 |
| Beda Potensial dan Energi Listrik |
Beda Potensial dan Energi Listrik
1. Beda Potensial
Peralatan seperti TV, radio, tape recorder, kulkas, lampu jika dinyalakan memerlukan muatan listrik secara terus menerus. Pada listrik statis, aliran muatan listrik cepat berhenti karena tidak ada lagi perbedaan potensial (tegangan). Agar muatan listrik bergerak secara terus-menerus diperlukan sumber tegangan yaitu peralatan yang dapat menghasilkan beda potensial secara terus-menerus. Contoh sumber tegangan listrik antara lain elemen volta, baterai, aki, stop kontak, dan lain-lain.
Beda potensial listrik diukur dengan menggunakan alat voltmeter, dan satuannya dinyatakan dalam volt (V).
Macam-macam Sumber tegangan listrik
- Elemen Volta
Kutub positif Tembaga(Cu), kutub negatifnya Seng (Zn), Larutan elektrolitnya adalah asam sulfat encer (H2SO4). Dalam penggunaan elemen volta tidak praktis digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena adanya gelembung-gelembung gas yang menghalangi aliran muatan listrik sehingga elemen volta tidak bertahan lama.
- Baterai (Sel kering)
Kutub positif batang karbon, kutub negatif seng, senyawa kimia MnO2 dan NH4Cl sebagai penghantar muatan listrik beda potensial antara kutub-kutub baterai 1,5 volt, bila baterai digunakan lama kelamaan muatan yang terkumpul pada seng semakin sedikit dan beda potensialnya menurun akhirnya habis.
- Aki (Sel basah)
Kutub positifnya timbale peroksida (PbO2), kutub negatifnya timbal murni(Pb),dan larutan elektrolitnya asam sulfat (H2SO4). Aki umumnya mengandung 6 sel dengan beda potensial tiap sel 2volt sehingga beda potensial aki12volt dan lain-lain.
- Stop kontak
Beda potensial listrik yang terdapat pada stop kontak yang terpasang dirumahmu sebesar 220 volt digunakan untuk pemakaian listrik dalam kehidupan sehari-hari.
Gaya geral Litrik (ggl)
Kamu telah mengetahui bahwa beda potensial baterai sebesar 1,5 V jika baterai tersebut dirangkaiakan dengan lampu, ternyata lama-kelamaan beda potensialnya menurun, sehingga kurang dari 1,5V. jadi beda potensial baterai menurun jika dipasang pada rangkaian tertutup. Beda potensial antara kutub-kutub sumber tegangan sebelum dipasang pada rangkaian listrik disebut gaya gerak listrik (ggl). contohnya ggl baterai sebesar 1,5V, sedangkan beda potensial kutub-kutub sumber tegangan setelah dipasang pada rangkaian disebut tegangan jepit secara umum tegangan jepit sumber tegangan selalu lebih kecil dari gaya gerak listriknya.
2. Energi Listrik
Sebelum membahas energi listrik, terlebih dahulu kita mempelajari tentang daya dan tegangan listrik, karena daya dan tegangan listrik memiliki hubungan yang sangat erat dengan energi listrik yang akan kita pelajari.
Berbagai peralatan listrik mengubah energi listrik menjadi energi bentuk lain cepatnya pengubahan energi ini bergantung pada daya listrik peralatan tersebut semakin cepat peralatan itu mengubah energi listrik menjadi energi bentuk lain, semakin besar dayanya, sebaliknya semakin lambat peralatan itu mengubah energi listrik menjadi energi bentuk lain, semakin kecil pula dayanya. Contoh, lampu yang memiliki daya 25 W lebih terang dari lampu 10 W, jika dipasang pada tegangan yang sesuai.
Daya listrik berbagai peralatan listrik dapat diketahui dengan membaca label yang tertulis pada peralatan tersebut, misalnya lampu 5 W, kulkas 600W, TV 300W, Setrika 300W. Selain itu dapat pula diketahui dengan mengalikan beda potensial dan kuat arus yang melalui peralatan tersebut sebagai berikut.
Dimana:
P = daya - watt (W)
V = beda potensial - volt (V)
I = kuat arus - ampere (A)
Contoh Soal:
Sebuah Lampu pijar dipasang pada tegangan 220, sehingga arus mengalir sebesar 0,03A. berapa daya listrik lampu pijar tersebut ?
Dari uraian diatas ternyata penggunaan energi listrik sangat tergantung pada daya listrik dari berbagai peralatan yang digunakan. Jika digunakan secara bersamaan, maka peralatan listrik yang berdaya besar membutuhkan energi listrik yang besar pula dibandingkan dengan peralatan sejenis yang berdaya listrik rendah.
Selain bergantung pada daya listrik, besar energi listrik juga bergantung pada lamanya peralatan itu digunakan. Jika semakin lama peralatan itu digunakan, maka energi listrik yang terpakai juga semakin besar.
Besarnya energi listrik dapat di rumuskan :
Mengingat, maka, dan, sehingga rumus energi listrik dapat ditulis:
Dengan:
W = energi listrik - Joule (J)
P = daya - watt (W)
t = waktu - sekon (s)
I = kuat arus - ampere (A)
R = hambatan - ohm (Ω)
Dalam penggunaan sehari-hari, biasanya daya listrik diukur dalam satuan kilowatt (kW) dan waktu diukur dalam satuan jam (hour, disingkat h). Jika satuan-satuan ini digunakan maka energi listrik memiliki satuan kilowatt jam (kWh).
Contoh soal:
Dalam sebuah rumah terpasang 1kipas angin 50W, 2lampu masing-masing 10W dan 25W, serta sebuah kulkas yang memiliki daya 300W, peralatan tersebut digunakan rata-rata 10jam setiap hari. Berapa kWh penggunaan listrik selama satu bulan (30) hari.
