Energi Dan Gaya Listrik (Materi Fisika)

Energi Listrik

Oleh.

Rio Anggala

Materi Fisika

ENERGI LISTRIK

Alat dan bahan :1. Power Suplay2. Amperemeter3. Voltmeter4. Hambatan geser5. Termometer6. Stopwatch7. Statif8. Kawat nikelin 1 m9. Kaki tiga10. Kabel penghubung11. Air12. pengaduk

Langkah Kerja :1. Lilit kawat nikelin hingga membentuk spiral2. Tuangkan air pada gelas beker 100 ml3. Rangkai alat seperti gambar4. Ukur suhu awal air dan catat hasilnya pada table5. Tutup saklar power suplay dan atur hambatan geser

sehingga volt meter menunjuk 2 volt6. Bersamaan saklar ditutup hidupkan stopwatch dan buka

saklar ketika arus listrik telah dialirkan selama 1 menit7. Aduk air dengan perlahan – lahan8. Baca kuat arus yang mengalir dan catat hasilnya pada

table9. Baca skala yang ditunjukkan termometer dan catat

hasilnya pada tabel.10. Ulangi kegiatan diatas dengan memperhatikan veriabel

yang diubah pada tabel dan ganti air yang baru

Tujuan : Menentukan faktor – faktor yang mempengaruhi besar energi listrik

Tabel Data

No V ( volt ) I (Ampere) Suhu awal

Suhu akhir

Kenaikan Suhu

1 2

2 4

No Waktu V ( volt ) Suhu awal

Suhu akhir

Kenaikan suhu

1 1 menit 2

2 2 menit 2

Variabel Manipulasi : Beda Potensial dan kuat arus

Variabel Respon : Energi ( kenaikan suhu )

Variabel Kontrol : Waktu , massa air

Variabel Manipulasi : Waktu

Variabel Respon : Energi ( kenaikan suhu )

Variabel Kontrol : Beda Potensial dan Kuat arus , massa air

Menentukan faktor yang mempengaruhi besar energi listrik

AmperemeterHambatan geser

Power Suplay

Kawat nikelin

Termometer

Statif

Gelas beker

Air

StopwatchKaki tiga

Kabel penghubung

offon

Voltmeter

20304050

7060

8090

100110Klik

Tekan on

Klik

Tekan off

Baca nilai yang terukur dan catat pada tebal

Baca nilai yang terukur dan catat pada tebal

Klik

Kesimpulan• Ketika tegangan dan kuat arus diperbesar bagai mana pertambahan suhunya ?

• Bila pertambaan suhu semakin besar artinya energi listrik yang dihasilkan semakin besar atau semakin kecil ?

• Jika demikian bagaimana hubungan tegangan dan kuat arus terhadap energi listrik yang dihasilkan ?

• Ketika lama waktu mengalirkan arus listrik diperbesar bagaimana pertambahan suhunya ?

• Jika demikian bagaimana hubungan waktu terhadap energi listrik yang dihasilkan ?

• Buatlah grafik hubungan antara tegangan dengan energi !

• Buatlah grafik hubungan antara kuat arus dengan energi !

• Buatlah grafik hubungan antara waktu dengan energi !

V I t

W W W

Contoh

• Sebuah lampu dihubungkan pada sumber tegangan PLN 220 volt, jika kuat arus yang mengalir pada lampu 0,2 A dan lampu dinyalakan selama 5 menit berapakah besar energi listrik yang dihasilkan lampu?

Jawab V = 220 volt

I = 0,2 Ampere

t = 5 menit = 300 sekon

W = V I t

220

W = V I t

0,2

300

W =

13.200 Joule

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

DayaLampu mana yang akan menyala lebih terang ketika saklar ditutup?

6 V , 5 W 3 V , 5 W

1,5 V 1,5 V

A B

Klik

Klik

Mengapa lampu B menyala lebih terang ?

• Lampu B menyala lebih terang karena menghasilkan energi yang lebih besar dalam setiap detiknya dibanding lampu A.

• Daya dapat didefinisikan sebagai energi yang dihasilkan tiap sekon

t

WP =

P = Daya ( Watt )W = Energi ( Joule )

t = Waktu ( Sekon )

1 Watt = 1 J/s

tIVW ..=t

WP =

t

tIVP

..= IVP .=

t

WP =

tRIW .2= t

tRIP

.2

= RIP 2=

t

WP =

tR

VW

2

= t

tP R

V 2

=

1 Watt = 1 VA

1 Watt = 1 A2 Ω

1 Watt = 1 V2/ Ω

R

VP

2

=

Klik

Klik

Klik

Klik

ENERGI LISTRIK• Untuk mendapatkan hal-hal yang mempengaruhi besar energi listrik kita sebaiknya

mengingat kembali definisi dari beda potensial dan kuat arus listrik • Beda potensial adalah energi yang diperlukan untuk memindah muatan listrik dari

satu titik ke titik yang lain Q

WV = W = V.Q

• Kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir pada suatu titik di dalam penghantar dalam setiap satuan waktu

t

QI = Q = I . t

Dari Hukum Ohm

RIV .=

tIVW ..=tRIW ..2= R

VI =

tIVW ..=t

R

VW

2

=

tIVW ..=

ContohSebuah seterika listrik terdapat tulisan 300 W, 220 V Jika seterika digunakan pada tegangan 220 V berapakah kuat arus yang mengalir pada seterika ?

2

22

2 P

V R =

1

21

1 P

V R =

JawabP = 300 W

V = 220 V

I =P

VI =

P

V

300 W

220 V

I = 1,36 A

Dua buah lampu L1 dan L2 masing – masing memiliki spesifikasi 10 W, 200 V dan 20 W, 200 V dirangkai seri seperti gambar jika rangkaian lampu dicatu pada tegangan 200 V berapakah daya yang dihasilkan masing – masing lampu ?

L1 L2

200 V

20

200 R

2

2 =10

200 R

2

1 =

R1 = 4000 Ω R2 = 2000 Ω

Rt = R1 + R2

Rt = 4000 + 2000

Rt = 6000 Ω

R

VI =

6000

200I =

AI 301=

P1 = I2 R1

4000)(P 230

11=

P1 = 4,44 Watt

P2 = I2 R2

2000)(P 230

12

=P2 = 2,22 Watt

Klik

Klik

Klik Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

2001020020

4000 2000

200

6000

Sebuah lampu terdapat tulisan 220 V, 60 W jika lampu dipasang pada tegangan 110 V maka daya yang dihasilkan lampu adalah ?

Daya alat listrik ketika diberi tegangan yang tidak sesuai dari tegangan spesifikasinya dapat ditentukan melalui persamaan di bawah

V1 = tegangan spesifikasiP1 = daya spesifikasiV2 = tegangan yang diberikanP2 = daya yang diberikan

2

22

1

21

P

V

P

V=

2202 60

1102

V12 V2

2

P1 P2

=V1

2 V22

P1 P2

=

2202

60

1102

P2

=

P2= 60 1102

2202

P2= 60 110220

11022022

P2= 6022

P2=

15 W

Klik

Klik

Klik

Contoh

4