ENERGI DAN DAYA LISTRIK

Adaptif

Energi yang dihasilkan dari aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian listrik tertutup disebut dengan energi listrik

ENERGI LISTRIK

A BI C

V

W = Q V

Keterangan :

Q = muatan listrik yang melewati lampu (Coulomb)

V = tegangan listrik lampu ( volt)

W = energi listrik ( joule )

AdaptifHal.: 3 Isi dengan Judul Halaman Terkait

ENERGI LISTRIK

W = Q V

Karena Q = I x t

W = V I t

Karena V= I R

x tRxIW 2

Karena I= V/ R

tR

VW

2

x

Keterangan :

W = Energi listrik ( Joule)

I = Kuat arus listrik ( Ampere)

Keterangan :

R= Hambatan listrik (Ohm)

t = waktu ( detik =sekon)

V= Tegangan listrik ( Volt)

Adaptif

A B C

Energi Listrik

Tegangan listrik (V)

Nilai energi listrik

ditentukan oleh

Kuat arus listrik (I)

Selang waktu (t)

V

I

W = V I t

Adaptif

Daya Listrik

Banyaknya energi listrik

yang digunakan oleh suatu

alat listrik setiap satuan

waktu disebut daya

listrik(P)

A B C

V

I

t

WP

dimana :

W = Energi listrik ( Joule)

t = waktu ( detik =sekon)

P = Daya listrik ( Joule/sekon = watt)

I x Vt

x tI x VP

IxVP


IxVP

Daya Listrik

RxIV

IxR)x(IP RxIP 2

R

VI

R

VxVP

R

VP

2

Adaptif

Daya Listrik

11 watt.220 V Apa arti tulisan ini?

1. Lampu menyala dengan baik bila dihubungkan dengan tegangan

220 volt 2. Lampu memakan daya listrik 11

watt bila dihubngkan dengan tegangan 220 volt

3. Hambatan listrik lampu

Bila dihubungkan dengan tegangan 110 volt,

berapakah daya listrik yang digunakan ?

k4,4440011

220220

P

V R

2 x


60 watt.220 V

R

VP

2

110 V

2

2 110

220

P

60

604

160

220

110P

2

2 xx

watt15P2

Daya Listrik

2

2

1

2

1

V

V

P

P

Adaptif

Hubungan Satuan Energi dan Daya

Hal.: 9 Isi dengan Judul Halaman Terkait

Dalam satuan sistem internasional (SI) daya listrik dinyatakan dengan watt

W = P x t

Daya (P) Waktu (t)

Energi (W)

Watt detik Joule (J)

watt Jam Watt.jam (wj) = watt.hour (Wh)

Tabel Satuan

1000 Wj (Wh)= 1kWj (kWh)

1Wh= 1watt. 3600 detik = 3600 joule

Adaptif

Kesetaraan Kalor

dengan Energi Listrik


W

m c T

= Q

Energi listrik = Kalor

= P t

m c T= V i t

m c T= I2 R t

tR

V2

x = m c T

Dimana

Q = kalor (joule)

m = massa zat (kg)

c = kalor jenis zat (J/kgo C)

T = Perubahan suhu zat (o C)

Persamaan ideal untuk pemanas listrik

Adaptif

Efisiensi Pemanas Listrik ()


Pemanas

listrikW = V x I x t

W = I2 x R x t

W = V2 x t / R

Energi listrik

Kalor(Q)

Energi terbuang

%100W

Qx atau WQ x

Adaptif

Contoh Soal


80 watt.220 V

110 V

Hitunglah energi yang digunakan lampu selama 3 jam !

Penyelesaian

2

2 110

220

P

80

804

180

220

110P

2

2 xx

watt20P2

2

2

1

2

1

V

V

P

P

Daya yang digunakan oleh lampu

Energi yang digunakan oleh lampu

W = P.t = 20 watt x 10800 detik = 2,16 x 105 joule

1)


Contoh Soal

Pemanas

Listrik

5 k I = 2 AHitunglah energi listrik yang

digunakan selama 2 jam ?

2)

Penyelesaian

x tRxIW 2

2 x 0005x2W 2

kWh 40 Wh 40000W

Adaptif

Contoh Soal

Sebuah keluarga menggunakan listrik dari PLN sebesar 450 watt dengan tegangan 110 volt. Jika untuk penerangan mereka menggunakan lampu 90 watt, 220 V, maka hitunglah :

A. Jumlah lampu maksimum yang dapat dipasang

B. Biaya untuk 3 buah lampu dalam sebulan jika 3 lampu tersebut digunakan selama 6 jam per hari ( Rp. 100,00/kWh)


450 watt,

110 volt

3)

Adaptif

Contoh soal

Soultion

a. Jumlah maksimum lampu

Sehingga, jumlah lampu maksimum adalah


watt22,5 watt 90 x 220

110 P

V

V P

2

1

2

1

22

x

20 22,5

450

P

P n

2

total

Adaptif

Contoh Soal


b. Biaya 3 lampu

Energi yang digunakan selama 1 bulan

W = P . t = 3. 22,5 watt.30.6 jam

= 12150 Wh = 12,15 kWh

Biaya 3 lampu adalah

12,15 kWh x Rp. 100,00/kWh

= 1.215,00

HUKUM

KELISTRIKAN

ARUS SEARAH

Adaptif

HUKUM I KIRCHOFF

46

5

3

1

2

1 2 6 3 4 5

masuk keluar

Adaptif

CONTOH PERHITUNGAN

HUKUM I KIRCHOFF

4

6

5

3

1

2

1 2 3 4

9

7

82

1

1 2

4 5 6

1 9

5 6 7

2 8

3 7 8 9

Adaptif

HUKUM II KIRCHOFF

Pada rangkaian listrik tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik () dengan penurunan tegangan (IR) adalah sama dengan nol

Adaptif

HUKUM II KIRCHOFF

Adaptif

CONTOH PERHITUNGAN

HUKUM I DAN II KIRCHOFF

Adaptif

CONTOH PERHITUNGAN


1

1 1 1 2 3 1

2

3

1 2

1 2

3 1 2

3

2 2 3 3 2 3

Adaptif

CONTOH SOAL


1 2

1 2

3

1

2

1

3

2

1 2

1 2

3

Adaptif

CONTOH SOAL


1

3 2

1 2

3

1 2

1 1 1 3 3 1

1 3 1

1 3

1 3

Adaptif

CONTOH SOAL


1

3 2

1 2

3

1 2

2 2 2 3 3 1

2 3 1

1 3

2 3

3 1 2


CONTOH SOAL


3 1 2

3 2 3

1 3 2

3 2 3

2 3

2 3

2 3

2 3

2 3

3 3

2 3

2

2

2

2

1 3 2

1

1

2

3

Adaptif

Rangkaian Seri Resistor

Rangkaian seri tiga buah resistor


1 2 3

1 2 3

1 2 3

1 2 3

1 2 3

1 2 3

1 2 3

Adaptif

Rangkaian Paralel Resistor

Rangkaian paralel tiga buah resistor


2

1

3

1

2

3

321 R

1

R

1

R

1

R

1

1

2

31 2 3

1 2 3

1 2 3

Adaptif

Hambatan Listrik suatu bahan

Hambatan suatu bahan konduktor pada suhu tetap bergantung pada panjang, luas penampang dan hambatan jenis bahan tersebut


2

AR

Adaptif

Hambatan Listrik suatu bahan

Pada batas perubahan suhu tertentu, maka hambatan jenis suatu bahan memenuhi persamaan sebagai berikut :


ToT 1

oT

oTTT

T

o -1

o

Adaptif

Hambatan Jenis Beberapa Bahan pada Suhu 20 o

Bahan Hambatan jenis(m)

Alumunium 2,83 x 10-18

Tembaga 1,72 x 10-8

Emas 2,44 x 10-8

Besi 9,71 x 10-8

Konstantan 49 x 10-8

Nikrom 100 x 10-8

Platina 10,6 x 10-8


Bahan Hambatan jenis(m)

perak 1,59 x 10-8

Tungsten 5,65 x 10-8

Karbon 3,5 x 10-5

Germanium 5 x 10-1

Silikon 6,42 x 102

Kuarsa 7,5 x 1017

Adaptif

Koefisien Suhu Hambatan Jenis Beberapa Bahan

Bahan

(oC-1)

Perak 0,0038

Tembaga 0,0039

Aluminium 0,0040

Tungsten 0,0045

Besi 0,0050

Grafit -0,0005

Germanium -0,05

Silikon -0,07


KAPASITOR

Adaptif

KAPASITOR

Secara umum Kapasitor terdiri atas dua keping konduktor yang saling sejajar dan terpisah oleh suatu bahan dielektrik ( dari bahan isolator) atau ruang hampa.

Bahan dielektrik

Antara dua keping dihubungkan dengan beda potensial V dan menimbulkan muatan listrik sama besar pada masing-masing keping tetapi berlawanan tanda.

Sumber Gambar : Haliday-Resnick-Walker

Luas =A

Adaptif

Kapasitor

Sifat Kapasitor

1. Dapat menyimpan energi

listrik, tanpa disertai reaksi

kimia

2. Tidak dapat dilalui arus listrik

DC dan mudah dilalui arus

bolak-balik

3. Bila kedua keping

dihubungkan dengan beda

potensial, masing-masing

bermuatan listrik sama besar

tapi berlawanan tanda.


Simbol Kapasitor

+V

+Q -Q

Adaptif

Kapasitor

Kapasitas kapasitor (C)

menunjukkan besar muatan

listrik pada masing-masing

keping bila kedua keping

mengalami beda potensial 1

volt


+V

+Q -Q

V

V

QC

Q = nilai muatan listrik pada masing-

masing keping

V = beda potensial listrik antar keping

( volt)

C = kapasitas kapasitor (Farad = F )

Adaptif

Kapasitas kapasitor


Ruang hampa atau udara

Luas =A

V

QC

d

xAεC o

C = kapasitas

kapasitor (Farad= F)

d = Jarak antar

keping (meter)

A = luas salah satu

permukaan yang salingberhadapan(meter 2 )

o = permitivitas udara atau ruang hampa

( 8.854 187 82 · 10-12 C/vm )

dAε

Q

Q

Exd

QC

o

x

Adaptif

Kapasitas kapasitor


Bahan dielektrik

Luas =A

d

εxAC

= permitivitas bahan dielektrik ( C/vm )

K.εε o

Kapasitas kapasitor yang terdiri atas bahan dielektrik

K = tetapan dielektrik (untuk udara

atau ruang hampa K = 1 )

Adaptif

Rangkaian Kapasitor

Rangkaian seri


+V

+Q1 -Q1 +Q2 -Q2

1. Kapasitas gabungan kapasitor (Cg ), kapasitas kapasitor pertama (C1), kapasitor kedua (C2) memenuhi :

2. Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian = muatan listrik pada masing-masing kapasitor.Q = Q1 + Q2 dan Q1 = Q2

3. Tegangan listrik antar ujung rangkaian(V), tegangan pada kapasitor pertama(V1 ) dan kapasitor kedua(V2 ) memenuhi:V = V1 + V2

21g C

1

C

1

C

1

Adaptif

Rangkaian Kapasitor

Rangkaian seri


+V = 6 volt

+Q -Q +Q -Q

C1 = 2 F C2 = 3 F

Contoh1. Kapasitas gabungan

kapasitor :

Cg = 6/5 = 1,2 F2. Muatan listrik

pada rangkaian = 1,2 F x 6V= 7,2 C

Pada kapasitor satu = 7,2 CPada kasitor kedua = 7,2 C

3. Tegangan liatrik pada kapasitor satu = 3,6 VPada kapasitor dua = 2,4 V

6

23

3

1

2

1

C

1

g

Adaptif

Rangkaian Kapasitor

Rangkaian paralel


+V

+Q1 -Q1

+Q2 -Q2

1. Tegangan pada kapasitor

pertama (V1), kapasitor kedua

(V2) dan tegangan sumber (V)

masing-masing sama besar.

V1 = V2 = V

2. Muatan listrik yang tersimpan

pada rangkaian memenuhi

Q = Q1 + Q2

3. Kapasitas gabungan kapasitor

mmenuhi :

Cg = C1 + C2

Adaptif

Rangkaian Kapasitor

Rangkaian paralel


+

+Q1 -Q1

+Q2 -Q2

1. Tegangan pada kapasitor

pertama (V1) dan kapasitor

kedua (V2) adalah

V1 = V2 = 6 volt

2. Kapasitas gabungan kapasitor

adalah

Cg = C1 + C2 = 2F + 3F = 5F

3. Muatan listrik yang tersimpan

pada rangkaian memenuhi

Q = Cg xV = 5F x 6V = 30C

Q1 = C1 x V = 2Fx6V = 12C

Q2 = C2 x V = 3Fx6V = 18C

Contoh

C1 = 2 F

C2 = 3 F

V = 6 volt

Adaptif

Energi Listrik yang Tersimpan

pada Kapasitor

Grafik hubungan tegangan (V) dengan muatan listrik yang tersimpan pada kapasitor (Q)


V(volt)

Q(Coulomb)

Q

V

Nilai energi listrik yang

tersimpan pada kapasitor yang

bermuatan listrik Q = luas daerah

Dibawah garis grafik Q-V (yang

diarsir ).

QV2

1W

Adaptif

Energi Listrik yang Tersimpan

pada Kapasitor


(CV)V2

1W

+V

Sebuah kapasitor yang memiliki kapasitas C dihubungkan dengan

tegangan V.

CKarena Q = C.V, maka

2CV2

1W

W = Energi listrik yang tersimpan pada kapasitor ( Joule )

Keterangan : Q = muatan listrik kapasitor ( Coulomb)

C = Kapasitas kapasitor ( farad)

V = tegangan listrik antar keping kapasitor ( Volt)

ENERGI DAN DAYA LISTRIK -...

Documents

Transcript of ENERGI DAN DAYA LISTRIK -...