energi listrik

       Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan listrik dalam suatu rangkaian tertutup. Energi listrik dapat diubah menjadi berbagai bentuk energi yang lain.
Sumber-sumber listrik seperti baterai yang dihasilkan oleh perubahan energi kimia dihasilkan energi listrik dan ada energi mekanik menjadi energi listrik, bahkan energi panas (kalor) menjadi energi listrik.Sumber-sumber listrik mempunyai kemampuan untuk mempertahankan beda potensial antara kedua kutubnya.

            Sesuai hukum kekekalan energi, energi kalor tak mungkin muncul begitu saja melainkan pasti ada asalnya. Lampu pijar dinyalakan oleh arus listrik (elektron-elektron) yang bergerak melalui kabel kemudian filamen lampu pijar, maka pastilah energi kalor ini berasal dari energi akibat pergerakan elektron-elektron melalui filament lampu pijar. Karena sebelumnya arus listrik dipandang sebagai aliran muatan positif dan bukan aliran electron, maka kita tetap konsisten 

 Kita dapat membuat kemiripan antara anak bermain seluncuran dengan aliran muatan positif.

Anak dipuncak seluncuran pada gambar 1.1a dapat meluncur ke bawah dari A ke B karena ada beda ketinggian h antara A dan B. ketika anak meluncur dari A ke B, energi potensial anak di A berubah menjadi energi kinetic di B. mirip dengan peristiwa ini, muatan listrik Q dapat mengalir dari A ke B (gambar 4.1b) karena adan beda potensial V antara A dan B. Beda potensial ini dihasilkan oleh baterai. Ketika muatan listrik Q mengalir dari A ke B, energi kimia dari baterai dibebaskan sebagian sebagai energi kalor yang melalui filamen lampu

Ketika anak dengan berat mg meluncur dari A ke B karena beda ketinggian h, maka energi potensial sebesar E_p = mgh berubah menjadi energi kinetic di B. mirip dengan itu, ketika muatan listrik  Q bergerak dari A ke B karena beda potensial V, maka energi kimia baterai berubah menjadi energi listrik, yaitu:

Energi listrik = muatan x beda potensial

             W     =       Q    x    V                                                                                   

                                                                                                                                   

Dengan,  Q = muatan listrik (coulomb)                                                                              

                V = beda potensial (Volt)

                W = Energi Listrik (joule)

 

Muatan listrik Q dapat dinyatakan dalam kuat arus listrik I sebagai Q = It, sehingga persamaan  (4-1) dapat ditulis sebagai berikut:

                               W = (It) V

Atau lebih sering ditulis sebagai berikut:

                    W = V.I.t                                                                     

Dengan,  I = kuat arus (ampere)

                t = waktu (sekon)

 

Dari hokum Ohm telah diperoleh  V =I.R, sehingga persamaan dapat ditulis seperti ini:

                                                W = (IR).It

                                W = I^2.R.t                                                

Dengan, R = hambatan listrik (ohm)

Perubahan Energi Listrik

• Energi lstrik menjadi energi kalor

Energi listrik menjadi energi panas, misalnya pada setrika listrik, kompor listrik, dan solder listrik.

• Energi listrik menjadi energi kimia

Energi listrik menjadi energi kimia, misalnya pada penyetruman (pengisian) aki. Selain itu penyepuhan juga merupakan energi listrik menjadi energi kimia.

• Energi listrik menjadi energi gerak

Energi listrik menjadi energi gerak, alat yang digunakan yaitu kipas angin, penghisap debu.

 

Elemen Pemanas

Kita mulai dengan alat sehari-hari yang memanfaatkan energi listrik dengan mengubahnya menjadi energi kalor (panas). Dalam alat seperti ini selalu terdapat sebuah elemen pemanas (heating element) di dalamnya. Pada gambar 4.51 ditunjukkna elemen pemanas yang terdapat dalam teko listrik dan setrika listrik. Elemen pemanas biasanya dibuat dari kawat nikrom (memiliki hambatan listrik tinggi) yang dililitkan pada bahan isolator tahan panas, seperti silikat atau mika. Bahan nikrom dipilih sebagai elemen pemanas karena bahan ini memiliki titik lebur tinggi dan tak dapat dioksidasi dengan mudah bahkan pada suhu tinggi.

Elemen pemanas dapat dianggap sebagai hambatan listrik tinggi R. ketika elemen dialiri arus listrik I selama selang waktu t maka energi listrik I²Rt akan memproduksi kalor pada elemen pemanas.

Dalam teko listrik, elemen pamanas dihalangi bersentuhan langsung dengan air oleh tabung logam ini.

Energi kalor yang dihasilkan oleh elemen dari tabung logam secara konduksi  (bersentuhan langsung). Kemudian kalor ini disebarkan melalui air secara konveksi. Penting kamu perhatikan bahwa tabung yang mengandungelemen pemanas haruslah terendam oleh air, jika tidak elemen akan mengalami pemanasan lebih dan akan “terbakar”. Karena itu isi dahulu teko dengan air, baru kemudian tekan sakelar ON-nya. Jangan terbalik, yaitu menekan sakelar ON, baru memasukkan air ke dalam teko.

Dalam setrika listrik, panas yang dihasilkan oleh elemen pemanas harus segera disebar melalui daerah yang luas. Untuk keperluan ini sebuah dasar logam yang mengkonduksikan kalor dengan baik digunakan. Dasar logam ini terbuat dari kepingkromium untuk membuatnya lebih halus dan menahan pakaian.

Setrika listrik saat ini umumnya mengandung keping bimetal sebagai pengatur panas atau thermostat (gambar 1.2). keping bimetal terbuat dari dua keping logam yang jenisnya berbeda. Keping bawah terbuat dari kuningan dan keping atas terbuat dari logam paduan nikel-besi (gambar 1.2). ketika kedua logam ini dipanaskan keduanya akan memuai lebih panjang daripada keping atas (besi-nikel). Sebagai akibatnya keping bimetal akan melengkung ke atas

Ketika setrika mendingin, keping bimetal kembali ke posisi lurus (gambar 4.53 atas) dan arus listrik mengalir kembali dari sumber ac ke elemen pemanas untuk kembali memanasi elemen tersebut. Panas yang dikehendaki dalam proses mensetrika diatur dengan memutar tombol pengatur suhu

A.    DAYA LISTRIK

Ketika arus listrik mengalir melalui lampu pijar maka energi listrik diubah ke energi cahaya dan energi kalor, jika kita mendefinisikan daya sebagai laju melakukan usaha, maka untuk daya listrik lebih tepat jika kita mendefinisikan daya listrik sebagai laju dimana energi dibebaskan.

 1 watt = 1 joule/sekon

Sekaligus juga memberikan definisi dari 1 watt sebagai berikut:

Satu watt (1 W) adalah besar daya ketika energi satu joule dibebaskan dalam selang waktu 1 sekon

         Satu watt adalah daya yang sangat kecil. Daya yang lebih besar, seperti daya generator listrik, biasa dinyatakan dalam kilowatt (kW) atau megawatt (MW), dimana

               1 kW  =  1000 W

               1 MW =  1000 kW = 1000. 000 W

Ongkos Penggunaan Energi Listrik

Besarnya energi lsitrik dalam satuan SI diukur dalam joule dimana :

                            1 joule = 1 watt sekon

            Energi 1 joule adalah energi yang sangat kecil.karena itu perusahaan listrik tidak mengukur energi dalam joule, tetapi dalam satuan lain, yang disebut kWh (kilowatt hour), diterjemahkan sebagai kilowatt jam.satu kWh didefinisikan sebagai energi listrik yang digunakan oleh suatu alat listrik yang digunakan oleh suatu alat listrik dengan rating daya satu kilowatt (1 kW) ketika diberi tegangan sesuai dengan rating tegangannya (tegangan normalnya) selama satu jam.

Secara matematis dinyatakan

                         1 kWh = 1 kW x 1 jam

                                    = (1000 W) (3600 s)

                                      = 3600.000 Ws

Jadi, hubungan antara kWh dan joule adalah sebagai berikut:

          1 kWh = 3.600.000 joule = 3,6 juta joule

BAB III
PENUTUP

Kesimpulan

       Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan listrik dalam suatu rangkaian tertutup. Energi listrik dapat diubah menjadi berbagai bentuk energi yang lain.
Sumber-sumber listrik seperti baterai yang dihasilkan oleh perubahan energi kimia dihasilkan energi listrik dan ada energi mekanik menjadi energi listrik, bahkan energi panas (kalor) menjadi energi listrik.
Rumus : W = V. Q atau W = V . I . t

Daya listrik adalah usaha dibagi waktu yang diperlukan untuk melakukan usaha itu, atau energi yang ditimbulkan dibagi oleh waktu yang digunakan.

Rumus : P = (W )/t atau P = (V^2.I. t)/t