3. Energi dan Daya Listrik - Andalan Pelajar Indonesia

 1. Alat Ukur a. Ammeter Ammeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus Untuk mengukur kuat arus pada suatu hambatan R maka ammeter harus dipasang seri dengan hambatan R tersebut supaya arus yang melalui hambatan R sama dengan arus yang melewati ammeter Ammeter mempunyai batas maksimum arus 𝐼!"# yang dapat diukur Jika kita hendak meningkatkan kemampuan ammeter yang mempunyai hambatan dalam 𝑅! agar dapat membaca arus yang besarnya 𝐼 = 𝑛𝐼!"# maka harus dipasang sebuah hambatan 𝑅! paralel dengan ammeter agar arus dapat dibagi 𝐼
𝑛𝐼!"#
𝑛𝐼!"# − 𝐼!"#
𝑛 − 1 𝐼!"#
𝑛−1
!!!
!!
!!
!!!
!!"
!!
= 𝐼! + 𝐼!"#
= 𝐼! + 𝐼!"#
= 𝐼!
!
= !!
!
=
!!"
!!
!
=!
!
= 𝑅!
Untuk meningkatkan kemapuan ukur suatu ammeter yang mempunyai hambatan dalam 𝑅! sebesar 𝑛 kali 𝐼!"# maka harus dipasang tambahan hambatan 𝑅! secara paralel dengan ammeter yang besarnya 𝑅!
𝑅! =
𝑛−1
b. Voltmeter Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan Untuk mengukur beda potensial pada suatu hambatan R maka voltmeter harus dipasang paralel dengan hambatan R tersebut supaya pada hambatan R sama dengan beda potensial pada voltmeter Voltmeter mempunyai batas maksimum beda potensial 𝑉!"# yang dapat diukur Jika kita hendak meningkatkan kemampuan volt yang mempunyai hambatan dalam 𝑅! agar dapat membaca beda potensial yang besarnya 𝑉 = 𝑛𝑉!"# maka harus dipasang sebuah hambatan 𝑅! secara seri dengan voltmeter agar beda potensial dapat dibagi Voltmeter dan hambatan 𝑅! tersusun secara seri maka arusnya sama 𝐼 𝑉!"
𝑛𝑉!"#
𝑛𝑉!"#
𝑛𝑉!"! − 𝑉!"#
𝑛 − 1 𝑉!"#
𝑛 − 1 𝐼𝑅!
𝑛 − 1 𝑅!
= 𝑉!"
= 𝑉!" + 𝑉!"
= 𝑉!"# + 𝑉!"
= 𝑉!"
= 𝑉!"
= 𝐼𝑅!
= 𝑅!
Untuk meningkatkan kemapuan ukur suatu voltmeter yang mempunyai hambatan dalam 𝑅! sebesar 𝑛 kali 𝑉!"# maka harus dipasang tambahan hambatan 𝑅! secara seri dengan voltmeter yang besarnya 𝑅! = 𝑛 − 1 𝑅! 2. Energi dan Daya a. Energi Muatan listrik bisa berpindah dari titik yang mempunyai potensial lebih tinggi ke potensial rendah karena adanya energi listrik yang dimiliki sumber tegangan Listrik adalah salah satu bentuk energi Besarnya energi listrik Joule yang diberikan oleh sumber tegangan dengan besar tegangan V volt pada hambatan R ohm yang dilalui arus 𝐼 ampere selama 𝑡 detik dalam rangkaian tertutup adalah 𝑊 = 𝑉𝐼𝑡 Karena 𝑉 = 𝐼𝑅, maka 𝑊
𝑊
𝑊
= 𝑉𝐼𝑡
= 𝐼𝑅 𝐼𝑡
= 𝐼 ! 𝑅𝑡
!
Karena 𝐼 = ! , maka 𝑊
𝑊
𝑊
Rumus lain dari energi listri adalah 𝑊 = 𝐼 ! 𝑅𝑡 =
𝑉!
𝑡 𝑅
= 𝑉𝐼𝑡
!
=𝑉 ! 𝑡
=
!!
!
𝑡
b. Daya Daya listrik P adalah energi listrik per satuan waktu, satuannya adalah watt 𝑊
𝑃=
𝑡
Karena 𝑊 = 𝑉𝐼𝑡 , maka 𝑃
𝑃
𝑃
=
!
!
!"#
= !
= 𝑉𝐼
Karena 𝑊 = 𝐼 ! 𝑅𝑡 , maka 𝑃
𝑃
𝑃
=
=
!
!
! ! !"
!
!
𝑃
=𝐼 𝑅
Rumus lain dari daya adalah 𝑃 = 𝐼! 𝑅 =
Karena 𝑊 =
maka =
𝑃
=
𝑃
=
!!
!
𝑡 , !
!
!!
!
!
!
!!
!
𝑅
𝑉!
𝑅 𝑅
c. Spesifikasi Peralatan Listrik Pada peralatan listrik mempunyai spesifikasi yang tertulis pada peralatan seperti 100 watt / 220 volt yang memberikan informasi ke pemakai kondisi supaya peralatan berkerja dengan normal Pada spesifikasi di atas peralatan bekerja dengan normal pada tegangan 220 volt dan mengkonsumsi daya 100 watt Bagaimana jika tegangan yang digunakan bukan 220 volt? Jika 𝑉! adalah tegangan yang tertulis pada spesifikasi dan 𝑃! adalah daya yang tertulis maka hambatan 𝑅! dari peralatan tersebut adalah 𝑃!
=
𝑅!
=
!! !
!!
!! !
!!
Jika peralatan digunakan pada tegangan aktual 𝑉! yang tetap adalah besar hambatannya 𝑅! sedang besar daya yang bisa digunakan adalah 𝑃!
=
!! !
!!
!! !
𝑃!
=
𝑃!
= 𝑉! ! × ! !! 𝑃!
=
𝑃!
=
!! !
!!
!! !
!! !
!
!
×𝑃!
!! !
!!
𝑃!
Jika peralatan dengan spesifikasi tegangan 𝑉! volt dan daya 𝑃! watt digunakan pada tegangan aktual 𝑉! volt maka daya 𝑃! yang digunakan adalah 𝑉! !
𝑃! =
𝑃! 𝑉!
Jika tegangan yang digunakan lebih kecil dari tegangan pada spesifikasi maka peralatan tidak bisa bekerja dengan layak. Jika peralatan itu lampu maka nyalanya akan meredup Sebaliknya jika tegangan lebih besar dari tegangan pada spesifikasi maka lampu bisa putus atau umurnya lebih pendek Jadi spesifikasi diperlukan untuk mengetahui kondisi dimana perlatan bisa bekerja dengan normal