Gambar Sampul IPA · Bab 10 ENERGI DAN DAYA LISTRIK
IPA · Bab 10 ENERGI DAN DAYA LISTRIK
SukisWariyono, dkk

22/08/2021 04:42:20

SMP 9 KTSP

Lihat Katalog Lainnya
Halaman

Energi dan Daya Listrik

167

ENERGI DAN DAYA

LISTRIK

Bab 10

Listrik merupakan sesuatu yang sangat penting dalam

kehidupan sehari-hari. Hampir semua peralatan rumah

tangga saat ini menggunakan energi listrik. Energi listrik

diperoleh dari hasil pengubahan berbagai bentuk energi lain.

Fenomena energi listrik dan pemanfaatannya akan

kamu pelajari pada bab ini. Pada bab ini kamu akan

mempelajari hal-hal yang berkaitan dengan energi dan daya

listrik serta pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari.

™

Pretest

™

1. Perubahan energi apakah yang terjadi pada televisi yang sedang

ditonton?

2. Manakah yang lebih menguntungkan, menggunakan lampu pijar

atau TL?

3. Sebutkan macam-macam tenaga yang digunakan untuk

pembangkit listrik.

Sumber:

Ensiklopedi Iptek

, 2004

™

Kata-Kata Kunci

™

– daya listrik

– energi listrik

– kWh-meter

168

Mari BIAS 3

Energi dan Daya Listrik

169

Pada saat proses pembelajaran kelas VIII, kamu sudah mem-

pelajari energi dan daya yang berhubungan dengan gerak. Di kelas

IX ini, kamu akan lebih memperdalam energi, khususnya yang ber-

hubungan dengan listrik.

Energi yang dihasilkan bergantung sumber energinya. Jika

energi berasal dari angin, energi yang dihasilkan disebut energi

angin. Jika energi berasal dari panas bumi, energi yang dihasilkan

disebut energi panas bumi. Coba kamu sebutkan beberapa contoh

energi lain dan sumbernya.

A. ENERGI LISTRIK

Energi listrik dapat berubah menjadi bentuk energi lain. Untuk

mengubah energi listrik menjadi energi lain diperlukan alat listrik.

Setrika merupakan alat listrik yang memiliki hambatan, jika di-

gunakan memerlukan tegangan, arus listrik, dan waktu penggunaan.

Hambatan, tegangan, kuat arus, dan waktu itulah yang memengaruhi

besar energi listrik. Bagaimanakah merumuskan hubungan energi

listrik dengan hambatan, tegangan, kuat arus, dan waktu?

Untuk menjawab pertanyaan di atas lakukan Kegiatan 10.1

secara berkelompok. Sebelumnya bentuklah satu kelompok yang

terdiri 4 siswa; 2 laki-laki dan 2 perempuan.

Tujuan belajarmu adalah

dapat:

menjelaskan hubungan

antara tegangan, kuat

arus, dan energi listrik.

Tujuan Pembelajaran

Tujuan

: 1. Mengamati hubungan energi listrik dengan hambatan,

tegangan, kuat arus, dan waktu

2. Menunjukkan perubahan energi listrik menjadi energi

bentuk lain (panas)

Cara Kerja:

1. Lilitkan kawat nikelin pada badan termometer kemudian

susunlah alat seperti gambar.

2. Pasang dua baterai dan catatlah suhu awal termometer ke

dalam tabel.

3. Hidupkan sakelar bersamaan menghidupkan stopwatch dan

catat kenaikan suhu setiap 5 menit.

4. Catat kuat arus dan tegangan yang terukur pada ampere-

meter dan voltmeter.

5. Matikan sakelar dan ulangi langkah 1 s.d 4 sesuai data dalam

tabel pengamatan.

Alat dan Bahan:

– Baterai 6

buah

– Reostat

– Amperemeter

– Kawat nikelin

– Sakelar

– Termometer

– Voltmeter

– Stopwatch

170

Mari BIAS 3

6. Catatlah hasil pengamatan kelompokmu pada sebuah tabel di

buku kerjamu.

Pertanyaan:

1. Bagaimanakah pengaruh tegangan, kuat arus, jumlah lilitan

dan waktu terhadap kenaikan suhu termometer?

2. Nyatakan kesimpulan kelompokmu dalam buku kerjamu.

3. Diskusikan hasilnya dengan kelompokmu. Kemudian

bandingkan dengan hasil diskusi kelompok lain.

Jika kegiatan tersebut kamu lakukan dengan cermat, akan

kamu peroleh hubungan antara tegangan, kuat arus, jumlah lilitan,

dan waktu terhadap kenaikan suhu. Kenaikan suhu makin besar jika

tegangan membesar, kuat arus membesar, dan waktu makin lama.

Dengan demikian, besar energi listrik dapat ditulis dalam bentuk

persamaan berikut.

W

=

V

×

I

×

t

Dengan:

W

= besar energi listrik (joule)

V

= besar tegangan listrik (volt)

I

= besar kuat arus listrik (ampere)

t

= selang waktu (sekon)

Berdasarkan rumus di atas dapat dikatakan bahwa besar

energi listrik bergantung oleh tegangan listrik, kuat arus listrik, dan

waktu listrik mengalir. Energi listrik akan makin besar, jika tegangan

dan kuat arus makin besar serta selang waktu makin lama.

Karena menurut Hukum Ohm

V

=

IR

, maka persamaan

tersebut dapat diturunkan menjadi persamaan berikut.

W

=

I

2

R t

=

t

R

V

2

Dapatkah kamu membuktikan kebenaran penurunan rumus di atas?

Satuan energi listrik dalam SI adalah joule (J). Adapun, satuan

energi listrik yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari

adalah kWh (kilowatt hour atau kilowatt jam).

Dalam hal ini

1 kWh

= 1 kilo × 1 watt × 1 jam

= 1.000 × 1 watt × 3.600 sekon

= 3.600.000 watt sekon

= 3,6 × 10

6

joule

Termometer

S

Energi dan Daya Listrik

171

Selain itu dalam kehidupan sehari-hari, energi listrik sering

dimanfaatkan sebagai pemanas (misalnya setrika, solder, atau

heater

).

1. Lampu yang dipasang

di ruang tamu rumah

Bapak Budi tegangan-

nya 220 V mengalir

arus listrik 2 A selama 5

menit. Tentukan besar

energi listrik yang

diperlukan lampu untuk

menyala dengan baik.

Penyelesaian:

Diketahui:

V

= 220 V

I

= 2 A

t

= 5 menit = 300 s

Ditanyakan:

W

= ... ?

Jawab:

W

=

V × I × t

= 220 × 2 × 300

= 132.000 J = 132 kJ

2. Alat listrik

hambatannya 600 ohm

digunakan selama 20

menit. Jika energi

listrik yang digunakan

7.200 joule, berapakah

tegangan pada alat

tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

R

= 600

t

= 20 menit = 1.200 s

W

= 7.200 J

Ditanyakan:

V

= ... ?

Jawab:

V.V

.V

.

.

V

t

RW

V

606003

6003

2001

6002007

2

2

2

==

=

×

=

×

=

3. Sebuah setrika

hambatannya 100 ohm

digunakan selama 15

menit. Jika energi

listrik yang

ditimbulkan 22.500 J,

tentukan kuat arus

listrik yang mengalir

pada setrika.

Penyelesaian:

Diketahui:

R

= 100

t

= 15 menit = 900 s

W

= 22.500 J

Ditanyakan:

I

= ... ?

Jawab

:I

2

=

tR

W

×

I

2

=

900100

50022

×

.

I

2

= 0,25

I

2

=

250

,

= 0,5 A

172

Mari BIAS 3

4. Dua buah lampu disu-

sun seri masing-

masing mempunyai

hambatan 12

dan

18

menyala selama

10 menit. Keduanya

dipasang pada

tegangan 6 volt.

a. Tentukan besar

energi listrik yang

diperlukan pada

masing-masing

lampu.

b. Tentukan besar

seluruh energi

listrik yang

diperlukan.

Penyelesaian:

Diketahui:

t

= 10 menit = 600 s

R

1

= 12

R

2

= 18

V

= 6 V

Ditanyakan a.

W

1

= ... ?

W

2

= ... ?

b.

W

t

= ... ?

Jawab:

R

s

=

R

1

+

R

2

= 12 + 18

= 30

a.

W

1

=

I

2

×

R

1

×

t

W

2

=

I

2

×

R

2

×

t

= 0,2

2

× 12 × 600

= 0,2

2

× 18 × 600

= 288 J

= 432 J

b.

W

t

=

I

2

×

R

s

×

t

atau

W

t

=

t

R

V

S

×

2

= 0,2

2

× 30 × 600

=

600

30

6

2

×

= 720 J

= 720 J

I =

S

R

V

=

30

6

= 0,2 A

1. Solder dihubungkan dengan tegangan

listrik 220 V, sehingga mengalir arus

listrik pada elemen pemanas 2 A. Ber-

apakah energi listrik yang digunakan

solder apabila dipakai selama:

a. 10 detik,

b. 5 menit,

c . 1 jam.

2. Tiga buah lampu disusun kombinasi

menyala selama 5 menit seperti gambar

berikut.

a. Tentukan besarnya energi listrik

yang diperlukan pada masing-ma-

sing lampu.

b. Tentukan besar seluruh energi lis-

trik yang diperlukan.

3. Elemen pemanas dihubungkan dengan

tegangan listrik 220 V mengalir arus

listrik 3 A. Jika elemen tersebut dice-

lupkan ke dalam 2 kg air selama 5 me-

nit dan kalor jenis air 4.200 J/kg

o

C,

berapakah kenaikan suhu air?

Energi dan Daya Listrik

173

B. DAYA LISTRIK

Masih ingatkah kamu konsep daya saat belajar di kelas VIII?

Pengertian daya pada mekanika menjadi dasar penurunan daya pada

listrik dinamik. Pada mekanika, yang dimaksud dengan daya adalah

kecepatan melakukan usaha. Adapun, pada listrik dinamik, daya

listrik adalah jumlah energi listrik yang digunakan tiap detik. Besar

daya listrik dirumuskan sebagai berikut.

P

=

t

W

Karena

W

=

VIt

, maka persamaan daya listrik dapat ditulis sebagai

berikut.

P

=

VI

Adapun, menurut Hukum Ohm

V

=

IR

sehingga persamaan daya

juga dapat ditulis sebagai berikut.

2

2

V

P IR

R

= =

dengan:

P

= daya listrik satuannya watt (W)

V

= tegangan listrik satuannya volt (V)

I

= kuat arus listrik satuannya ampere (A)

R

= hambatan listrik satuannya ohm (

)

Cobalah kamu buktikan kebenaran penurunan rumus daya tersebut.

Satuan daya listrik dalam SI adalah watt (W). Untuk daya

listrik yang besar menggunakan satuan kilowatt (kW) atau mega-

watt (MW), dimana

1 kW = 1.000 watt = 10

3

watt

1 MW = 1.000.000 watt = 10

6

watt

Tujuan belajarmu adalah

dapat:

$

menjelaskan

hubungan antara

energi dan daya

listrik;

$

menerapkan konsep

energi dan daya

listrik dalam

penggunaan energi

listrik di rumah

tangga berdasarkan

angka yang tertera

pada kWh-meter

Tujuan Pembelajaran

• Daya merupakan kece-

patan perubahan ben-

tuk energi listrik ke

bentuk energi lainnya.

• Pada umumnya daya

listrik tercantum pada

alat-alat listrik.

1. Lampu dipasang pada

tegangan 220 V

mengalir arus listrik

500 mA. Tentukan

besar daya pada

lampu.

Penyelesaian:

Diketahui:

V

= 220 volt

I

= 500 mA = 0,50 A

Ditanyakan:

P

= ... ?

Jawab:

P

=

V

×

I

= 220

×

0,5

= 110 watt

174

Mari BIAS 3

2. Pada alat listrik yang

hambatannya 600 ohm

mengalir arus listrik

250 mA. Berapakah

daya alat itu?

Penyelesaian:

Diketahui :

R

= 600

I

= 250 mA = 0,25 A

Ditanya:

P

= ... ?

Jawab:

P

=

I

2

×

R

P

= 0,25

2

×

600

= 37,5 watt

1. Gambar berikut adalah dua buah lampu

yang dinyalakan pada tegangan 3 V.

Tentukan daya pada masing-masing

lampu.

2. Dua lampu A dan B dipasang seri. Jika

daya lampu A sama dengan 6 kali daya

lampu B, berapakah perbandingan ham-

batan antara lampu A dengan B?

3. Elemen pemanas dayanya 70 watt digu-

nakan untuk memanaskan air selama 10

menit menyebabkan kenaikan suhu air

40

o

C. Jika kalor jenis air 4.200 J/kg

o

C,

berapakah massa air?

12

8

10

3 V

1.

Daya Listrik pada Suatu Alat Listrik

Alat listrik yang dijual di toko biasanya sudah tercantum daya

dan tegangan yang dibutuhkan alat itu. Misalnya, lampu bertuliskan

60 W/220 V, setrika bertuliskan 300W/220 V, dan pompa air ber-

tuliskan 125 W/220 V.

Lampu bertuliskan 60 W/220 V artinya lampu akan menyala

dengan baik, jika dipasang pada tegangan 220 volt dan selama 1

detik banyaknya energi listrik yang diubah menjadi energi cahaya

60 joule.

Jika lampu dipasang pada tegangan lebih besar dari 220 V

maka lampu akan rusak. Sebaliknya, jika dipasang pada tegangan

kurang dari 220 V, lampu menyala kurang terang.

Ada kalanya alat-alat listrik tidak mencantumkan daya listrik-

nya, tetapi tertulis tegangan dan kuat arus. Misalnya, motor listrik

bertuliskan 220 V- 0,5 A. Artinya motor akan bekerja dengan baik

jika dipasang pada tegangan 220 volt dan akan mengalir arus listrik

0,5 ampere.

(Menumbuhkan Rasa

Ingin Tahu)

Bola lampu pijar yang

filamennya putus akan

menyala lebih terang jika

filamen dapat tersambung

kembali. Namun, sesaat

setelah itu lampu padam.

Mengapa demikian?

Energi dan Daya Listrik

175

2.

Penggunaan Satuan kWh (kilowatt jam)

Alat untuk mengukur energi listrik yang digunakan dalam

rumah tanggga disebut kWh-meter (meteran listrik). Alat itu terdiri

atas sebuah motor yang kecepatan berputarnya bergantung daya

alat listrik yang digunakan dan waktu penggunaan. Angka yang

ditunjukkan merupakan integrasi besaran daya kali waktu atau energi

listrik.

1. Enam buah lampu ma-

sing-masing 60 watt

menyala selama 2 jam.

Berapa kWh-kah

energi listrik yang

diperlukan?

Penyelesaian:

Diketahui:

P

= 6

×

60 watt

= 360 W

t

= 2 jam

Ditanyakan:

W

= ... ?

Jawab:

W

=

P

×

t

= 360

×

2

= 720 Wh

= 0,72 kWh

Sumber:

Dok. Penerbit

S

Gambar 10.1

Meteran listrik

2. Alat listrik bertuliskan

250 W/220 V menyala

selama 10 jam. Berapa

kWh energi listrik

yang diperlukan?

Penyelesaian:

Diketahui:

P

= 250 W

V

= 220 V

t

= 10 jam

Ditanyakan:

W

= ?

Jawab:

W

=

P

×

t

= 250

×

10

= 2.500 Wh = 2,5 kWh

3. Sebuah lampu pijar

bertuliskan

220 V/100 W.

Tentukan daya lampu

jika dipasang pada

sumber tegangan

220 V dan 110 V.

Penyelesaian:

Diketahui:

V

= 220 volt

P

= 200 W

Ditanyakan:

P

220

dan

P

110

= ... ?

Jawab:

Sesuai spesifikasi lampu, jika dipasang pada tegangan 220

V daya lampu sebesar 100 W.

Adapun hambatan lampu sebesar

R

=

P

V

2

=

()

W

V

100

220

2

= 484

176

Mari BIAS 3

Pernahkah kamu membayar rekening listrik rumahmu ke

PLN? Pada dasarnya pelanggan PLN menggunakan energi listrik se-

tiap bulannya. Besar kecil penggunaan energi itulah yang digunakan

sebagai dasar untuk membayar rekening listrik. Banyaknya energi

listrik (dalam satuan kWh) yang digunakan dapat dibaca pada

meteran listrik. Adapun, harga per kWh ditentukan oleh PLN.

Dalam rumah tangga tiap hari menggunakan:

·

2 buah lampu 60 W menyala 5 jam,

·

4 buah lampu 20 W menyala 5 jam,

·

sebuah TV 150 W menyala 4 jam,

·

sebuah setrika 300 W menyala 2 jam.

Seandainya harga tiap kWh Rp1.000,00, hitunglah rekening listrik

yang harus dibayar selama satu bulan.

Penyelesaian:

Diketahui:

P

1

= 2

×

60 = 120 W,

t

1

= 5 jam

P

2

= 4

×

20 = 80 W,

t

2

= 5 jam

P

3

= 1

×

150 = 150 W,

t

3

= 4 jam

P

4

= 1

×

300 = 300 W,

t

4

= 2 jam

Harga 1 kWh = Rp1.000,00

Ditanyakan:

Rekening = ?

Jawab:

W

1

=

P

1

×

t

1

= 120

×

5 = 600 Wh

W

2

=

P

2

×

t

2

= 80

×

5 = 400 Wh

W

3

=

P

2

×

t

3

= 150

×

4 = 600 Wh

W

4

=

P

2

×

t

4

= 300

×

2 = 600 Wh

W

1hari

= 2.200 W = 2,2 kWh

W

1

bulan

= 30

×

W

1

hari

= 30

×

2,2 = 66 kWh

Rekening =

W

1

bulan

×

Harga kWh

= 66

×

Rp 1.000,00 = Rp 66.000,00

Nilai hambatan tersebut tidak berubah meskipun lampu

dipasang pada sumber tegangan yang berbeda. Jika lampu

dipasang pada tegangan 110 V, dayanya menjadi:

P

110

=

R

V

2

=

()

484

110

2

V

= 25 watt

Jadi lampu 100 watt jika dipasang pada tegangan 110 V

dayanya turun menjadi 25 watt (lebih redup).

Energi dan Daya Listrik

177

Tujuan belajarmu adalah

dapat:

menunjukkan perubah-

an energi listrik menjadi

bentuk energi lain.

Tujuan Pembelajaran

1. Apakah artinya TV bertuliskan 300 W/

220 V?

2. Lampu bertuliskan 40 W/220 V, ber-

apakah hambatan lampunya?

3. Lampu bertuliskan 120 W/220 V, dipa-

sang pada tegangan 110 V. Berapakah

daya lampu?

4. Sebuah rumah tangga setiap hari meng-

gunakan alat-alat listrik sebagai berikut.

·

4 buah lampu masing-masing 10

watt menyala 10 jam,

·

sebuah setrika 300 watt dipakai 1

jam,

·

sebuah TV 100 watt hidup selama 6

jam,

·

sebuah tape recorder 60 watt ber-

bunyi selama 2 jam.

Jika harga per kWh Rp1.000,00 hitung-

lah:

a. energi listrik yang digunakan selama

1 hari,

b. energi listrik yang digunakan selama

1 minggu,

c . energi listrik yang digunakan selama

1 bulan (30 hari),

d. rekening listrik yang harus dibayar.

C. PERUBAHAN ENERGI LISTRIK

Manusia menggunakan sumber-sumber energi yang disedia-

kan alam sejak dulu. Dari sekian banyak bentuk energi yang kita

ketahui, energi listrik merupakan salah satu bentuk energi yang

paling mudah diubah ke dalam bentuk energi yang lain. Oleh karena

itu, setiap ditemukan bentuk energi baru, orang cenderung meng-

ubahnya menjadi berbentuk energi listrik sebelum dimanfaatkan.

Satu bentuk energi dapat berubah ke bentuk energi yang lain.

Untuk mengubah bentuk energi listrik diperlukan alat listrik. Energi

listrik dapat diubah ke berbagai bentuk energi antara lain energi

cahaya, energi kalor, energi bunyi, energi kinetik, dan energi kimia.

Kamu sudah menunjukkan perubahan energi listrik menjadi energi

panas pada Kegiatan 10.1.

Perubahan bentuk energi listrik selalu memenuhi hukum

kekekalan energi. Hukum tersebut berbunyi

energi tidak dapat

diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat

berubah dari bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain

.

Perhatikan kWh-meter yang ada di rumahmu. Selanjutnya hi-

tunglah penggunaan energi listrik yang terpakai selama 1 bulan.

178

Mari BIAS 3

1. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Cahaya

Ambillah sebuah lampu pijar, dan coba perhatikan. Ternyata,

pada lampu tertulis 20 W/220 V. Kemudian hubungkan dengan stop

kontak listrik PLN. Apa yang terjadi? Ternyata, lampu menyala.

Perubahan bentuk energi apakah yang terjadi pada lampu pijar?

Lampu pijar dan lampu neon merupakan alat listrik yang dapat

mengubah energi listrik menjadi energi cahaya dan energi kalor. Di

dalam ruang kaca lampu pijar, terdapat filamen yang mudah terbakar

yang terbuat dari kawat wolfram halus yang dibuat spiral. Di dalam

bola kaca diisi gas argon dan nitrogen bertekanan rendah yang

berguna untuk menyerap energi kalor dari filamen yang berpijar,

sehingga filamen tidak cepat putus. Ketika arus listrik mengalir,

filamen berpijar sampai suhu 1.000

O

C menghasilkan cahaya dan

kalor. Lampu ini apabila digunakan terasa panas karena banyak

energi listrik yang berubah menjadi energi kalor, sehingga lampu

tidak hemat listrik.

Lampu tabung (TL) sering disebut lampu neon. Lampu ini

terbuat dari tabung kaca yang bentuknya bermacam-macam. Di

dalam tabung kaca diisi gas raksa dan pada kedua ujungnya terdapat

elektrode. Jika kedua elektrode dihubungkan dengan tegangan tinggi

menyebabkan terjadinya loncatan elektron yang menimbulkan api

listrik. Loncatan elektron ini dapat menyebabkan gas raksa me-

mancarkan sinar ultraviolet yang tidak tampak oleh mata. Agar sinar

yang dihasilkan dapat dilihat, dinding tabung kaca bagian dalam

dilapisi zat fluoresensi. Dinding kaca berlapis zat itu akan memen-

darkan cahaya ketika terkena sinar ultraviolet. Cahaya yang dipan-

carkan berupa cahaya putih dan tidak panas.

Dibandingkan lampu pijar, lampu TL memiliki kelebihan. Pada

lampu TL lebih banyak energi listrik yang berubah menjadi energi

cahaya. Lampu ini hemat listrik karena kalor yang ditimbulkan kecil

dan tidak terlalu panas ruang di sekitarnya. Sekarang ini, lampu jenis

TL dibuat dalam berbagai bentuk dan memiliki keunggulan hemat

energi.

2. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Kalor

Ambillah sebuah setrika listrik atau solder dan hubungkan

dengan stop kontak listrik PLN dan tunggu beberapa saat. Mengapa

dasar setrika terasa panas? Dari manakah asalnya panas? Perubahan

bentuk energi apakah yang terjadi pada setrika?

Setrika listrik dan solder merupakan alat yang dapat merubah

energi listrik menjadi energi kalor (panas). Bagian dalam setrika

listrik terdapat elemen pemanas yang terbuat dari bahan konduktor

yang hambatan jenisnya besar. Elemen pemanas diletakkan di antara

alas berupa besi dengan penutup setrika yang dipisahkan bahan

S

Gambar 10.2

Lampu pijar

Filamen

tungsten

gas argon dan

nitrogen

S

Gambar 10.3

Lampu neon

Elektrode

Zat fluoresen

Tabung gas

Energi dan Daya Listrik

179

Tujuan belajarmu adalah

dapat:

mempraktikkan

penghematan energi

listrik dalam kehidupan

sehari-hari.

Tujuan Pembelajaran

isolator. Ketika dialiri arus listrik, elemen tersebut akan meng-

hasilkan energi kalor dan suhunya naik. Energi kalor yang dihasilkan

dihantarkan ke lapisan besi, sehingga lapisan besi ikut panas.

Solder listrik merupakan alat untuk memasang komponen

elektronika pada papan rangkai. Bagian dalam solder listrik berisi

elemen pemanas yang terbuat dari bahan konduktor yang hambatan

jenisnya besar. Elemen pemanas diletakkan di dalam selubung

solder. Ketika dialiri arus listrik, elemen tersebut akan menghasilkan

energi kalor dan suhunya naik. Energi kalor yang dihasilkan dihan-

tarkan ke mata solder. Logam mata solder memiliki titik lebur yang

lebih tinggi daripada titik lebur timah solder. Suhu solder yang terlalu

tinggi akan merusak komponen solder.

D. PENGHEMATAN ENERGI LISTRIK

Sumber energi ada yang dapat diperbarui dan ada pula yang

tidak dapat diperbarui. Sebagian besar sumber energi yang kita

gunakan di rumah dan untuk angkutan merupakan sumber energi

yang tidak dapat diperbarui. Akibatnya pada suatu saat akan terjadi

krisis energi. Karena jumlah permintaan energi melebihi batas energi

yang tersedia di bumi, maka para ahli menunjukkan bahwa minyak

bumi dan batu bara di dunia ini akan habis dalam kurun waktu

tertentu.

S

Gambar 10.4

Setrika listrik

Setrika

listrik

Elemen

panas

1. Sebutkan alat-alat yang dapat meng-

ubah energi listrik menjadi energi gerak.

2. Sebutkan alat-alat yang dapat meng-

ubah energi listrik menjadi energi suara.

3. Sebutkan alat-alat listrik yang diguna-

kan setiap hari di rumahmu. Perubahan

bentuk energi apakah yang terjadi pada

alat-alat itu?

S

Gambar 10.5

Solder listrik

Ujung solder

Elemen pemanas

Selubung

180

Mari BIAS 3

1. Mengapa kita harus menghemat energi?

2. Ambillah bukti pembayaran rekening listrik di rumahmu. Di

sebalik rekening terdapat cara tepat menghemat listrik. Apa

sajakah itu?

Walaupun energi listrik yang disediakan PLN cukup besar

namun belum mencukupi kebutuhan listrik secara nasional. Karena

masih terdapat daerah di tanah air ini yang belum mendapat suplai

listrik. Pemerintah terus mengembangkan penyediaan energi listrik

guna pemerataan penggunaan listrik untuk meningkatkan perkem-

bangan industri di seluruh tanah air.

Sumber energi yang terbatas dan banyaknya permintaan

listrik di tanah air mendorong kita untuk menghemat energi di

antaranya penghematan energi listrik. Pemanfaatan energi listrik

secara efektif perlu digalakkan pada seluruh pengguna energi listrik.

Jatah daya listrik yang diberikan PLN perlu dimanfaatkan sebaik-

baiknya.

Berikut ini beberapa usaha penghematan energi listrik.

Mematikan saklar alat listrik yang tidak digunakan.

Menyalakan lampu setelah gelap.

Menggganti lampu pijar dengan lampu TL.

Memilih alat-alat listrik yang berdaya rendah.

Membuat ruangan berjendela.

Mencari sumber-sumber energi alternatif yang dapat diperbarui.

Menemukan alat-alat baru yang menggunakan tenaga surya.

1. Besar energi listrik tergantung pada tegangan, kuat arus, dan waktu.

Besar energi listrik dirumuskan dengan

2

2

V

W V I t

I Rt

t

R

=

=

= ×

2. Satuan kWh digunakan untuk :

a. menghitung energi yang dihabiskan dalam rumah tangga yang

berlangganan listrik,

b. menghitung rekening listrik.

Energi dan Daya Listrik

181

3. Daya listrik adalah besar energi listrik per satuan waktu.

Daya listrik dirumuskan :

2

2

V

PVI I R

R

=×= × =

4. Suatu alat listrik akan mengalami penurunan daya jika dipasang pada

sumber tegangan yang lebih rendah. Adapun, nilai hambatan alat listrik

tersebut selalu tetap.

5. Energi listrik merupakan salah satu bentuk energi yang paling mudah

diubah ke bentuk energi yang lain.

6. Cara menghemat energi listrik antara lain:

a. matikan lampu saat pergi,

b. nyalakan lampu saat gelap,

c . gunakan alat-alat rumah tangga yang daya listriknya rendah.

Kerjakan tugas proyek ini secara berkelompok.

Sediakan seperangkat percobaan yang terdiri atas pemanas, baterai,

amperemeter, stopwatch, dan termometer.

Kamu sudah mengetahui bahwa energi dapat berubah bentuk.

Berdasarkan peralatan yang ada cobalah merancang percobaan untuk

mengetahui peruahan energi listrik ke energi panas. Ingat energi listrik

dapat ditulis dalam persamaan

E

=

V I t

, sedangkan energi panas dapat

ditulis

Q

=

m c

T.

Uji cobakanlah hasil rancanganmu dan bandingkan hasilnya terhadap

rancangan kelompok lain.

Apabila kamu sudah membaca isi bab ini dengan baik, seha-

rusnya kamu sudah dapat mengerti tentang hal-hal berikut.

1. Besar energi listrik.

2. Besar daya listrik.

3. Energi listrik yang terpakai di rumah.

4. Cara penghematan energi listrik.

Apabila masih ada materi yang belum kamu pahami, tanyakan

pada gurumu. Setelah paham, maka pelajarilah bab selanjutnya.

182

Mari BIAS 3

kWh

:

kilowatt hour (kilowatt jam), salah satu satuan energi

listrik selain joule.

sel surya

:

sel yang dapat mengubah energi cahaya menjadi energi

listrik secara langsung.

rekening listrik

:

hitungan pembayaran listrik yang secara periodik

dilakukan (biasanya sekali dalam sebulan).

Kerjakan soal-soal berikut di buku kerjamu

A. Pilihlah salah satu jawaban yang benar.

1. Perubahan energi pada foto sel adalah

....

a. energi cahaya menjadi energi listrik

b. energi kimia menjadi energi listrik

c . energi cahaya menjadi energi kimia

d. energi kimia menjadi energi cahaya

2. Solder listrik dayanya 30 watt memiliki

hambatan 120 ohm. Tegangan solder

adalah ....

a. 0,25 V

c . 60 V

b. 40 V

d. 3.600 V

3. Pompa air dayanya 128 watt dan ham-

batannya 800 ohm. Kuat arus pada pom-

pa adalah ....

a. 0,2 A

c . 0,4 A

b. 0,3 A

d. 0,8 A

4. Alat listrik digunakan pada tegangan

3,5 V mengalir arus listrik 0,01 A selama

5 jam. Banyaknya energi listrik yang di-

perlukan adalah ....

a. 0,035 J

c . 630 J

b. 0,175 J

d. 1.010 J

5. Lampu dialiri arus listrik 500 mA. Jika

hambatannya 140 ohm, daya lampu ada-

lah ....

a. 35 watt

c . 7.000 watt

b. 70 watt

d. 70.000 watt

6. Setrika bertuliskan 100 W/220 V, saat

digunakan elemennya putus. Jika elemen

itu diperbaiki dengan kawat konstanta

yang tiap meter hambatannya 121 ohm

maka dibutuhkan kawat konstanta se-

panjang ....

a. 1 m

c . 3 m

b. 2 m

d. 4 m

7. Alat pengering membutuhkan energi

listrik 8.000 J selama 30 menit. Jika

hambatan alat itu 360 ohm, tegangan

pada alat tersebut adalah ....

a. 13,5 volt

c . 40 volt

b. 30 volt

d. 60 volt

Energi dan Daya Listrik

183

8. Lampu menyala ditunjukkan grafik ber-

ikut. Hambatan dan daya lampu adalah

....

a. 10 ohm dan 40 watt

b. 0,1 ohm dan 18 watt

c . 18 ohm dan 22 watt

d. 22 ohm dan 40 watt

9. Alat listrik berikut yang memiliki ham-

batan paling besar adalah ....

10. Berikut yang

bukan

cara menghemat

energi adalah ....

a. nyalakan lampu saat diperlukan

b. pilih alat listrik yang daya listriknya be-

sar

c . matikan kompor saat pergi

d. pakai bak penampungan air

11. Berikut ini yang bukan satuan daya listrik

adalah ....

a. joule/detik

c .

ampere

2

. ohm

b. volt.ampere

d. volt.ohm

2

12. Besaran yang mempunyai satuan kWh

adalah ....

a. energi listrik

c . hambatan listrik

b. daya listrik

d. tegangan listrik

13.

Gambar berikut menunjukkan tiga buah

lampu menyala selama 5 menit. Energi

listrik yang diperlukan adalah ....

a. 18.000 J

c . 45.000 J

b. 27.000 J

d. 54.000 J

14. Berikut ini yang tidak memengaruhi ba-

nyaknya tagihan rekening listrik yang ha-

rus dibayarkan kepada PLN adalah ....

a. angka kWh yang tertera pada kWh

meter besar

b. lamanya penggunaan alat-alat listrik

c . banyak lampu yang digunakan

d. harga alat-alat elektronik

15. Perhatikan tabel berikut.

Berdasarkan tabel, yang menyatakan hu-

bungan yang benar adalah ....

a. 1, 2 dan 3

c . 2 dan 4

b. 1 dan 3

d. 4

16. Lampu mampu menyala 30 menit mem-

butuhkan energi 2.700 J. Apabila lampu

diharapkan menyala 45 menit, dibutuh-

kan tambahan energi sebesar ....

a. 1.350 J

c . 3.500 J

b. 1.500 J

d. 4.050 J

17. Data alat:

1. Oven

4.

Magic Jar

2. Bor listrik

5. Rice Cooker

3. Mikser

6. Mesin cuci

Alat yang dapat mengubah energi listrik

menjadi energi kinetik ditunjukkan oleh

nomor ....

a. 1, 2, dan 3

c . 2, 4, dan 6

b. 1, 4, dan 5

d. 2, 3 dan 6

18. Elemen pemanas hambatannya 100 ohm,

selama 20 menit mengalir arus listrik 0,5

A. Energi kalor yang ditimbulkan adalah

....

a. 10 kalori

c . 7.200 kalori

b. 1.000 kalori

d. 30.000 kalori

V

(volt)

I

(A)

0

2

20

20

60

30

3A

No.

a.

b.

c.

d.

Jenis alat

Blender

Mikser

Kulkas

Pompa air

Bertuliskan

125 W/220 V

150 W/220 V

60 W/220 V

100 W/220 V

No.

1.

2.

3.

4.

I

(A)

2

4

3

6

R

(ohm)

50

100

600

200

P

(watt)

200

40.000

5.400

1.200

184

Mari BIAS 3

S

L

1

S

L

3

L

2

L

4

19. Dalam upaya mengatasi krisis energi lis-

trik perlu dibangun reaktor atom. Per-

ubahan energi yang diharapkan pada

reaktor ini adalah ....

a. energi listrik menjadi energi kimia

b. energi kimia menjadi energi nuklir

c . energi nuklir menjadi energi listrik

d. energi listrik menjadi energi nuklir

20. Empat buah lampu identik, jika sakelar

ditutup lampu yang menyala paling te-

rang adalah ....

a. L

1

b. L

2

c. L

3

d. L

4

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas.

1. Sebuah lampu dipasang pada tegangan

220 volt dan kuat arus yang mengalir 2

ampere. Berapakah energi yang diperlu-

kan selama 5 menit?

2. Sebuah oven hambatannya 600 ohm di-

aliri arus listrik 0,5 ampere. Berapakah

energi kalor yang dihasilkan selama 6

menit?

3. Lampu TL dan lampu pijar bertuliskan

sama 60 W/220 V. Mengapa lampu TL

menyala lebih terang daripada lampu

pijar, walaupun menggunakan energi lis-

trik yang sama besarnya? Jelaskan de-

ngan singkat.

4. Sebuah setrika bertuliskan 220 V/100 W

menyala 10 menit. Berapakah energi ka-

lor yang ditimbulkan?

5. Sebuah keluarga berlangganan listrik, se-

tiap hari menggunakan alat-alat sebagai

berikut.

– 6 lampu 20 watt menyala 5 jam

– sebuah TV 300 watt menyala 3 jam

– sebuah sanyo 125 watt menyala 2 jam

– sebuah kulkas 100 watt menyala 8 jam

– sebuah setrika 300 watt menyala 2 jam

Jika harga per kWh Rp1.000,00 ber-

apakah rekening listrik yang harus diba-

yar tiap bulan (30 hari)?