Energi dan Daya Listrik (Artikel Materi IPA SMP/MTs Kelas 9)
Energi dan Daya Listrik (Artikel Materi IPA SMP/MTs Kelas 9) ✓ Pada saat di kelas 8, teman - teman telah belajar mengenai bentuk energi, di antaranya yaitu energi kalor, energi listrik, dan energi gerak. Oleh manusia, perubahan energi listrik menjadi bentuk energi yang lain dimanfaatkan dalam kehidupan sehari - hari. Selain itu pada bab yang sebelumnya, teman - teman juga telah belajar mengenai penggunaan energi pada suatu rangkaian listrik sederhana. Beda potensial di ujung - ujung kawat rangkaian akan menghasilkan aliran elektron yang kemudian akan menghasilkan energi listrik. Pada waktu kita menggunakan setrika, merupakan pemanfaatan energi listrik yang berubah bentuk menjadi energi kalor. Selanjutnya kipas angin merupakan pemanfaaatan energi listrik menjadi eergi gerak putar kipas. Ayo kita belajar dan membaca.
Dafar Isi
1. Perubahan Energi Listrik
2. Daya Listrik
Oleh karenanya energi listrik dipengaruhi oleh beda potensial, kuat arus listrik, dan waktu.
Menurut Hukum Ohm, hubungan antara hambatan, tegangan, dan kuat arus adalah
sehingga energi listrik dapat ditulis dalam persamaan seperti berikut: V = IR atau I = V/R oleh karena itu energi listrik bisa ditulis dalam persamaan seperti yang berikut ini:
Satu joule sama dengan satu volt.ampere.sekon. Berdasarkan kesetaraan antara energi kalor dan energi listrik telah diperoleh satu kalori sama dengan 4,2 joule.
Alat-alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi kalor, misalnya setrika listrik dan pemanas air. Untuk lebih memahami perubahan energi listrik menjadi energi kalor yang terjadi pada kedua alat tersebut, pelajarilah pembahasan berikut.
a. Setrika Listrik
Pada bagian dalam setrika listrik, terdapat adanya komponen yang disebut pemanas (heater). Sebagian heater terdiri dari kawat halus yang bahannya terbuat dari nikel dan dililitkan pada mika. Cara kerja heater tersebut yaitu pada saat arus listrik mengalir melewati kawat halus, elektron - elektron akan mengalami kesulitan untuk mengalir lewat kawat sebab hambatan kawat halus sangat besar. Elektron - elektron tersebut akan saling tumbukan dengan atom-atom kawat penghantar, sehingga dengan adanya tumbukan tersebut mengakibatkan kawat menjadi panas. Selanjutnya panas tersebut yang dipindahkan pada logam yang dilekatkan pada kawat sehingga setrika listrik menjadi panas. Setrika listrik merupakan salah satu contoh alat yang bisa mengubah energi listrik menjadi energi panas atau energi kalor. Contoh alat lain yang bisa mengubah energi listrik menjadi energi panas, adalah kompor listrik, solder listrik, dan pemanas air.
b. Pemanas Air
Pada alat ini, energi listrik akan diubah menjadi energi kalor. Pemanas air listrik mempunyai prinsip kerja yang sama dengan setrika listrik. Pada kedua alat ini mempunyai elemen pemanas. Pada pemanas air, elemen pemanas terbuat dari kawat nikrom, yaitu campuran antara nikel dan kromium. Kawat nikrom mempunyai hambatan yang besar dan tahan terhadap suhu tinggi. Kawat tersebut dililitkan pada satu lempengan isolator tahan panas. Pada pemanas air tersebut, lilitan kawat nikrom dilapisi kembali oleh bahan isolator tahan panas supaya bagi pemakai menjadi lebih aman.
Dari persamaan tersebut bisa diketahui bahwa daya listrik merupakan perkalian antara beda potensial dan kuat arus listrik. Oleh karena itu, pada setiap alat listrik selalu dicantumkan besarnya daya dan tegangan yang diperkenankan pada alat tersebut. Misalnya pada sebuah lampu pijar tertera tulisan 220 V, 100 W apabila dipasang pada tegangan 220 V, maka akan mengalirkan energi listrik sebesar 100 joule setiap sekon. Namun, apabila lampu tersebut dipasang pada tegangan di bawah 220 V, energinya akan kurang dari 100 watt. Sebagai akibatnya, kerja lampu pijar tersebut menjadi tidak maksimal.
Selanjutnya kita akan belajar mengenai menghitung listrik dan cara menghemat listrik
1. Menghitung Energi Listrik
Pada saat kita membayar rekening listrik, ini berarti bahwa kita membayar energi listrik yang telah kita pakai dalam waktu satu bulan. Energi listrik yang dibayar pada umumnya dinyatakan dalam satuan kilowattjam (kWh) yang mana kilowattjam adalah jumlah kerja yang dilakukan sebesar 1 kilowatt dalam waktu satu jam. Apabila kita menyalakan lampu pijar 100 watt sebanyak 10 buah selama satu jam, ini berarti kita sudah memakai daya listrik sebesar satu kilowatt (1 kW). Untuk mengukur besarnya energi listrik yang sudah kita pakai, perusahaan listrik memakai alat ukur kWh meter yang biasanya terpasang di depan rumahmu.
1 kWh = 1.000 watt × 3.600 sekon = 3.600.000 joule
Cara menghitung energi listrik dapat dilihat pada contoh yang berikut ini
Apabila rumah kita memakai 5 buah lampu pijar yang mempunyai daya 40 watt dan dipakai selama 24 jam, diketahui bahwa harga per kWh adalah Rp.90, berapakah energi yang harus dibayar.
P = 40 watt = 0,04 kW
t = 24 jam
W = VIt
W = (5 buah lampu × 0,04 kW) × 24 jam W = 4,8 kWh
Sehingga energi yang harus dibayar adalah 4,8 kWh × Rp90,00 = Rp432,00
2. Cara Menghemat Listrik
Untuk dapat menghemat energi yang harus kita bayar maka harus menghemat listrik. Sdapun cara menghemat listrik adalah sebagai berikut:
Bacajuga : Listrik Dinamis dan Listrik Statis
Demikian artikel IPA yang berjudul Energi dan Daya Listrik (Artikel Materi IPA SMP/MTs Kelas 9) yang semoga bermanfaat. Terimakasih.
Dafar Isi
1. Perubahan Energi Listrik
2. Daya Listrik
Energi dan Daya Listrik (Artikel Materi IPA SMP/MTs Kelas 9)
Perubahan Energi Listrik
Arus listrik mempunyai kemampuan untuk menjadikan lampu menyala, dapat memanaskan air, dapat membunyikan radio, menggerakkan kipas angin dan lain sebagainya. Energi listrik dihasilkan oleh arus listrik, atau arus listrik tersebut tiada lain merupakan aliran elektron. Teman - teman sudah belajar mengenai Hukum Kekekalan Energi yang menyatakan bahwa energi tidak bisa diciptakan dan tidak bisa dimusnahkan, namun energi bisa diubah dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain.1. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Kalor
Energi listrik bisa kita dirasakan manfaatnya sesudah energi listk tersebut diubah menjadi bentuk energi yang lainnya, misalnya pada waktu memanaskan air, menyetrika pakaian, atau mendinginkan suhu ruangan. Untuk mengukur berapa besar energi yang diubah ke bentuk energi yang lain, dibutuhkan suatu perhitungan matematis. Pada pelajaran sebelumnya sudah dibahas beda potensial listrik adalah banyaknya energi untuk memindahkan muatan listrik. Rumus matematisnya dapat dutulis sebagai berikutMenurut Hukum Ohm, hubungan antara hambatan, tegangan, dan kuat arus adalah
sehingga energi listrik dapat ditulis dalam persamaan seperti berikut: V = IR atau I = V/R oleh karena itu energi listrik bisa ditulis dalam persamaan seperti yang berikut ini:
Alat-alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi kalor, misalnya setrika listrik dan pemanas air. Untuk lebih memahami perubahan energi listrik menjadi energi kalor yang terjadi pada kedua alat tersebut, pelajarilah pembahasan berikut.
a. Setrika Listrik
Pada bagian dalam setrika listrik, terdapat adanya komponen yang disebut pemanas (heater). Sebagian heater terdiri dari kawat halus yang bahannya terbuat dari nikel dan dililitkan pada mika. Cara kerja heater tersebut yaitu pada saat arus listrik mengalir melewati kawat halus, elektron - elektron akan mengalami kesulitan untuk mengalir lewat kawat sebab hambatan kawat halus sangat besar. Elektron - elektron tersebut akan saling tumbukan dengan atom-atom kawat penghantar, sehingga dengan adanya tumbukan tersebut mengakibatkan kawat menjadi panas. Selanjutnya panas tersebut yang dipindahkan pada logam yang dilekatkan pada kawat sehingga setrika listrik menjadi panas. Setrika listrik merupakan salah satu contoh alat yang bisa mengubah energi listrik menjadi energi panas atau energi kalor. Contoh alat lain yang bisa mengubah energi listrik menjadi energi panas, adalah kompor listrik, solder listrik, dan pemanas air.
b. Pemanas Air
Pada alat ini, energi listrik akan diubah menjadi energi kalor. Pemanas air listrik mempunyai prinsip kerja yang sama dengan setrika listrik. Pada kedua alat ini mempunyai elemen pemanas. Pada pemanas air, elemen pemanas terbuat dari kawat nikrom, yaitu campuran antara nikel dan kromium. Kawat nikrom mempunyai hambatan yang besar dan tahan terhadap suhu tinggi. Kawat tersebut dililitkan pada satu lempengan isolator tahan panas. Pada pemanas air tersebut, lilitan kawat nikrom dilapisi kembali oleh bahan isolator tahan panas supaya bagi pemakai menjadi lebih aman.
2. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Cahaya
Lampu pijar merupakan salah satu alat yang bisa mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Bagian utama lampu pijar yaitu kawat halus yang dinamakan filamen yang mana filamen ini terbuat dari kawat wolfram. titik leleh dari kawat wolfram sangat tinggi, yaitu sekitar 3.400°C. Kawat wolfram pada lampu pijar dilindungi dengan menggunakan bejana kaca yang diisi dengan gas argon murni. Tujuannya yaitu supaya kawat wolfram menjadi tahan lama. Pada saat arus listrik melewati kawat halus yang mempunyai hambatan besar, maka elektron-elektron akan bertumbukan dengan atom-atom kawat. Tumbukan - tumbukan pada kawat wolfram ini yang akan menyebabkan panas dan akan berpijar apabila berada dalam ruang hampa udara. Sebagai akibatnya, teman - teman akan melihat lampu akan memancarkan cahaya.Daya Listrik
Energi listrik yang bekerja pada suatu penghantar per satuan waktu disebut sebagai daya listrik. Teman - teman sudah mempelajari hubungan antara usaha dan energi yang menyatakan bahwa energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Daya listrik bisa didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan setiap sekon. Secara rumus matematis, daya listrik dapat dituliskan seperti yang berikut ini:Dari persamaan tersebut bisa diketahui bahwa daya listrik merupakan perkalian antara beda potensial dan kuat arus listrik. Oleh karena itu, pada setiap alat listrik selalu dicantumkan besarnya daya dan tegangan yang diperkenankan pada alat tersebut. Misalnya pada sebuah lampu pijar tertera tulisan 220 V, 100 W apabila dipasang pada tegangan 220 V, maka akan mengalirkan energi listrik sebesar 100 joule setiap sekon. Namun, apabila lampu tersebut dipasang pada tegangan di bawah 220 V, energinya akan kurang dari 100 watt. Sebagai akibatnya, kerja lampu pijar tersebut menjadi tidak maksimal.
Selanjutnya kita akan belajar mengenai menghitung listrik dan cara menghemat listrik
1. Menghitung Energi Listrik
Pada saat kita membayar rekening listrik, ini berarti bahwa kita membayar energi listrik yang telah kita pakai dalam waktu satu bulan. Energi listrik yang dibayar pada umumnya dinyatakan dalam satuan kilowattjam (kWh) yang mana kilowattjam adalah jumlah kerja yang dilakukan sebesar 1 kilowatt dalam waktu satu jam. Apabila kita menyalakan lampu pijar 100 watt sebanyak 10 buah selama satu jam, ini berarti kita sudah memakai daya listrik sebesar satu kilowatt (1 kW). Untuk mengukur besarnya energi listrik yang sudah kita pakai, perusahaan listrik memakai alat ukur kWh meter yang biasanya terpasang di depan rumahmu.
1 kWh = 1.000 watt × 3.600 sekon = 3.600.000 joule
Cara menghitung energi listrik dapat dilihat pada contoh yang berikut ini
Apabila rumah kita memakai 5 buah lampu pijar yang mempunyai daya 40 watt dan dipakai selama 24 jam, diketahui bahwa harga per kWh adalah Rp.90, berapakah energi yang harus dibayar.
P = 40 watt = 0,04 kW
t = 24 jam
W = VIt
W = (5 buah lampu × 0,04 kW) × 24 jam W = 4,8 kWh
Sehingga energi yang harus dibayar adalah 4,8 kWh × Rp90,00 = Rp432,00
2. Cara Menghemat Listrik
Untuk dapat menghemat energi yang harus kita bayar maka harus menghemat listrik. Sdapun cara menghemat listrik adalah sebagai berikut:
- Memakai energi listrik sesuai kebutuhan saja.
- Memakai alat-alat listrik yang berdaya kecil, namun memiliki berkemampuan besar, contohnya pemakaian lampu neon.
- Memakai alat listrik diusahakan sesuai dengan waktu, misalnya saja untuk mencuci pakaian, menyetrika, dan memasak nasi tidak dilakukan pada malam hari karena beban listrik sedang tinggi.
Bacajuga : Listrik Dinamis dan Listrik Statis
Demikian artikel IPA yang berjudul Energi dan Daya Listrik (Artikel Materi IPA SMP/MTs Kelas 9) yang semoga bermanfaat. Terimakasih.