Halaman
Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik
129
VI
Sumber Arus Listrik
dan Energi Listrik
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901
212
Senter dapat menyala jika dipasangi baterai. Bagaimana jika baterainya melemah? Haruskah
diganti dengan baterai yang baru? Apakah perbedaan antara baterai dengan akumulator (aki)?
Listrik dapat menyebabkan seterika menjadi panas sehingga dapat digunakan untuk menggosok
dan menghaluskan baju. Bagaimana perubahan-perubahan energi listrik?
Konsep listrik dan penerapannya sangat perlu untuk kita pahami. Dalam pembelajaran ini,
kamu dapat mendeskripsikan prinsip kerja elemen dalam menimbulkan arus listrik dan hubungan
antara energi dengan daya listrik beserta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
130
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
•daya
• elemen listrik
• energi listrik
Kata Kunci
>
Perubahan
Daya
Biaya
Pemakaian
Energi Listrik
Penghematan
Sumber Arus Listrik
Listrik
>
Elemen Primer
Elemen Volta
Elemen Daniell
Elemen Sekunder
>
>
>
>
ggl
Tegangan Listrik
>
>
>
Kalor
Cahaya
Gerak
>
>
>
>
>
>
>
>
contoh
mempunyai
menghasilkan
dapat mengalami
menjadi
mengatasi keter-
batasan energi
berasal dari
menghasilkan
mempunyai
ditentukan
oleh
konsekuensi
Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik
131
Dapatkah kamu menyebutkan sumber-sumber arus listrik
yang ada di rumahmu? Sumber arus listrik adalah benda-benda
yang dapat menghasilkan arus listrik, contohnya baterai,
akumulator, elemen Volta, elemen Daniell, dan elemen Weston.
Mobil-mobilan dapat bergerak karena memperoleh energi listrik
dari baterai, lampu senter dapat digunakan setelah dipasang
baterai ke dalamnya.
1. Gaya Gerak Listrik
Semua sumber arus listrik memiliki kemampuan
memberikan gaya pada elektron sehingga elektron dari sebuah
atom materi dapat bergerak. Gaya dari sumber baterai yang
demikian disebut sebagai
gaya gerak listrik (ggl)
.
Gaya gerak listrik sering juga disebut tegangan. Satuan gaya
gerak listrik adalah volt (V). Ggl diberi lambang E. Misal pada
kulit luar baterai tercantum label 1,5 V, ini menunjukkan
besarnya ggl yang dibangkitkan oleh baterai tersebut. Jadi, ggl
merupakan beda potensial antara kutub-kutub sebuah sumber
listrik (baterai) saat sumber tidak mengalirkan listrik (saklar
terbuka).
2. Elemen Primer
Di rumahmu pasti terdapat jam dinding, bukan? Jam
dinding dapat berfungsi jika telah diberi baterai. Akan tetapi
semakin lama, baterai tersebut akan melemah sehingga akhirnya
tidak mampu menghidupkan jam dinding tersebut. Apa yang
kamu lakukan? Tentunya kamu harus mengganti baterai jam
tersebut dengan baterai baru.
Mengapa arus yang diberikan oleh baterai semakin lama
semakin melemah? Hal ini dikarenakan baterai tersebut sudah
tidak dapat memberikan gaya gerak listrik. Adakah sumber arus
listrik lain yang tidak perlu diganti dan energinya kekal?
Berdasarkan kemampuannya memberikan gaya gerak listrik,
sumber arus listrik dibedakan menjadi elemen primer dan
elemen sekunder. Baterai yang digunakan oleh jam dinding
merupakan elemen primer.
Elemen primer merupakan sebuah sumber arus listrik.
Elemen primer merupakan sumber arus listrik yang bersifat
sekali pakai. Artinya jika sumber arus tersebut sudah habis
energinya, kamu tidak dapat mengisi elemen primer. Kamu
harus mengganti sumber arus listrik tersebut dengan sumber
arus yang baru.
a. Baterai
Tahukah kamu mengapa baterai dapat memberikan arus
listrik? Baterai merupakan elemen kering. Jika kamu amati,
A
Sumber Arus Listrik
Gambar 6.1
Beberapa jenis baterai.
132
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
baterai memiliki dua kutub yaitu kutub positif dan kutub
negatif. Kutub positif baterai berupa batang karbon yang
dibenamkan ke dalam campuran mangan dioksida (MnO
2
)
dan amonium klorida (NH
4
Cl). Kutub negatif baterai adalah
lapisan paling luar yang terbuat dari seng (Zn).
Gambar 6.2
adalah gambar baterai yang mempunyai kutub
positif dan kutub negatif. Campuran mangan dioksida
berfungsi sebagai zat pelindung elektrolit. Di antara lapisan
paling luar yaitu seng berfungsi sebagai kutub negatif dan
campuran mangan dioksida terdapat pasta amonium klorida
yang berfungsi sebagai elektrolit. Di antara kutub positif dan
kutub negatif ini terdapat beda potensial. Beda potensial
inilah yang menyebabkan baterai tersebut dapat mengalirkan
arus listrik jika dipasangkan secara benar dalam sebuah
rangkaian. Suatu saat, karbon dan elektrolit dari baterai akan
habis sehingga baterai tersebut tidak dapat menghasilkan
arus listrik. Baterai termasuk sumber arus listrik yang tidak
dapat diisi ulang.
Dengan adanya arus listrik ini, kamu akan dipermudah
memperoleh sumber energi listrik yang dapat dibawa ke
mana-mana, sehingga akan lebih mudah dan praktis. Baterai
masih banyak digunakan pada jam dinding, radio, lampu
senter, dan sebagainya. Pemanfaatan baterai dalam
kehidupan sehari-hari ditunjukkan pada
Gambar 6.3
.
Penyempurnaan dari sel seng karbon adalah baterai alkalin.
Ukuran, bentuk, dan tegangannya mirip dengan sel seng
karbon, tetapi jika digunakan dalam suatu peralatan, sel
alkalin dapat bertahan enam atau tujuh kali lebih lama di-
banding sel seng karbon biasa. Dalam sel alkalin mengan-
dung elektrolit larutan kalium hidroksida. Pelat logamnya
terbuat dari nikel dan senyawa kadmium.
b. Elemen Volta
Elemen volta ini kali pertama ditemukan oleh Alessandro
Volta (1745 – 1827) seorang ahli Fisika berkebangsaan Italia.
Elemen volta adalah sel elektrokimia yang dapat meng-
hasilkan arus listrik.
Gambar 6.5
memperlihatkan sebuah
elemen volta.
Gambar 6.2
Diagram elemen kering.
Sumber:
Microsoft Student 2006
batang
karbon
campuran
MnO
2
dan
NH
4
Cl
Zn
Gambar 6.3
Contoh peralatan yang
menggunakan baterai
sebagai sumber arus.
Gambar 6.4
Alessandro Volta, pene-
mu elemen volta.
Sumber:
Microsoft Student 2006
Gambar 6.5
a. Diagram elemen volta.
b.
Beda potensial yang dihasilkan oleh elemen volta.
Sumber:
www.wpsprenhall.com
tembaga
(katoda)
jembatan garam
seng
(anoda)
ab
Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik
133
Elemen volta terdiri atas tabung kaca yang berisi larutan
asam sulfat (H
2
SO
4
) dan sebagai anoda adalah logam Cu
(tembaga) sedangkan kutub negatif adalah Zn (seng). Jika
elektroda-elektroda seng dan tembaga dimasukkan ke dalam
larutan asam sulfat, akan terjadi reaksi kimia yang
menyebabkan lempeng tembaga bermuatan listrik positif
dan lempeng seng bermuatan listrik negatif. Hal ini
menunjukkan bahwa lempeng tembaga memiliki potensial
lebih tinggi daripada potensial lempeng seng. Elektron akan
mengalir dari lempeng seng menuju lempeng tembaga. Jika
kedua lempeng ini dirangkaikan dengan lampu, arus akan
mengalir dari lempeng tembaga ke lempeng seng sehingga
lampu akan menyala. Namun, aliran arus listrik ini tidak
berlangsung lama sehingga lampu akan padam. Hal ini
dikarenakan gelembung-gelembung gas hidrogen yang
dihasilkan oleh asam sulfat (H
2
SO
4
) akan menempel pada
lempeng tembaga. Gelembung gas hidrogen ini akan
menghambat aliran elektron. Kamu telah mengetahui bahwa
arus listrik adalah aliran elektron-elektron sehingga jika aliran
elektron ini terhambat, tidak akan ada arus yang mengalir.
Peristiwa ini disebut polarisasi. Dengan kata lain, polarisasi
adalah peristiwa tertutupnya elektroda elemen oleh hasil
reaksi yang mengendap pada elektroda tersebut. Namun
demikian, ide Volta inilah yang menjadi prinsip dalam
pembuatan baterai dan aki.
c. Elemen Daniell
Cara kerja elemen daniell pada dasarnya sama dengan cara
kerja elemen volta. Namun pada elemen daniell ditambah-
kan larutan tembaga sulfat (CuSO
4
) untuk mencegah terjadi
polarisasi, yang dinamakan depolarisator sehingga usia
elemen dapat lebih lama. Perhatikan diagram sel daniell pada
Gambar 6.6
!
3. Elemen Sekunder
Tidak seperti elemen primer, elemen sekunder bersifat dapat
diperbaharui. Artinya tegangan yang berasal dari elemen
sekunder suatu saat akan habis, tetapi kamu masih dapat mengisi
elemen tersebut. Contoh elemen sekunder adalah akumulator.
Akumulator banyak digunakan dalam kendaraan bermotor
seperti sepeda motor dan mobil.
Akumulator disebut juga elemen basah. Akumulator terdiri
atas pasangan-pasangan keping timbal dan timbal dioksida.
Pasangan ini disebut sel (
Gambar 6.7
). Setiap pasangan timbal
dan timbal dioksida ini mampu memberikan tegangan 2 volt.
Kapasitas penyimpanan sebuah aki dapat terlihat berupa tulisan
angka pada aki. Contoh, pada aki tertulis 12V 40 AH, artinya
aki mempunyai ggl 12 volt dan mengalirkan arus listrik 40
ampere selama 1 jam.
Sama seperti pada baterai, akumulator juga mempunyai dua
buah kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif. Kutub negatif
Info Sains
Sel Bahan Bakar
Sel bahan bakar (
fuel cell
)
memanfaatkan reaksi kimia untuk
menghasilkan arus listrik. Tidak
seperti baterai, sel bahan bakar
tetap berfungsi selama masih
ada pasokan bahan bakar dan
oksigen. Bahan bakar dapat
berupa hidrogen atau substansi
lain yang mengandung hidrogen,
misalnya gas alam. Bahan bakar
dan oksigen bergabung meng-
hasilkan arus listrik dan air.
Sel bahan bakar tergolong
efisien dan tidak menyebabkan
polusi. Sel ini dipakai di dalam
mesin wahana ruang angkasa
untuk memproduksi air bersih,
untuk keperluan minum, cuci, dan
masak. Sel bahan bakar juga
digunakan untuk mencatu daya
beberapa tipe kendaraan ber-
motor listrik.
Sumber: Ensiklopedia Iptek
Gambar 6.6
Diagram elemen daniell.
Gambar 6.7
Diagram sebuah sel
akumulator
.
timbal
timbal
dioksida
H
2
SO
4
batang
seng
batang
tembaga
wadah ber-
pori (larutan
dapat mele
watinya)
larutan seng
sulfat
larutan
tembaga sulfat
134
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
terletak pada timbal dan kutub positif pada timbal dioksida.
Timbal dan timbal dioksida dicelupkan ke dalam larutan
elektrolit asam sulfat. Keuntungan pemakaian elemen sekunder
misalnya akumulator yaitu dapat diperbaharui. Agar akumulator
dapat berfungsi kembali, perlu dimuati oleh sumber arus searah
(DC).
Info Sains
Baterai
Handphone
Termasuk elemen apakah baterai
pada telepon genggam (
hand
-
phone
)?
Baterai pada telepon genggam
termasuk elemen sekunder
karena baterai tersebut dapat
diisi ulang jika tegangannya telah
habis.
Gambar 6.8
Penampang bagian dalam sebuah akumulator.
Perubahan energi saat aki digunakan yaitu dari energi kimia
menjadi energi listrik. Sedangkan saat pengisian aki terjadi
perubahan energi dari energi listrik menjadi energi kimia. Cara
pengisian aki adalah sebagai berikut.
a. Hubungkan dengan sumber tegangan arus DC yang beda
potensialnya lebih tinggi dari aki tersebut.
b . Arus yang mengalir kecil sehingga perlu waktu lebih lama.
Hal ini bertujuan agar tidak merusakkan sel aki.
c. Ukur konsentrasi larutan dengan hidrometer.
d. Perhatikan ukuran kapasitas akinya dengan amperejam.
4. Tegangan Listrik
Tegangan listrik adalah beda potensial antara dua buah kutub
sumber tegangan. Alat untuk mengukur tegangan disebut
voltmeter. Selain tegangan antara kutub-kutub sumber
tegangan, setiap alat listrik dalam sebuah rangkaian tertutup
akan mempunyai tegangan yang dapat diukur dengan voltmeter.
Tegangan ini disebut tegangan jepit. Jadi tegangan jepit
merupakan beda potensial antara kutub-kutub sebuah sumber
arus listrik ketika sumber mengalirkan arus listrik. Misalkan
sebuah sumber 12 V digunakan untuk menyalakan sebuah
lampu, ukurlah potensial listrik lampu tersebut dengan cara
memasangkan voltmeter secara paralel dengan lampu. Tegangan
yang terbaca pada voltmeter ini merupakan tegangan jepit atau
tegangan terpakai oleh alat. Nilai tegangan jepit tergantung pada
nilai hambatan bebannya. Makin besar nilai hambatan bahan
makin kecil nilai tegangan jepitnya.
Untuk mengetahui cara mengukur tegangan listrik dalam
suatu rangkaian listrik, lakukan
Kegiatan 6.1
berikut ini.
penutup
lubang angin
terminal positif
cairan elektrolit (H
2
SO
4
)
terminal negatif
wadah
pembatas
antarsel
penutup
lubang angin
elektroda positif
(timbal dioksida)
penghubung
antarsel
Gambar 6.9
Voltmeter, digunakan
untuk mengukur te-
gangan listrik.
Sumber:
Microsoft Student 2006
Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik
135
Kegiatan 6.1
Alat dan Bahan
Tiga buah batu baterai, lampu, voltmeter, serta kabel
Prosedur Kerja
1. Ukurlah tegangan dari sumber tegangan baterai yang
disusun secara seri, dengan cara memasangkan
voltmeter pada kedua kutub baterai (gambar a).
2. Catatlah angka yang ditunjukkan voltmeter tersebut.
3. Apakah angka yang ditunjukkan voltmeter sama
dengan angka yang tertulis pada baterai?
4. Hubungkan baterai tersebut dengan sebuah lampu.
5. Pasanglah voltmeter secara paralel dengan lampu
(gambar b).
6. Ketika rangkaian dalam keadaan tertutup, ukurlah
tegangan menggunakan voltmeter.
7. Bandingkan tegangan jepit dan tegangan sumber.
8
Bagaimana kesimpulanmu?
baterai
baterai
b
a
Tugas 6.1
Carilah contoh lain dari sel sekunder, kemudian pelajari-
lah bagian-bagiannya dan prinsip kerjanya! Bacakan
hasilnya di depan kelas!
1. Apa yang dimaksud elemen primer dan elemen sekunder?
2. Jelaskan cara kerja elemen volta!
3. Apakah perbedaaan antara elemen volta dengan elemen daniell?
4. Apa yang dimaksud tegangan jepit dan GGL?
5. Bagaimana cara mengukur GGL dan tegangan jepit dengan voltmeter?
Latihan 6.1
B
Energi Listrik
Dapatkah kamu memberi contoh perubahan energi listrik
menjadi bentuk energi lainnya dalam kehidupan sehari-hari?
Dalam kehidupan sehari-hari, energi listrik dapat diubah
menjadi energi kalor, energi cahaya, dan energi gerak. Nah, agar
kamu lebih memahami bagaimana perubahan bentuk energi
Mengukur Tegangan Listrik
136
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
listrik dan alat-alat yang memanfaatkan energi listrik, pelajarilah
uraian berikut dengan baik.
1. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Kalor
Perubahan energi listrik menjadi energi kalor dapat kamu
amati pada alat-alat seperti setrika listrik, kompor listrik, solder,
dan teko listrik. Perhatikan alat-alat yang dapat mengubah energi
listrik menjadi energi kalor pada
Gambar 6.10
!
Tahukah kamu bagian dalam alat-alat tersebut yang dapat
menghasilkan energi kalor? Alat-alat tersebut dapat meng-
hasilkan kalor karena memiliki elemen pemanas.
Elemen pemanas merupakan sejenis hambatan listrik. Ketika
elemen pemanas dialiri arus listrik selama waktu tertentu, maka
sebagian arus listrik ini akan berubah menjadi energi kalor.
Adanya energi kalor menyebabkan benda-benda yang
berhubungan dengan konduktor elemen pemanas, seperti
pakaian pada setrika listrik, bahan makanan pada kompor listrik,
timah pada solder, dan air pada teko listrik, akan mengalami
kenaikan suhu.
Elemen pemanas biasanya terbuat dari kawat nikrom yang
dililitkan pada lempeng isolator tahan panas, seperti asbes mika.
Seluruh bagian lilitan ini ditutupi lagi dengan bahan isolator
yang tahan panas, seperti keramik. Alat-alat listrik tersebut aman
untuk disentuh karena bagian elemen pemanas telah disekat
dengan isolator tahan panas. Besarnya kalor yang dihasilkan
elemen pemanas tergantung pada panjang kawat, luas penam-
pang kawat, dan jenis kawat.
Gambar 6.10
Peralatan listrik yang
mengubah energi listrik
menjadi energi kalor
.
Gambar 6.11
Elemen pemanas pada
teko listrik.
Tugas 6.2
Carilah informasi mengenai bagian-bagian setrika dan
prinsip kerjanya sehingga setrika dapat menghasilkan
panas! Buatlah dalam bentuk karya tulis, kemudian
diskusikan hasilnya di depan kelas!
2. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Cahaya
Alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi
cahaya adalah lampu. Saat ini ada dua jenis lampu yang banyak
digunakan, yaitu lampu pijar dan lampu neon atau lampu
tabung.
Lampu pijar terbuat dari bahan filamen yang digulung
menyerupai spiral. Filamen ini dipasang dalam bola kaca yang
berisi gas nitrogen dan argon. Perhatikan bagian-bagian lampu
pijar pada
Gambar 6.12
.
Tahukah kamu bagaimana lampu pijar dapat mengubah
energi listrik menjadi energi cahaya? Filamen pada lampu pijar
terbuat dari kawat tungsten yang sangat tipis dan digulung
menjadi spiral rangkap. Ketika dialiri arus listrik, filamen lampu
Gambar 6.12
Lampu pijar dan bagian-
bagiannya.
filamen
bola kaca
penyangga
kawat
konduktor
Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik
137
ini berpijar sampai berwarna putih sehingga lampu
memancarkan cahaya. Selain memancarkan cahaya, sebagian
energi listrik yang mengalir melalui filamen lampu ini diubah
menjadi kalor. Hal ini menyebabkan lampu pijar terasa panas
saat kamu sentuh.
Tungsten dipilih sebagai filamen karena bahan ini tahan
panas, titik leburnya mencapai 3.400° C, sehingga tungsten
dapat berpijar tanpa melebur. Oleh karena filamen lampu
mudah terbakar di udara, maka di dalam bola kaca lampu pijar
diisi gas argon dan gas nitrogen. Gas ini tidak bereaksi dengan
logam panas sehingga filamen tidak terbakar.
Lampu TL (
tube luminescent
) memiliki cara kerja yang
berbeda dengan lampu pijar. Di dalam lampu TL tidak terdapat
filamen, seperti pada lampu pijar. Lampu TL terdiri atas tabung
kaca yang hampir hampa udara dan berisi uap raksa. Di ujung-
ujung lampu TL terdapat elektroda yang diberi beda potensial
yang cukup tinggi. Perbedaan beda potensial ini menghasilkan
loncatan bunga api listrik di antara kedua elektroda sehingga
gas yang ada di dalam lampu TL memancarkan cahaya. Cahaya
tersebut mengenai lapisan fosfor yang ada dalam tabung lampu
TL sehingga lapisan fosfor memendar dan lampu terlihat
mengeluarkan cahaya.
Lampu TL merupakan lampu yang hemat energi. Karena
lampu TL dapat mengubah 60% energi listrik menjadi energi
cahaya dan 40% lainnya menjadi energi kalor. Hal ini berbeda
dengan lampu pijar yang hanya mengubah 10% energi listrik
menjadi energi cahaya.
3. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Gerak
Dapatkah kamu menyebutkan alat-alat yang dapat
mengubah energi listrik menjadi energi gerak.
Gambar 6.14
memperlihatkan alat-alat yang mengubah energi listrik menjadi
energi gerak, di antaranya kipas angin, bor listrik, gergaji listrik,
dan mesin jahit listrik. Bagaimana alat-alat tersebut dapat
mengubah energi listrik menjadi energi gerak? Alat-alat tersebut
dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerak dengan
bantuan motor listrik. Perubahan energi listrik menjadi energi
gerak pada motor listrik dimulai dengan perubahan energi listrik
menjadi induksi magnet. Induksi magnet inilah yang
menyebabkan poros atau as pada alat-alat listrik bergerak.
Gambar 6.14
Alat-alat yang meng-
ubah energi listrik men-
jadi energi gerak.
1. Tuliskan beberapa bentuk energi yang dapat dihasilkan dari energi listrik!
2. Tuliskan alat-alat yang dapat mengubah energi berikut!
a. energi listrik menjadi energi kalor
b . energi listrik menjadi energi gerak
3. Bagaimanakah cara kerja lampu pijar sehingga dapat menghasilkan listrik?
Latihan 6.2
Gambar 6.13
Lampu TL dan bagian-
bagiannya.
starter
tabung kaca
berlapis fosfor
elektroda
elektroda
kumparan
ballast
aliran elektron
kabel ke sumber listrik
Sumber:
Microsoft Student 2006
138
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
4. Hubungan Tegangan, Kuat Arus, dan Energi Listrik
Apa yang terjadi ketika lampu 3 volt dihubungkan dengan
baterai sebesar 6 volt? Ketika lampu 3 volt dihubungkan dengan
sumber tegangan sebesar 6 volt, lampu tersebut akan menyala
sangat terang. Sebaliknya, jika lampu tersebut dihubungkan
dengan sumber tegangan 1,5 volt, lampu akan menyala redup.
Berdasarkan uraian tersebut, besarnya energi listrik sangat
bergantung pada tegangan listrik. Nah, tahukah kamu faktor-
faktor lainnya yang memengaruhi besar energi listrik? Mari
menyelidiki faktor-faktor yang memengaruhi besarnya energi
listrik melalui kegiatan berikut.
4. Apakah perbedaan antara lampu pijar dan lampu TL? Manakah di antara kedua
lampu tersebut yang lebih hemat?
5. Berilah tiga contoh alat listrik yang hemat energi!
Kegiatan 6.2
Alat dan Bahan
Gelas kimia berisi air 200 mL, baterai 6 volt dan 12 volt,
pemanas air 12 volt, amperemeter, termometer,
stopwatch, dan kabel penghubung.
Prosedur Kerja
1. Susunlah rangkaian percobaan seperti gambar.
2. Ukurlah suhu air mula-mula. Celupkan pemanas
listrik ke dalam gelas kimia yang telah diisi air 200
mL, kemudian hubungkan pemanas air dengan
baterai 6 volt.
3. Ukurlah waktu yang diperlukan pemanas air untuk
memanaskan 200 mL air sehingga suhunya naik
sebesar 5° C.
4. Ulangi langkah 1 sampai langkah 3, tetapi pemanas air dihubungkan dengan baterai
12 V, kemudian tuliskan hasil pengamatanmu pada tabel seperti berikut.
Tegangan Baterai
(
V
)
6 V
12 V
Kuat Arus Listrik
(
I
)
Waktu yang diper-
lukan (
t
)
V · I · t
Diskusikanlah pertanyaan berikut untuk mendapatkan kesimpulan!
1. Bagaimana nilai
V · I · t
jika pemanas air dihubungkan dengan baterai 6 volt ?
2. Bagaimana nilai
V · I · t
jika pemanas air dihubungkan dengan baterai 12 volt?
3. Berdasarkan kegiatan yang telah kamu lakukan, apakah kesimpulan yang dapat kamu
ambil?
termometer
amperemeter
air
baterai
pemanas air
12 V
Menyelidiki Hubungan Antara Tegangan, Kuat Arus, dan Energi Listrik
Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik
139
Dari
Kegiatan 6.2
, kamu dapat mengamati bahwa besar kuat
arus yang melewati pemanas air saat dihubungkan dengan
tegangan 12 volt adalah dua kali lebih besar daripada saat
pemanas air dihubungkan dengan sumber tegangan 6 volt.
Adapun waktu yang dibutuhkan pemanas air saat dihubungkan
dengan sumber tegangan 12 volt lebih cepat daripada saat
pemanas air dihubungkan dengan sumber tegangan 6 volt. Dari
uraian tersebut dapat diperoleh kesimpulan bahwa energi listrik
sebanding dengan tegangan listrik (
V
), kuat arus listrik (
I
), dan
waktu (
t
). Secara matematis pernyataan tersebut dapat
dinyatakan sebagai berikut.
W
=
V · I · t
......... (6.1)
Kamu telah mempelajari Hukum Ohm yang menyatakan
bahwa:
atau
V
IVIR
R
==⋅
Sehingga
Persamaan (6.1)
dapat ditulis menjadi:
W
=
V · I · t
=
2
VV
Vtt
RR
§·
⋅⋅=⋅
̈ ̧
©¹
......... (6.2)
atau
W
=
V · I · t
= (
I · R
)
· I · t
=
I
2
· R · t
......... (6.3)
Keterangan:
W
=
energi listrik (joule)
V
=
tegangan listrik (volt)
I
=
kuat arus listrik (ampere)
t
=
selang waktu (sekon)
R
=
hambatan listrik (ohm)
Contoh
1. Sebuah lampu 220 volt dialiri arus listrik sebesar 5 ampere.
Tentukanlah energi listrik yang timbul setelah lampu tersebut
dialiri arus listrik selama:
a. 10 sekon
b. 5 menit
Jawab:
V
= 220 volt
I
= 5 ampere
a.
t
= 10 sekon
W
=
V · I · t
=
(220 volt)
·
(5 A)
·
(10 s)
=
11.000 joule
Gambar 6.15
Lampu menyala redup
jika dihubungkan dengan
sumber tegangan yang
lebih rendah dari te-
gangan kerjanya.
140
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
b.
t
=
5 menit = 5
·
60 sekon = 300 sekon
W
=
V · I · t
=
(220 volt)
·
(5 A)
·
(300 s)
=
330.000 joule
2. Sebuah setrika listrik 220 volt memiliki elemen pemanas
50 ohm. Berapa energi listrik yang dihasilkan setrika tersebut
selama 5 menit?
Jawab:
V
=
220 volt
R
=
50 ohm
t
=5
·
60 s = 300 s
W
=
.... ?
Dengan menggunakan Persamaan (6.2) diperoleh:
W
=
2
V
t
R
⋅
=
2
220
300
50
⋅
=
290.400 joule
3. Energi listrik yang dihasilkan sebuah elemen listrik dengan
hambatan 5 ohm dan dialiri arus listrik selama 2 menit adalah
9.600 J. Berapa kuat arus listrik yang mengalir melalui elemen
listrik tersebut?
Jawab:
R
=5 ohm
W
=
9.600 J
t
=2
·
60 s = 120 s
I
=
.... ?
Dengan menggunakan Persamaan (6.3) diperoleh:
W
=
I
2
· R · t
⇔
9.600
=
I
2
· 5 ·
120
⇔
I
2
=
9.600
16
600
=
⇔
I
=
16
= 4 ampere
5. Penghematan Energi
Energi listrik yang kamu nikmati sehari-hari pada umumnya
berasal dari bahan bakar fosil, seperti gas, batubara, dan minyak
bumi. Ketersediaan bahan bakar fosil tersebut pada umumnya
sangat terbatas. Artinya, suatu saat kita akan kehabisan bahan
bakar fosil. Oleh karena itu, apa yang harus kamu lakukan agar
sumber energi tidak cepat habis? Hal penting yang harus kamu
lakukan adalah mulai dengan segera melakukan penghematan
energi, termasuk di antaranya penghematan energi listrik.
Nah, tahukah hal-hal apa saja yang dapat kamu lakukan
untuk menghemat energi listrik? Hal-hal yang dapat kamu
lakukan untuk menghemat energi listrik di rumahmu adalah
sebagai berikut.
1. Tidak menyalakan lampu di siang hari.
2. Mematikan televisi jika tidak ditonton.
Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik
141
3. Mematikan alat-alat listrik setelah selesai dipakai.
4. Menggunakan lampu hemat energi seperti lampu neon.
5. Memakai alat-alat listrik yang mempunyai daya rendah.
Setelah kamu memahami bagaimana cara menghemat
energi, cobalah kamu praktikkan penghematan energi dalam
kehidupan sehari-hari!
1. Sebuah pemanas air dihubungkan ke sumber tegangan 220 V sehingga kuat arus
yang mengalir sebesar 5 A. Tentukan energi listrik yang dihasilkan pemanas air setelah:
a. 3 sekon
b. 2 menit
c. 1 jam
2. Sebuah radio yang dihubungkan pada baterai 12 V menghasilkan arus listrik 3 A.
Jika energi listrik yang diberikan radio 4.320 J, berapa lama radio tersebut dialiri arus
listrik?
3. Suatu arus 2 ampere mengalir selama 1 jam melalui seutas kawat yang memiliki
hambatan 100 ohm. Berapakah energi kalor yang dihasilkan?
4. Sebuah setrika listrik 220 volt memiliki elemen pemanas 36 ohm. Berapa energi listrik
yang dihasilkan setrika tersebut selama 6 menit?
5. Energi listrik yang dihasilkan sebuah elemen listrik dengan hambatan 6 ohm dan
dialiri arus listrik selama 6 menit adalah 1.440 J. Berapa kuat arus listrik yang mengalir
melalui elemen listrik tersebut?
6. a. Mengapa energi listrik harus dihemat?
b . Jelaskan cara-cara untuk menghemat pemakaian energi listrik!
Latihan 6.3
C
Daya Listrik
Pernahkah kamu melihat tulisan pada lampu pijar, seperti 5
watt, 10 watt, atau 60 watt? Atau, pernahkah kamu melihat
tulisan pada setrika listrik yang membutuhkan daya 350 watt?
Watt merupakan satuan daya listrik. Nah, tahukah kamu apakah
daya listrik itu? Daya listrik adalah banyaknya energi listrik
yang terpakai setiap sekonnya. Satuan daya listrik adalah watt,
1 watt = 1 joule/sekon. Secara matematis, persamaan daya listrik
dinyatakan sebagai berikut.
W
P
t
=
......... (6.4)
Keterangan:
P
=
daya listrik (watt)
W
=
energi listrik (joule)
t
=
selisih waktu (sekon)
142
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
Satuan daya lainnya:
a. kilowatt (kW), 1 kW = 103 W
b . megawatt (MW), 1 MW = 106 W
Dari Persamaan (6.1) telah diketahui bahwa
W
=
V · I · t
,
sehingga daya listrik dapat juga dituliskan sebagai berikut.
WVIt
PVI
tt
⋅⋅
==
=⋅
......... (6.5)
Dengan mengganti
V
=
V · I
, diperoleh:
P
=
V
⋅
I
= (
I
⋅
R
)
⋅
I
=
I
2
⋅
R
......... (6.6)
Dengan mengganti
, diperoleh:
2
VV
PVIV
RR
=⋅=⋅ =
......... (6.7)
Contoh
1. Sebuah radio 150 watt, 220 volt dihubungkan dengan
sumber tegangan listrik 220 volt selama 1 menit. Berapa
banyak energi listrik yang digunakan?
Jawab:
P
=
150 watt
V
=
220 volt
t
=
1 menit = 1 · 60 s = 60 s
W
=
.... ?
Dengan menggunakan Persamaan (6.4) diperoleh:
W
P
t
=
⇔
150 =
60
W
⇔
W
= 150 · 60
= 9.000 J
2. Sebuah sekring dipasang pada tegangan 220 volt
menyebabkan arus mengalir sebesar 3 A. Berapa daya sekring
tersebut?
Jawab:
V
=
220 volt
I
=
3 ampere
P
=
.... ?
Dengan menggunakan Persamaan (6.5) diperoleh:
P
=
V
·
I
=
220 · 3
=
660 watt
Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik
143
3. Sebuah pemanas air mempunyai elemen pemanas dengan
hambatan 100 ohm dialiri arus listrik sebesar 5 ampere.
Berapakah daya listrik pemanas air tersebut?
Jawab:
R
=
100 ohm
I
=
5 ampere
P
=
.... ?
Dengan menggunakan Persamaan (6.6) diperoleh:
P
=
I
2
×
R
=
52 × 100
=
2.500 watt
4. Sebuah lampu listrik bertuliskan 40 W, 220V. Apakah
artinya?
Jawab:
Lampu bertuliskan 40 W, 220 V artinya lampu tersebut
memerlukan daya 40 W atau energi 40 joule/sekon jika di-
pasang pada tegangan 220 volt.
Setelah kamu memahami hubungan antara daya listrik
dengan energi listrik, dapatkah kamu menghitung berapa
besarnya biaya pemakaian energi listrik di rumahmu? Energi
listrik yang digunakan di rumahmu disuplai oleh PLN. PLN
menggunakan kWh meter untuk mengukur penggunaan energi
listrik oleh konsumen dalam satuan kilowatt jam (kWh =
kilowatt hour). Satu kWh adalah besarnya energi listrik yang
digunakan selama 1 jam dengan daya listrik sebesar 1.000 watt.
Pernahkah kamu mengamati kuitansi pembayaran rekening
listrik di rumahmu? Perhatikan contoh rekening listrik pada
Gambar 6.17
berikut ini.
Gambar 6.16
Salah satu jenis kWh
meter yang digunakan
untuk mengukur peng-
gunaan energi listrik oleh
konsumen.
Gambar 6.17
Contoh kuitansi rekening listrik.
144
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
1. Berapakah daya sebuah pemanas air yang dialiri arus listrik 4 ampere dari sumber
tegangan 220 volt?
2. Sebuah setrika listrik dengan hambatan 150 ohm dialiri arus listrik sebesar 10 ampere.
Berapakah daya setrika listrik tersebut?
3. Sebuah alat listrik yang memiliki hambatan 20 ohm dihubungkan dengan sumber
tegangan 220 volt. Berapakah daya listrik alat listrik tersebut?
4. Pada sebuah lampu pijar tertulis 100 W, 220 V. Jika lampu pijar tersebut dihubungkan
dengan sumber tegangan 150 volt, tentukan daya listrik yang diserap lampu!
5. Dalam sebuah rumah terdapat 6 buah lampu 25 watt, 3 buah lampu 60 watt, 1 buah
televisi 150 watt, 1 buah lemari es 200 watt, dan 1 buah radio 100 watt yang dinyalakan
selama 5 jam setiap harinya. Jika harga 1 kWh adalah Rp 250,00, berapakah biaya
pemakaian listrik dalam 1 bulan (30 hari)?
Latihan 6.4
Rangkuman
•
Gaya gerak listrik atau tegangan adalah gaya dari sumber arus listrik pada elektron
sehingga elektron dari sebuah atom materi dapat bergerak.
•
Sumber arus listrik dibedakan menjadi elemen primer dan elemen sekunder.
a. Elemen primer merupakan sumber arus listrik yang bersifat sekali pakai, misalnya
baterai.
b. Elemen sekunder merupakan sumber arus listrik yang dapat diperbaharui,
misalnya akumulator.
Nah, agar kamu lebih memahami bagai-mana cara
menghitung biaya pemakaian listrik di rumahmu, perhatikan
contoh soal berikut.
Contoh
Dalam sebuah rumah terdapat 6 buah lampu 25 watt, 2 buah
lampu 60 watt, sebuah radio 100 watt, dan sebuah televisi
150 watt yang dinyalakan selama 5 jam setiap harinya. Jika harga
1 kWh sebesar Rp 200,00, berapakah biaya pemakaian listrik
selama 1 bulan (30 hari)?
Jawab:
Daya total alat-alat listrik adalah:
P =
(6 × 25 W) + (2 × 60 W) + (1 × 100 W) + (1 × 150 W)
=
150 W + 120 W + 100 W + 150 W
=
520 W
Pemakaian selama 1 bulan = 5 jam × 30 hari = 150 jam.
Energi listrik selama 1 bulan adalah:
W
=
P
×
t
=
520 watt × 150 jam
=
78.000 watt jam (1 kWh = 1.000 watt jam)
=
78 kWh
Jadi, biaya listrik yang harus dibayar adalah 78 kWh × Rp 200,00
= Rp 15.600,00.
Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik
145
•
Tegangan listrik adalah beda potensial antara dua buah kutub sumber tegangan. Alat
untuk mengukur tegangan disebut voltmeter.
•
Energi listrik dapat diubah menjadi bermacam-macam energi lain yang bermanfaat
bagi kehidupan manusia.
a. Perubahan energi listrik menjadi energi kalor digunakan pada alat-alat seperti
setrika listrik, kompor listrik, solder, dan teko listrik.
b. Perubahan energi listrik menjadi cahaya digunakan pada lampu listrik untuk
penerangan.
c. Perubahan energi listrik menjadi energi gerak digunakan pada alat-alat seperti
kipas angin, bor listrik, gergaji listrik, dan mesin jahit listrik.
•
Energi listrik sebanding dengan tegangan listrik (
V
), kuat arus listrik (
I
), dan waktu (
t
).
W
=
V
·
I
·
t
atau
V
IVIR
R
==⋅
2
VV
WVItV
t
t
RR
§·
= ⋅⋅= ⋅
⋅=
⋅
̈ ̧
©¹
atau
W
=
V · I · t
= (
I · R
) ·
I · t
=
I
2
·
R · t
•
Hal-hal yang dapat dilakukan untuk menghemat energi listrik adalah sebagai berikut.
a. Tidak menyalakan lampu di siang hari.
b . Mematikan televisi jika tidak ditonton.
c. Mematikan alat-alat listrik setelah selesai dipakai.
d. Menggunakan lampu hemat energi seperti lampu neon.
e. Memakai alat-alat listrik yang mempunyai daya rendah.
•
Daya listrik adalah banyaknya energi listrik yang terpakai setiap sekonnya.
Satuan daya listrik adalah watt.
Dirumuskan:
W
P
t
=
Refleksi
Kamu telah selesai mempelajari materi
Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik
dalam bab
ini. Sebelum melanjutkan pelajaran bab VII (Semester II), lakukan evaluasi diri dengan
menjawab beberapa pertanyaan di bawah ini. Jika semua pertanyaan dijawab dengan ‘ya’, berarti
kamu telah menguasai bab ini dengan baik. Namun jika ada pertanyaan yang dijawab dengan
‘tidak’, kamu perlu mempelajari lagi materi yang berkaitan dengan pertanyaan itu. Jika ada
kesulitan atau ada hal-hal yang sukar dimengerti, bertanyalah kepada Bapak/Ibu Guru.
1. Apakah kamu dapat menyebutkan berbagai sumber arus listrik dan arus listrik yang
dihasilkannya?
2. Dapatkah kamu menjelaskan peranan sistem ekskresi terhadap kesehatan dan gangguan
atau kelainan yang dapat terjadi pada sistem ekskresi?
3. Dapatkah kamu memberikan contoh perubahan energi listrik menjadi bentuk energi yang
lain yang banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari?
146
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
1. Tegangan yang dimiliki sebuah alat listrik
disebut ....
a. tegangan jepit
b . ggl
c. hambatan
d. penguat
2. Jika sebuah akumulator polaritasnya
semakin tinggi, maka ....
a. arusnya habis
b . arusnya tetap
c. arusnya bertambah
d. ggl berkurang
3. Elemen volta tidak dapat mengalirkan arus
dalam waktu yang lama, sebab ....
a. timbul gelembung gas yang menempel
pada katoda
b . timbul gelembung gas yang menempel
pada anoda
c. timbul gelembung gas yang menempel
pada seng
d. asam sulfat menempel pada kutub
negatif
4. Untuk mengukur tegangan, sebuah alat
ukur voltmeter harus dipasang ....
a. seri
b . paralel
c. boleh paralel atau seri
d. tidak ada aturan
5. Ketika akumulator diisi ulang terjadi
perubahan energi dari ....
a. listrik ke mekanik
b. mekanik ke listrik
c. kimia ke listrik
d. listrik ke kimia
6. Beda potensial antara ujung-ujung sumber
tegangan disebut ....
a. ggl
b . tegangan jepit
c. tegangan sekunder
d. tegangan primer
7. Berikut adalah termasuk elemen basah,
kecuali
....
a. elemen volta
b . baterai
c. akumulator
d. elemen daniell
8. Larutan yang digunakan dalam elemen
volta adalah ....
a. CuSO
4
b. H
2
SO
4
c. H
2
O
d. CuCl
2
9. Pada suatu kawat penghantar yang mem-
punyai beda potensial 10 volt mengalir arus
listrik 2 ampere setiap detiknya. Energi
kalor yang ditimbulkan adalah sebesar ....
a. 0,2 J
c. 20 J
b . 5,0 J
d. 40 J
10. Pada sebuah alat listrik yang dihubungkan
ke sumber tegangan 220 volt mengalir arus
sebesar 0,25 ampere. Besar daya alat listrik
tersebut adalah ....
a. 55 watt
b . 110 watt
c. 165 watt
d. 275 watt
11. Sebuah radio dipasang pada tegangan 220
volt sehingga arus yang mengalir melalui
radio tersebut adalah 1,5 ampere. Daya
radio tersebut adalah ....
Latih Kemampuan
6
A. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!
4. Dapatkah kamu menghitung besarnya energi listrik yang melalui suatu hambatan atau
peralatan listrik?
5. Apakah kamu dapat menjelaskan cara menghitung daya listrik yang digunakan untuk
menjalankan suatu peralatan listrik?
6. Dapatkah kamu memberi contoh penerapan energi dan daya listrik dalam kehidupan sehari-
hari dan upaya-upaya untuk menghemat pemakaian energi listrik?
Kerjakan di buku tugasmu!
Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik
147
a. 220 watt
b . 330 watt
c. 440 watt
d. 546 watt
12. Berikut ini yang merupakan tindakan
pemborosan pemakaian energi listrik
adalah ....
a. mengurangi penggunaan peralatan
listrik
b . menyalakan lampu di siang hari
c. membatasi pemakaian peralatan listrik
d. memilih peralatan listrik yang mem-
punyai daya rendah
13. Besar pemakaian listrik di rumahmu
diukur dengan menggunakan ....
a. voltmeter
b. amperemeter
B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!
1. a. Tuliskan sumber arus listrik yang termasuk elemen primer dan elemen sekunder!
b . Jelaskan cara kerja elemen volta dan elemen daniell!
2. Tuliskan faktor-faktor yang mempengaruhi besar energi listrik!
3. Hitunglah energi listrik yang dipakai pada alat-alat berikut!
a. Sebuah TV yang dihubungkan pada sumber tegangan 220 V dengan arus 500 mA selama
1 jam.
b . Pemanas air dengan hambatan 250 ohm yang menarik arus 2 ampere selama setengah
jam.
c. Lampu pijar 60 watt yang dinyalakan selama 12 jam.
4. Hitunglah daya listrik pada alat-alat berikut!
a. Sebuah pemanas yang memberikan energi 2,75 kJ selama 15 menit.
b . Lampu neon 960 ohm yang dihubungkan dengan catu daya 120 volt.
c. Setrika listrik 220 volt yang menarik arus sebesar 3 ampere.
5. Dalam sebuah rumah terdapat 6 buah lampu 10 watt, 5 buah lampu 60 watt, 1 buah televisi
200 watt, 1 buah lemari es 150 watt, 1 buah radio 100 watt, dan 1 buah dispenser 120 watt
yang dinyalakan selama 10 jam setiap harinya. Jika harga 1 kWh adalah Rp 225,00, berapakah
biaya pemakaian listrik dalam 1 bulan (30 hari)?
c. wattmeter
d. meteran
14. Lima buah lampu masing-masing 20 watt
dan empat buah lampu masing-masing 100
watt dinyalakan selama 8 jam. Jika harga 1
kWh Rp150,00, biaya pemakaian listrik
selama satu bulan adalah ....
a. Rp10.000,00
b. Rp12.000,00
c. Rp15.000,00
d. Rp18.000,00
15. Berikut yang tidak merupakan sumber
energi alternatif adalah ....
a. angin
b . panas bumi
c. batubara
d. sel surya
Sumber Energi dari Sampah
Beberapa kota besar di dunia memecahkan masalah pembuangan limbah dengan
membakar sampah menjadi uap untuk pemanasan dan pembangkit tenaga listrik. Kira-
kira terdapat 50 fasilitas seperti itu di Amerika Serikat. Limbah dapat menghasilkan
hampir sebanyak energi yang dikeluarkan batu bara yang dibakar. Batu bara meng-
Wacana Sains
148
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
hasilkan energi panas dari 28 – 38 juta joule per kg. Koran usang yang kering dapat
membangkitkan 20 juta joules per kg, sedangkan sisa daging yang dimasak menghasilkan
29 juta joule tiap kg.
Persoalan yang terbesar dari pabrik-pabrik seperti itu adalah polusi udara. Suatu
pemecahan yang dipakai oleh sebuah pabrik pembakar sampah di Saugus,
Massachusetts, menggunakan alat-alat elektrostatis yang menghapuskan partikel debu
dan partikel lain yang keluar dari pipa pembuangan gas dengan memakai daya tarik
listrik. Jenis lain dari alat penghapus menggunakan air untuk membersihkan partikel
dari asap. Sebagai pengganti pembakaran, sampah dapat diubah secara kimia menjadi
suatu bahan bakar gas dengan bantuan bakteri. Tentu saja, ini terjadi di dalam tanah.
Bakteri anaerob, yang tidak memerlukan udara untuk
hidup, mengubah limbah menjadi metana. Kadang-
kadang tempat sampah seperti ini meledak bila gas
terbakar. Perusahaan memanfaatkan gas ini, mem-
prosesnya, dan menjualnya. Proses akan lebih efisien jika
logam dan kaca diambil seperti halnya sampah berada
dalam pabrik pembakaran sampah dan sampah yang
diragikan dalam keadaan terkendali.
Kotoran juga merupakan sebuah sumber metana yang
dapat diperdagangkan. Metana terbukti lebih murah, lebih
bersih, dan tidak merusak mesin daripada bensin.
149
10. Persilangan antara jaruk berbuah besar
manis (BBMM) dengan jeruk berbuah kecil
masam (bbmm) akan menghasilkan F
1
dengan genotipe ....
a. BBmm
c. BbMM
b. BbMm
d. bbMM
11. Penyakit keturunan pada manusia yang
tidak terpaut dengan kromosom seks
contohnya ....
a. hemofilia
b . buta warna
c. anodontia
d. perasa PTC
12. Contoh produk bioteknologi konvensional
adalah ....
a. tempe, tape, kecap, dan anggur sari buah
b . asam amino, kecap, vaksin, dan enzim
c. enzim, vaksin, asam amino, dan
antibiotika
d. tempe, asam amino, antibiotika, dan
cuka
13. Pada kultur jaringan, eksplan yang
dikulturkan akan tumbuh menjadi massa
sel yang belum mengalami diferensiasi
yang disebut ....
a. plantlet
c. totipotensi
b . kalus
d. m
eristem
14. Pernyataan tentang Hukum Coulomb yang
tidak benar adalah ....
a. besarnya dipengaruhi oleh muatan
b . besarnya dipengaruhi oleh jarak
c. besarnya dipengaruhi oleh medium
d. besarnya hanya dipengaruhi oleh salah
satu muatan saja
15. Muatan listrik sebesar 40 C dipindahkan
dari benda 1 ke benda 2. Jika diketahui
usaha untuk memindahkan benda tersebut
120 J, beda potensial listrik antara benda 1
dan benda 2 adalah ....
a. 1 J/C
b . 2 J/C
c. 3 J/C
d. 4 J/C
1. Fungsi ginjal adalah untuk ....
a. menawarkan racun
b. menampung urin
c. membentuk glikogen
d. menyaring darah
2 . Bagian lidah yang paling peka terhadap rasa
asam adalah ....
a. tengah lidah
c. ujung lidah
b . pangkal lidah
d. tepi/pinggir lidah
3. Hormon yang dihasilkan alat kelamin
wanita adalah ....
a. estrogen
c. androgen
b. testosteron
d. parathormon
4. Berikut merupakan fungsi dari saraf
simpatik,
kecuali
....
a. mempercepat denyut jantung
b. memperlebar pembuluh darah
c. memperlebar pupil pada mata
d. menurunkan kadar gula dalam darah
5. Pada musim kemarau pohon jati
menggugurkan daunnya merupakan
bentuk adaptasi ....
a. tingkah laku
c. morfologis
b . fisiologis
d. musim
6. Organisme yang dapat berkembangbiak
secara vegetatif dan generatif adalah ....
a. cacing tanah
c.
Hydra
b . belalang
d. bekicot
7. Cadangan makanan pada telur burung
terdapat pada ....
a. amnion
c. kuning telur
b . alantois
d. albumen
8. Perkembangbiakkan dengan rhizoma
terjadi pada tanaman ....
a. ketela pohon
c. kentang
b . kencur
d. ubi jalar
9. Ercis berbiji bulat (BB) disilangkan dengan
ercis berbiji keriput (bb). Keturunan
pertamanya menghasilkan ercis dengan
genotipe ....
a. BB
c.
b b
b. Bb
d.
Bk
Latihan Semester I
A. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!
Latihan Semester I
150
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
16. Arus listrik adalah ....
a. besarnya hambatan dalam suatu
rangkaian
b . banyaknya muatan yang mengalir per
satuan waktu
c. banyaknya elektron dalam suatu atom
d. besarnya beda potensial antara dua titik
17. Besar arus yang mengalir melalui rangkaian
gambar di bawah ini adalah ....
a. 0,3 A
c. 2,5 A
b . 0,4 A
d. 4,4 A
18. Gaya gerak listrik dimiliki oleh ....
a. ohmmeter
c. voltmeter
b. resistor
d. sumber tegangan
19. Sebuah elemen volta dikatakan habis
jika ....
a. terjadi pengutuban
b. terjadi gelembung
c. cairannya habis
d. elektrodanya habis
20. Berikut ini alat yang menyerap energi
listrik paling banyak jika dihubungkan
dengan sumber tegangan 220 volt
adalah ....
a. pompa listrik 110 watt yang menyala
selama setengah jam
b. setrika listrik 350 watt yang menyala
selama satu jam
c. TV 80 watt yang menyala 12 jam
d. pemanas air 150 watt yang menyala
setengah jam
B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar!
1. Jelaskan mengapa orang yang tuna netra dapat dengan mudah memahami huruf
Braile
!
2. Apa perbedaan dan persamaan sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi?
3. Apa yang harus dilakukan oleh suatu makhluk hidup agar kelestarian jenisnya tetap terjaga?
4. Jelaskan pembuahan tunggal yang terjadi pada tumbuhan gymnospermae. Apa perbedaannya
dengan pembuahan ganda?
5. Pada ercis, biji kuning (K) dominan terhadap biji hijau (k). Biji bulat (B) dominan terhadap
biji keriput (b). Bila ercis yang berbiji kuning bulat homozigot disilangkan dengan ercis
berbiji hijau keriput homozigot, semua keturunan pertamanya (F1) berbiji kuning bulat.
Buatlah diagram perkawinan jika keturunan pertama itu dikawinkan sesamanya. Tentukan
pula perbandingan fenotipe dan genotipe pada F2.
6. Jelaskan prinsip dari kultur jaringan tumbuhan. Jenis tumbuhan apakah yang sering
diperbanyak dengan kultur jaringan?
7. Jelaskan apa yang dimaksud dengan istilah-istilah berikut ini!
a. medan listrik
b . beda potensial listrik
c. hubungan singkat atau korsleting
d. gaya gerak listrik
8. Tuliskan contoh-contoh aplikasi rangkaian seri dan rangkaian paralel!
9. Jelaskan cara kerja elemen Volta dan elemen Daniell!
10. Sebuah lemari es dinyalakan rata-rata 6 jam sehari. Lemari es tersebut dihubungkan dengan
sumber tegangan 220 volt dan membutuhkan arus sebesar 2,5 A. Jika harga 1 kWh Rp150,00,
Berepakah biaya pemakaian energi listrik selama sebulan (30 hari)!