Soal Daya dan Energi Listrik serta Pembahasan

Persamaan Energi Listrik

W = i.R.i.t

W = V.i.t

W = (V²/R) t

W = P . t

Persamaan Daya Listrik

P = i.R.i

P = V.i

P = V²/R

Keterangan :

W = energi listrik (J)

i = kuat arus listrik (A)

R = hambatan listrik (ohm)

t = waktu (s)

P = daya (watt)

1. Perhatikan rangkaian listrik berikut!

Apabila alat tersebut dinyatakan selama 10 s, energi yang digunakan sebesar . . .

A. 48 J

B. 96 J

C. 38,4 J

D. 460,8 J

Pembahasan: 

Rangkaian Seri-Paralel

R1 = 16 ohm

R2 = 8 ohm

R3 = 6 ohm

i = 2 A

t = 10 s

Energi pd alat ukur X =?

Pertama, cari dulu hambatan totalnya

Seri : R1, R2

Rs = R1 + R2

Rs = 16 + 8

Rs = 24 ohm

Lalu, diparalelkan dg R3

1/Rp = 1/24 + 1/6

1/Rp = 5/24

Rp = 24/5 ohm

Rp = 4,8 ohm

Kemudian, tegangan sumber

Vtot = i x Rp

Vtot = 2 x 4,8

Vtot = 9,6 Volt

Tegangan pd alat ukur X

Vtot = Vseri = 9,6 Volt

Maka, nilai energi 

W =V² t/R

W =(9,6)².10/4,8

W = 38,4 J

2. Sebuah lampu pijar dari 55 W/220 V yang dinyalakan selama 20 jam pada tegangan 220 Volt. Pernyataan berikut yang benar adalah...

(1) Daya lampu tersebut 55 watt

(2) Lampu dialiri arus listrik sebesar 2,5 A

(3) Lampu menyerap energi listrik sebesar 1,1 kWh

(4) Semakin lama daya lampu akan bertambah

 

Pembahasan:

Daya, P = 55 W

Tegangan, V = 220 Volt

Waktu, t = 20 jam

 

Kemudian, cek jawaban dengan konsep/rumusan berikut.

1) Daya lampu = P = 55 watt

2) Arus listrik dicari dengan rumus: 

P = V.i

55 = 220.i

i = 0,25 A

 

3) Energi listrik: 

W = V.i.t

W = (220)(0,25)(20)

W = 1100 J

W = 1,1 kJ

 

4) Hubungan daya terhadap waktu berbanding terbalik (P ~ t). Maka semakin lama waktunya, daya lampu semakin bertambah.

Jadi, pernyataan yang benar adalah 1, 3, 4

3. Daya listrik pada rumah tangga dibatasi oleh pemutus daya. Pemutus daya dipasang bersamaan dengan KwH, meter yang mengukur pemakaian energi listrik. Pemutus daya memiliki spesifikasi arus tertentu = 2 A, 4 A, 6 A, 10 A, 15 A. Pemutus daya 2 A membatasi pemakaian daya 2 A x 220 V = 440 W, berarti total daya peralatan listrik dirumah tidak boleh melebihi 440 W, bagaimana jika dirumah total dayanya 900 W?

Pembahasan:

Daya, P = 440 W

Tegangan, V = 220 V

*Pemutus daya 2A membatasi pemakaian daya 2A x 220V = 440W, berarti total daya peralatan listrik dirumah tidak boleh melebihi 440W

*Pemutus daya 4A membatasi pemakaian daya 4A x 220V = 880W, berarti total daya peralatan listrik dirumah tidak boleh melebihi 880W.

*Pemutus daya 6A membatasi pemakaian daya 6A x 220V = 440W, berarti total daya peralatan listrik dirumah tidak boleh melebihi 1320W.

Jika di rumah total dayanya 900W, daya listrik akan dibatasi/putus pada arus yang menggunakan 2A dan 4A, sedangkan yang memiliki arus 6A tidak dibatasi.

4. Sebuah pembersih vacum (vacum cleaner) memiliki rating 440W pada satu tegangan 220V, sekering apa yang harus dipilih?

Pembahasan:

Daya, P = 440 W

Tegangan, V = 220 V

 

Kemudian, sekering yang dipilih bisa dilihat dari arusnya, dengan rumus berikut.

P = V.i

440 = 220.i

i = 2 A

Jadi pilihlah sekering yang memiliki arus 2 A

5. Keluarga Jhoni menempati rumah sederhana dengan berlangganan daya listrik dari PLN 450 watt. Rata-rata menggunakan 5 lampu 10 watt, 6 jam sehari; setrika listrik 100 watt, 2 jam sehari; lemari es 40 watt, sepanjang hari; dan sebuah televisi 60 W, 4 jam sehari. Tentukanlah pemakaian daya listrik selama 1 bulan (30 hari)!

Pembahasan:

Daya PLN = 450 watt

5 lampu 10 watt, 6 jam sehari

Setrika listrik 100 watt, 2 jam sehari

Lemari es 40 watt, sepanjang hari

Televisi 60 W, 4 jam sehari

Daya listrik selama 1 bulan (30 hari) = ?

 

Untuk menghitung pemakaian daya listrik selama 1 bulan, kita perlu menentukan total daya yang digunakan setiap peralatan dan jumlah jam pemakaian per hari.

*Lampu: 5 lampu x 10 watt = 50 watt per jam
  Total daya lampu per hari = 50 watt x 6 jam = 300 watt
  Total daya lampu per bulan = 300 watt x 30 hari = 9000 watt

*Setrika listrik: 100 watt x 2 jam = 200 watt per hari
  Total daya setrika per bulan = 200 watt x 30 hari = 6000 watt

*Lemari es: 40 watt x 24 jam = 960 watt per hari
  Total daya lemari es per bulan = 960 watt x 30 hari = 28800 watt

*Televisi: 60 watt x 4 jam = 240 watt per hari
  Total daya televisi per bulan = 240 watt x 30 hari = 7200 watt

Total pemakaian daya listrik per bulan = 9000 watt + 6000 watt + 28800 watt + 7200 watt = 51000 watt

Jadi, pemakaian daya listrik selama 1 bulan adalah 51000 watt

Share :