhatikan beberapa hal di atas. Sekarang tinggal mencobanya saja.

Tugas:1. Rancang dan buatlah suatu alat listrik sederhana yang memanfaatkan energi listrik dengan tegangan rendah.2. Rencanakan pula, berapa daya listrik alat itu.3. Jika menggunakan suatu kawat penghantar, rencanakan berapa panjang kawat yang diperlukan.

KEGIATAN 1A. Pendahuluan:

Dalam kehidupan sehari-hari, telah banyak kita manfaatkan energi listrik yang kita rubah menjadi energi bentuk lain. Salah satu diantaranya adalah energi panas (kalor) yang kita peroleh dari energi listrik. Bagaimana kita menghitung besar kalor yang kita peroleh dari energi listrik? Agar kita dapat menghitung besar kalornya, kita harus mengetahui faktor- faktor yang mempengaruhi besar kalor yang berasal dari energi listrik. Untuk itu marilah kila ikuti kegiatan dibawah ini.

B. Alat dan Bahan:1. Baterai : 3 Buah2. Voltmeter 0 – 5 V : 2 Buah3. Ampermeter 0- 1 A : 2 Buah4. Bola lampu 2,5 V : 2 Buah5. Bola lampu 3,8 V : 1 Buah6. Sakelar : 2 Buah 7. Stop Watch : 1 Buah8. Kabel penghubung : Secukupnya

C. Langkah kerja:a. Susunlah alat dan bahan seperti gambar!

Hubungkan saklar. Setelah + l menit sentuhlah bola lampu. Kemudian tunggulah + 5 menit, lalu sentulah lagi bola lampu. Bandingkan mana yang terasa1. Lebih panas ..........................................................................................................................................2. Mengapa ..............................................................................................................................................3. Dari kegiatan ini dapat disimpulkan, bahwa besar kalor tergantung pada ...........................................

b. Susunlah alat dan bahan seperli gambar!

Bacalah tegangannya masing-masing.1. Pada gambar a tegangannya ..........................................................................................................................2. Pada gambar b tegangannya .........................................................................................................................3. Setelah ± 3 menit, sentulah kedua bola lampu itu. Bandingkan mana yang lebih panas?................................4. Mengapa? .........................................................................................................................................................5. Dari kegiatan ini dapat disimpulkan, bahwa besar kalor tcrgantung pada .......................................................

c. Susunlah alat dan bahan seperti pada gambar!

Bacalah kuat arusnya masing-masing.1. Kuat arus pada gambar a = ...............................................................................................................................2. Kuat arus pada gambar b = ..............................................................................................................................3. Setelah ± 3 menit, sentulah kedua bola lampu itu, bandingkan mana yang lebih panas = ..............................4. Mengapa? .........................................................................................................................................................5. Dari kegiatan ini dapat disimpulkan, bahwa besar kalor tergantung pada .......................................................

L = Panjang kawat ( m )R = Hambatan Kawat ( Ohm )A = Luas penampang kawat ( m2 )ρ = Hambatan jenis ( ohm m )

L= R . Aρ

LATIHAN 4

R 1 = 40 Ohm R2 = 20 Ohm

V=6 Volt

d. Dari kegiatan a, b, dan e dapat disimpulkan 1. Besar kalor yang berasal dari energi listrik tergantung pada: ..........................................................................2. Apabila waktu dinyatakan dengan t, Tegangan dinyatakan dengan V, dan Kuat arus dinyatakan dengan I,

sedangkan kalor dinyatakan dengan W (sebab kalor sama dcngan usaha yang dilakukan oleh alat listrik itu) Maka dapat dirumuskan, besar kalor:

3. W = .........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

D. Kesimpulan:1. Faktor-faktor yang mempengaruhi besar kalor yang berasal dari energi listrik ialah

..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................2. Rumus besar kalor yang berasal dari energi listrik : W =

..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................

I. Bubuhkan huruf B untuk pernyataan yang benar atau huruf S untuk pernyataan yang salah dari soal-soal berikut ini!1. Harga langganan listrik salah satunya ditentukan berdasarkan banyaknya tegangan listrik.( )2. Setrika listrik 500 watt dipakai selama 10 menit menimbulkan kalor sebesar 5000 kalori. ( )3. Satu Joule = 1 Volt ampere. ( ) 4. 144.000 watt sekon = 4 kwh. ( )5. Satuan energi dalam S.I adalah Newton. ( )

II. Berilah tanda silang (x) pada a, b, c atau d di depan jawaban yang paling benar!1. Alat yang dapat merubah energi kinetik menjadi energi listrik adalah ....

a. turbin b. generator c. baterai d. accumulator2. Di abad milenium ini energi yang paling banyak digunakan untuk menggerakan peralatan-peralatan adalah ....

a. energi matahari b. energi potensial air c. energi minyak bumi d. energi listrik3. PLTN adalah pembangkit listrik yang menggunakan tenaga ....

a. nuklir b. air c. minyak d. uap4. Pembangkit listrik tenaga panas bumi yang terdapat di dekat Kalapanunggal Kabupaten Sukabumi disebut juga

dengan Pembangkit Listrik ....a. Geografi b. Geodesi c. Geotermal d. Geologi

5. Di propinsi Jawa Barat sangat cocok sekali mendirikan pembangkit listrik jenis ....a. PLTA b. PLTD c. PLTU d. PLTN

6. Kita harus menghemat energi karena di masa yang akan datang ....a. sungai tidak akan mengalir lagi c. matahari akan padamb. minyak bumi akan habis d. nuklir akan habis

7. Para ahli sedang giat mengembangkan sumber energi baru yang murah, aman, dan terdapat di mana-mana, yaitu....a. energi dari angin c. energi dari tumbuh-tumbuhanb. energi dari reaksi inti d. energi dari matahari

8. Satuan energi dalam SI adalah ....a. watt b. kalori c. Joule d. Newton

9. kWh atau kilowatthour merupakan satuan dari ...a. energi listrik b. daya listrik c. tegangan listrik d. hambatan listrik

10. Suatu alat listrik memerlukan tegangan 150 volt dan arus 2 mA. Berapakah energi listrik yang diperlukan untuk menggunakan alat tersebut selama 10 menit?a. 1,8 J b. 18 J c. 180 J d. 1.800 J

11. Pada sebuah resistor 4.000 ohm mengalir arus 0,1 ampere. Besar energi yang terpakai selama 5 menit adalah ....a. 1,2 kj b. 12 kj c. 120 kj d. 1.200 joule

12. Perhatikan gambar suatu percobaan berikut ini!

Besar energi yang terpakai selama setengah menit adalah .....

a. 0,018 Jb. 0,18 Jc. 1,8 Jd. 18 J

13. Sebuah televisi memiliki daya 60 watt. Apabila TV digunakan tiap hari rata-rata 8 jam, berapakah energi

ULANGAN HARIAN 4

listrik yang diperlukan dalam satu bulan (30 hari) adalah .....a. 144 kWh b. 14,4 kWh c. 1,44 kWh d. 0,144 kWh

14. Alat pembangkit listrik yang digunakan di PLTA, PLTD, maupun PLTU adalah ....a. turbin b. rotor c. generator d. kapasitor

15. PLTN atau Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir dapat menghasilkan energi listrik sangat besar dan dapat dibangun di negara mana pun. Namun, PLTN memiliki sisi yang kurang menguntungkan yaitu, kecuali....a. menyisakan sampah nuklir c. rawan ledakan dan kebocoranb. menghasilkan radiasi d. dijadikan sarang teroris

16. Perhatikan pesawat-pesawat berikut!(1) generator (2) motor listrik (3) dinamoPesawat yang dapat membangkitkan energi listrik adalah ....

a. (1) dan (3) b. (1) dan (2) c. (2) dan (3) d. (1), (2), dan (3)17. Daya merupakan salah satu besaran fisika yang artinya ....

a. banyaknya arus yang mengalir tiap detik c. jumlah energi yang dihasilkan tiap waktub. kemampuan suatu alat untuk bekerja maksimum d. hasil kali arus dengan hambatan

18. Berikut ini merupakan rumus-rumus daya, kecuali ....a. P = W/t b. P = V.I c. P = V2/R d. P = I.R

19. Dalam waktu 15 detik, sebuah lampu memancarkan energi cahaya 1,5 KJ Daya lampu tersebut adalah....a. 10 watt b. 100 watt c. 1.000 watt d. 10 KW

20. Arus 0,4 ampere dan tegangan 100 volt diperlukan untuk menjalankan pesawat listrik. Besar daya pesawat tersebut adalah ....a. 0,4 watt b. 4 watt c. 40 watt d. 400 watt

21. Sebuah lampu bertuliskan SOW/200V. Besar arus yang diperlukan agar menyala normal adalah ....a. 6,25 A b. 2,5 A c. 0,4 A d. 4 A

22. Sebuah kulkas/lemari pendingin memiliki hambatan 800 ohm dan tegangan 200 volt agar bekerja normal. Besar daya kulkas tersebut adalah ......a. 50 watt b. 60 watt c. 75 watt d. 80 watt

23. Sebuah lampu bertuliskan 40W/100V. Besar hambatannya adalah ....a. 25 ohm b. 250 ohm c. 400 ohm d. 4.000 ohm

24. Sebuah TV dengan daya 50 watt dipakai selama 8 jam per hari. Biaya pemakaian listrik PLN adalah Rp 250,00/kWh. Besar biaya yang harus dibayar untuk penggunaan TV selama satu bulan (30 hari) adalah ....a. Rp 300,00 b. Rp 3.000,00 c. Rp 3.250,00 d. Rp 4.250,00

25. Satuan daya listrik yang terpasang di rumah-rumah penduduk adalah ....a. Watt b. kW c. kWh d. Voltmeter

III. Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan jelas!1. Sebutkan alat-alat listrik yang dapat membangkitkan listrik!

Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

2. Sebutkan sumber energi alternatif yang kamu ketahui!Jawab: ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

3. Mengapa kita harus menghernat energi?Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

4. Jelaskan perbedaan dan persamaan dari PLTA, PLTN, PLTU dan PLTD!Jawab :........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

5. Jelaskan fungsi sekring! Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

I. Berilah tanda silang (x) pada a, b, c atau d di depan jawaban yang paling benar!1. Energi listrik dapat diubah menjadi ....

(1) energi panas(2) energi cahaya(3) energi mekanik(4) energi panas bumia. 1-2-3-4 b. 1-2-3 c. 2-3-4 d. 3-4-1

2. Berikut ini termasuk perubahan energi listrik menjadi energi kimia, kecuali ....a. proses pelapisan tembaga c. menyetrum akib. elektrolisa air d. menggunakan aki

b

3. Energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor seperti pada alat ....a. kompor, solder, dan setrika listrik c. rice cooker, dispenser, dan kipas angin listrikb. magic jar, dispenser, dan lampu d. kipas angin, mixer, dan blender listrik

4. Lampu tabung dan lampu pijar merupakan alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi .... a. panas b. bunyi c. mekanik d. cahaya

5. Kipas angin listrik, mixer, dan blender listrik merupakan alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi ....a. bunyi b. mekanik c. kimia d. kalor

6. Satelit Palapa dan parabola merupakan alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi .... a. bunyi c. gelombang elektromagnetikb. cahaya d. kimia

7. Perhatikan gambar suatu percobaan berikut ini!

Setelah 5 menit raksa pada termometer naik. Hal ini menunjukkan adanya ....

a. perubahan suhu akibat penggunaan energi listrikb. perubahan suhu akibat penggunaan thermometerc. perubahan energi listrik akibat perubahan suhud. perubahan energi listrik akibat penggunaan thermometer

8. Perhatikan label hasil pengukuran!Voltmeter Amperemeter Thermometer

3 V4,5 V6 V

0,2 A0,3 A0,4 A

32°33°35°

Kesimpulannya ......a. Suhu thermometer naik dipengaruhi oleh penurunan energi listrik dari voltmeter dan amperemeterb. Suhu thermometer naik tidak dipengaruhi oleh energi listrikc. Suhu thermometer naik berarti energi listrik turund. Suhu thermometer naik dipengaruhi oleh energi listrik

9. Ketika suhu termometer naik berarti ada penggunaan energi listrik, sedangkan energi listrik dipengaruhi oleh besarnya ....a. thermometer dan tegangan listrik c. kuat arus dan suhub. kuat arus dan tegangan listrik d. thermometer dan kuat arus listrik

10. Semakin besar tegangan dan kuat arus listrik maka energi listriknya ....a. semakin menurun b. semakin mengecil c. tetap d. semakin besar

11. Faktor yang mempengaruhi besarnya energi listrik adalah ....a. I, R, t b. V, I, t c. C, R, I d. Q, V, R, t

12. Berikut ini rumus energi listrik, kecuali.....a. W = V.l.t joule b. W = l2.R.t joule c. W = P.t joule d. W= P/t joule

13. Sebuah lampu bertegangan 220 volt, arus yang mengalir 4 ampere selama 10 detik. Energi yang timbul sebesar....a. 8.800 joule b. 880 joule c. 88 joule d. 80 joule

14. Sebuah setrika listrik dipasang pada tegangan 125 volt dan kuat arus 2 ampere. Berapa energi yang diperlukan selama 30 menit ......a. 85 joule b. 500 joule c. 7.500 joule d. 450.000 joule

15. Hambatan 10 ohm dihubungkan dengan tegangan 6 volt digunakan 5 menit akan menghasilkan energi....a. 300 joule b. 540 joule c. 1.080 joule d. 18.000 joule

16. Perhatikan gambar!Apabila rangkaian itu digunakan 10 detik akan menghasilkan energi listrik sebesar....

a. 6 joule c. 600 jouleb. 60 joule d. 720 joule

17. Rangkaian listrik dipasang pada tegangan 10 V, kuat arus yang mengalir 1 A digunakan 10 menit maka energi kalor yang dihasilkan sebesar ....a. 24 kal b. 100 kal c. 1.440 kal d. 6.000 kal

18. Lampu 10 watt digunakan 5 menit akan menghabiskan energi listrik sebesar....watt detik.a. 150 b. 50 c. 300 d. 3.000

19. Energi listrik 1 kwh sama dengan ....a. 3,6x104 j b. 3,6 x 105 j c. 3,6x106 j d. 3,6x107 j

20. Besarnya energi listrik yang digunakan setiap sekon disebut ....a. gaya listrik b. daya listrik c. medan listrik d. muatan listri

21. Berikut ini rumus daya listrik, kecuali....a. P = W/t b. t = W/P c. W = Pt d. P = t/W

22. Sebuah sekering di pasang pada tegangan 250 V menyebabkan arus mengalir 2 A. Berapa daya sekring itu .....a. 2W b. 125 W c. 250 W d. 500 W

23. Perhatikan gambar! .Daya pada rangkaian di samping adalah ....

a. 25 wattb. 50 watt c. 200 watt d. 400 watt

24. Perhatikan gambar! Berdasarkan gambar di samping daya listrik yang dihasilkan sebesar ....

a. 10 wattb. 5 watt c. 2 watt d. 1 watt

25. Alat listrik bertulisan 200 A - 5 W, maka pada alat listrik itu kuat arus akan mengalir sebesar....a. 40A b. 4A c. 0,025A d. 0,05 A

26. Lampu pijar yang bertulisan 220 V- 10 W digunakan10 menit akan memerlukan energi sebesar ....a. 100 joule b. 2.200 joule c. 2.300 joule d. 6.000 joule

27. Lampu neon (TL) yang bertulisan 220 V - 20 digunakan 30 menit memerlukan energi sebesar ....a. 13.200 kwh b. 6.600 kwh c. 110 kwh d. 0.01 kwh

28. Sebuah TV 100 W digunakan 10 jam / hari. Maka energi listrik selama satu bulan sebesar ....a. 30.000 kwh b. 300 kwh c. 30 kwh d. 1 kwh

29. 5 buah lampu masing-masing 10 watt dinyalakan tiap hari 10 jam. Jika harga sewa listrik Rp. 90, tiap kwh, maka biaya sewa listrik selama 1 bulan adalah ....a. Rp 1.350,00 b. Rp 13.500,00 c. Rp 4.500,00 d. Rp 45.000,00

30. Pada sebuah rumah tangga 5 lampu masing-masing 10 watt, menyala selama 5 jam sehari TV 50 watt menyala 5 jam sehari. Harga tiap Kwh Rp. 100,00. Biaya yang harus dibayar sebulan (30 hari) adalah ....a. Rp 1.500,00 b. Rp 2.100,00 c. Rp 3.100,00 d. Rp 7.500,00

31. Sebuah lampu listrik bertulisan 40 W, 220 V. lampu tersebut ....a. memiliki daya 220 volt, tegangan 40 watt b. mempunyai hambatan 40 ohmb. dapat dilalui arus listrik 5,5 ampere d. menggunakan energi 40 joule/detik tegangan 220volt

32. Lampu listrik bertulisan 220 V - 350 W. Artinya ....a. lampu itu akan menyala pada tegangan 350 W dan energi yang timbul 220 volt tiap detikb. lampu akan menyala pada tegangan 220 Vdan energi yang dikeluarkan 350 watt/detikc. lampu akan menyala pada tegangan 220 Vdan energi yang dikeluarkan 350 joule tiap detiknyad. lampu akan menyala pada tegangan 220 V dan energi yang dikeluarkan 350 Joule

33. Terdapat sumber tegangan 3 V dihubung lampu silih berganti. Maka lampu yang menyalanya lebih terang yaitu lampu yang bertulisan ....a. 3,8V; 0,2 w b. 4 V; 0,2 w c. 6V; 0,2 w d. 6,8 V; 0.2 W

34. Berikut ini merupakan alat-alat pemanas listrik, kecuali....a. kompor listrik dan setrika listrik b. setrika listrik dan alat-alat setrika listrikb. solder listrik dan kompor listrik d. setrika listrik dan lampu listrik

35. Bagian yang menimbulkan panas pada alat pemanas listrik dinamakan ....a. elemen pemanas b. katoda pemanas c. anoda d. saklar

36. Bahan pemanas listrik terbuat dari .... a. nikelin dan seng c. wolfram dan besib. konstantan dan nikrom d. nikrom dan baja

37. Perhatikan gambar!Nomor yang menunjukankan filamen yang terbuat dari wolfram ....

a. 1 c. 3 b. 2 d. 4

38. Contoh gas yang digunakan pada lampu pijar ....a. oksigen b. argon c. karbondioksida d. neon

39. Isi yang terdapat pada tabung lampu TL adalah ....a. zat cair b. gas c. uap air raksa d. uap air

40. Sinar yang keluar dari tabung lampu TL adalah ....a. sinar inframerah b. sinar putih c. sinar ultraungu d. sinar X

41. Keuntungan lampu tabung lebih baik dari pada lampu pijar, karena lampu tabung itu .... a. irit bahan c. energi panas = energi cahayab. energi panasnya sedikit d. energi panas > energi cahaya

II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!1. Di suatu rumah terpasang 4 lampu pijar masing- masing 10 W, 4 TL masing-masing 20W, TV 50 W, dan

setrika 300 W. Penggunaan tiap harinya : Lampu pijar 12 jam, TL 10 jam, TV 5 jam, dan setrika 1 jam. Tentukan: .a. Daya total yang terpasang!b. Energi listrik yang digunakan setiap hari!c. Rekening listrik untuk satu bulan (= 30 hari) jika tarifnya Rp. 400,00/kwh.Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

R = 20 Ohm

V = 6 V

2. Sebutkan keuntungan dari iampu tabung (TL) !Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

3. Bandingkan cahaya lampu pijar dengan TL yang memiliki daya yang sama! Jelaskan!Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

4. Pada sebuah lampu pijar listrik tertulis 60 watt 220 volt. Tentukanlah! a. Besarnya daya dan energi yang dihasilkan selama 2 menit! b. Kuat arus yang mengalir!c. Hambatan pada lampu! Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

5. Berapa daya listrik pada rangkaian di bawah ini!

Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

6. Setrika listrik di rumah Pak Syarif yang berdaya 400 watt digunakan selama 2 jam. Berapa kWh energi setrika itu?Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

7. Di rumah Pak Wahab terdapat 2 lampu pijar masing-masing 25 watt digunakan 12 jam. Berapa kWh energi dari lampu itu?Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

8. Pada sebuah rumah terdapat 2 buah lampu masing-masing 40 watt, 4 buah lampu masing-masing 60 watt, yang menyala 6 jam sehari. Hitunglah: a. Energi listrik yang digunakan selama 1 bulan (30 hari)!b. Biaya pemakaian yang harus dibayar selama 1 bulan bila harga 1 kWh = Rp 60,00!Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

9. Sebuah resistor dengan hambatan 60 ohm dipasang pada tegangan 12 V. Berapakah energi listriknya untuk 10 menit?Jawab : .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................