A. PERUBAHAN BENTUK ENERGI
Dalam kehidupan sehari-hari energy listrik ini sangat berguna karena bentuk energy listrik mudah diubah menjadi energy lain.
Dalam kehidupan sehari-hari energy listrik ini sangat berguna karena bentuk energy listrik mudah diubah menjadi energy lain.
1. Perubahan Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.
Dalam lampu energy listrik diubah menjadi energy cahaya. Dewasa ini terdapat dua jenis lampu yang banyak digunakan, yaitu lampu pijar dan lampu TL atau lampu tabung.TL singkatan dari bahasa inggris, Tube Lamp artinya lampu tabung.
Orang pertama yang membuat lampu pijar adalah Thomas A. Edison (1847-1931). Lampu yang dibuat Edison ini terdiri dari seutas benang kawat karbon. Kawat karbon kecil ini diletakkan dalam bola kaca yang hampa udara. Arus listrik dialirkan melalui kawat karbon. Setelah kawat memanas dan memijar, bola lampu bersinar.
Lampu pijar yang diperoduksi saat ini, terbuat dari filament. Filamen ini merupakan kawat Wolfram kecil yang digulung menjadi spiral rangkap.Filamen dipasang dalam bola kaca yang berisi gas argon yang berfungsi untuk mencegah kebakaran. Ukuran filament disesuaikan dengan besarnya tegangan listrik yang akan digunakan. Ketika arus listrik mengalir, filamen memanas sampai suhu sekitar 10000C atau lebih. Oleh karena panasnya, filament memijar dan memancarkan cahaya.
Lampu TL, memiliki cara kerja yang berbeda dengan lampu pijar. Lampu TL terdiri atas sebuah tabung yang berisi gas neon, sedangkan lampu pijar biasa tidak berisi gas. Ujung-ujung tabung diberi elektroda yang memiliki beda potensial cukup tinggi. Perbedaan potensial inilah yang menimbulkan loncatan bunga api listrik di antara ke dua elektroda itu. Loncatan api listrik menyebabkan gas yang ada dalam tabung memancarkan cahaya ultraviolet. Lapisan fosfor pada tabung cahaya lampu TL berwarna putih memendar sehingga lampu tampak menyala.
2. Perubahan Energy Listrik Menjadi Energy Kalor
Prinsip dasar perubahan energy listrik menjadi energy kalor adalah ketika listrik menglir melalui suatu hambatan, sebagian energy listrik berubah menjadi energy kalor. Adanya energy kalor ini bahan yang dialiri listrik menjadi sangat panas dan dapat dipakai untuk memanasi bahan-bahan lain. Prinsip ini diterapkan pada kompor listrik, alat pemanas air, solder listrik, ataupun setrika listrik.
3. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Gerak
Perubahan energy listrik menjadi energy gerak dimulai dengan perubahan energy listrik menjadi energy magnetic. Energy magnetic inilah yang akan menggerakkan poros atau as pada alat-alat listrik. Prinsip ini, diantaranya digunakan pada alat-alat rumah tangga, seperti kipas angin dan bor listrik.
A. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI BESAR ENERGI LISTRIK
Besarnya energy listrik sangat bergantung pada tegangan listrik, arus listrik, dan lamanya waktu pemberian listrik tersebut. Pemanas air (heater) akan lebih cepat panas jika diberi tegangan listrik 220 Volt, dibandingkan apabila heater tersebut diberi tegangan 110 Volt. Semakil lama dinyalakan, semakin panas gulungan kawar heater tersebut. Energi panas yang dihasilkan sebanding dengan energy listrik yang diberikan.
Pada saat memanaskan air dengan pemanas air, arus listrik yang mengalir pada gulungan kawat diubah menjadi energy kalor. Energi kalor ini diserap oleh air. Semakin besar arus listrik yang mengalir pada gulungan kawat, kenaikan suhu air semakin tinggi. Arus listrik semakin besar berarti energy listrik yang mengalir semakin besar. Kenaikan suhu air sesuai dengan hubungan antara kalor (Q), massa (m), kalor jenis (c), perubahan suhu (∆T). Secara matematika dapat dituliskan dalam bentuk persamaan sbb :
Keterangan :
Berdasarkan persamaan di atas, besarnya kalor atau panas yang diserap oleh air bergantung pada besarnya kenaikan suhu. Kenaikan suhu bergantung pada tegangan, arus, dan lamanya pemanasan. Semakin besar kenaikan suhu air, semakin besar pula kalor yang diterima oleh air.
Berdasarkan uraian di atas, besar kalor yang diterima air sebanding dengan tegangan listrik, arus listrik, dan waktu. Di samping itu, kalor yang diterima air (Q) sebanding dengan energy listrik (W) yang dihasilkan rangkaian listrik. Pernyataan ini dapat dituliskan dalam bentuk Q ≈ W
Energi listrik yang dihasilkan sebanding dengan besarnya tegangan, arus dan waktu. Jadi,
Keterangan :
W = Energi listrik (joule, J)
V = tegangan (volt, V)
I = Kuat arus listrik (ampere, A)
t = Waktu (sekon, s)
Persamaan lain untuk mendapatkan energy listrik adalah dengan memasukkan persamaan V = I R atau I = V/R ke dalam persamaan W = V I t.
DAYA LISTRIK
Sering kita lihat pada Bohlam-bohlam ada tulisan 20W/220 V, 40W/220V,60W/220V, apakah arti tulisan tersebut ? tanya siswa kepada gurunya. Ooo itu berkaitan dengan energy per detik yang dipakai untuk menyalakan lampu itu. Angka 20W/220V artinya ketika lampu dipasang pada tegangan 220V, lampu itu akan menghabiskan energy listrik sebesar 20 joule tiap detiknya (1 Watt = 1 joule/detik). Siswa tersebut bertanya lagi, ke mana hilangnya energy listrik itu pak ?.Sebagian energy listrik diubah menjadi energy cahaya dan sebagian lagi menjadi panas. Coba kamu pegang lampu ini, panas tidak ?.Iya pak panas sekali lampu ini. Ingat pada kipas angin, energy listrik diubah menjadi energy kinetic yang menggerakkan kipas angin tersebut
Hubungan antara daya ( P ), tegangan listrik ( V ), dan waktu ( t ) dapat dinyatakan sebagai berikut ;
Dengan P = daya listrik (watt,W)
W = usaha (joule,J)
t = Waktu (sekon,s)
Persamaan daya listrik dapat pula dituliskan menjadi :
Menghitung Pemakaian energi Listrik Yang Digunakan Di Rumah
Setiap bulan kita selalu membayar pemakaian energy listrik di rumah kita. Satuan yang digunakan PLN untuk menentukan jumlah energy listrik yang dipakai adalah kilo watt jam (kiloWatt Hour = k Wh). 1 k Wh adalah energy yang digunakan selama satu jam pada daya listrik 1000 Watt.
Kesetaraan satuan k Wh dengan satuan joule.
1 watt = 1 joule/sekon
1 watt sekon = 1 joule
1 kilowatt jam = (1000 watt) (3600 sekon)
= 3.600.000 watt sekon
Dengan demikian, 1 k Wh = 3.600.000 joule.
Untuk mengetahui jumlah pemakaian energy listrik di rumah, biasanya digunakan k Wh-meter atau meteran listrik.
Untuk menghitung pemakaian energy di rumah, kamu dapat mengamati kuitansi rekening listrik bulanan. Perhatikan table berikut :
Angka Kedudukan Meteran
Kode Akhir Lalu
LWBP 000887 000840
WBP
Dari tabel, misalkan diketahui rumah keluarga pak Budi memiliki daya listrik 450 watt. Pada bulan juni 2009, keluarga pak Budi menggunakan listrik sebesar 47 k Wh, ini diketahui dari angka kedudukan meter akhir- lalu ( 887-840 = 47 k Wh). Jika diketahui 1 kWh sebesar Rp. 180,00. Maka Jumlah rekening listrik yang harus dibayar keluarga pak Budi adalah (Rp. 180,00) (47 kWh) = Rp. 8.460,00.
Listrik yang digunakan di rumah-rumah berasal dari pusat pembangkit tenaga listrik. Pembangkit tenaga listrik bermacam-macam, ada yang dibangkitkan dengan energy dari air terjun, energy uap, dan energy diesel. Sebagai contoh PLTA Bakaru Kab. Pinrang.
Kita harus menghemat pemakaian listrik agar biaya yang harus dikeluarkan setiap bulan dapat berkurang. Penghematan dapat dilakukan dengan membatasi pemakaian alat-alat listrik pada saat-saat tertentu dan memakainya hanya saat dibutuhkan.
Rangkuman
1. Energi listrik dapat diubah bentuknya menjadi energy lain. Contohnya :
a. Perubahan energy listrik menjadi energy cahaya, misalnya pada lampu pijar ;
b. Perubahan energi listrik menjadi energy kalor, misalnya pada setrika,solder dan kompor listrik;
c. Perubahan energy listrik menjadi energy gerak, misalnya pada kipas angin.
2. Energi listrik (W) bergantung pada tegangan (V), Kuat arus (I), dan lamanya pemakaian listrik (t). Atau dirumuskan : W = V I t
3. 1 kWh adalah energy listrik yang digunakan selama satu jam pada daya listrik 1000 watt. 1 kWh = 3600.000 joule.
4. Daya listrik dirumuskan : P = V I
5. Penghematan pemakaian energy listrik dapat digunakan dengan cara berikut :
a. Memilih peralatan listrik yang berdaya rendah, seperti menggunakan lampu TL atau neon.
b. Membatasi pemakaian peralatan listrik dan memakainya hanya saat dibutuhkan.
Contoh Soal
1. Sebuah pemanas air 12 volt dialiri arus listrik 5 ampere. Tentukan kalor yang ditimbul setelah pemanas dialiri arus listrik dalam selang waktu 10 sekon !
Jawaban :
Diketahui :
Ditanyakan W = ...?
Penyelesaian : W = V I t
= (12 volt) (5 ampere) ( 10 sekon)
= 600 joule.
Besarnya energy listrik sangat bergantung pada tegangan listrik, arus listrik, dan lamanya waktu pemberian listrik tersebut. Pemanas air (heater) akan lebih cepat panas jika diberi tegangan listrik 220 Volt, dibandingkan apabila heater tersebut diberi tegangan 110 Volt. Semakil lama dinyalakan, semakin panas gulungan kawar heater tersebut. Energi panas yang dihasilkan sebanding dengan energy listrik yang diberikan.
Pada saat memanaskan air dengan pemanas air, arus listrik yang mengalir pada gulungan kawat diubah menjadi energy kalor. Energi kalor ini diserap oleh air. Semakin besar arus listrik yang mengalir pada gulungan kawat, kenaikan suhu air semakin tinggi. Arus listrik semakin besar berarti energy listrik yang mengalir semakin besar. Kenaikan suhu air sesuai dengan hubungan antara kalor (Q), massa (m), kalor jenis (c), perubahan suhu (∆T). Secara matematika dapat dituliskan dalam bentuk persamaan sbb :
Keterangan :
Berdasarkan persamaan di atas, besarnya kalor atau panas yang diserap oleh air bergantung pada besarnya kenaikan suhu. Kenaikan suhu bergantung pada tegangan, arus, dan lamanya pemanasan. Semakin besar kenaikan suhu air, semakin besar pula kalor yang diterima oleh air.
Berdasarkan uraian di atas, besar kalor yang diterima air sebanding dengan tegangan listrik, arus listrik, dan waktu. Di samping itu, kalor yang diterima air (Q) sebanding dengan energy listrik (W) yang dihasilkan rangkaian listrik. Pernyataan ini dapat dituliskan dalam bentuk Q ≈ W
Energi listrik yang dihasilkan sebanding dengan besarnya tegangan, arus dan waktu. Jadi,
Keterangan :
W = Energi listrik (joule, J)
V = tegangan (volt, V)
I = Kuat arus listrik (ampere, A)
t = Waktu (sekon, s)
Persamaan lain untuk mendapatkan energy listrik adalah dengan memasukkan persamaan V = I R atau I = V/R ke dalam persamaan W = V I t.
DAYA LISTRIK
Sering kita lihat pada Bohlam-bohlam ada tulisan 20W/220 V, 40W/220V,60W/220V, apakah arti tulisan tersebut ? tanya siswa kepada gurunya. Ooo itu berkaitan dengan energy per detik yang dipakai untuk menyalakan lampu itu. Angka 20W/220V artinya ketika lampu dipasang pada tegangan 220V, lampu itu akan menghabiskan energy listrik sebesar 20 joule tiap detiknya (1 Watt = 1 joule/detik). Siswa tersebut bertanya lagi, ke mana hilangnya energy listrik itu pak ?.Sebagian energy listrik diubah menjadi energy cahaya dan sebagian lagi menjadi panas. Coba kamu pegang lampu ini, panas tidak ?.Iya pak panas sekali lampu ini. Ingat pada kipas angin, energy listrik diubah menjadi energy kinetic yang menggerakkan kipas angin tersebut
Hubungan antara daya ( P ), tegangan listrik ( V ), dan waktu ( t ) dapat dinyatakan sebagai berikut ;
Dengan P = daya listrik (watt,W)
W = usaha (joule,J)
t = Waktu (sekon,s)
Persamaan daya listrik dapat pula dituliskan menjadi :
Menghitung Pemakaian energi Listrik Yang Digunakan Di Rumah
Setiap bulan kita selalu membayar pemakaian energy listrik di rumah kita. Satuan yang digunakan PLN untuk menentukan jumlah energy listrik yang dipakai adalah kilo watt jam (kiloWatt Hour = k Wh). 1 k Wh adalah energy yang digunakan selama satu jam pada daya listrik 1000 Watt.
Kesetaraan satuan k Wh dengan satuan joule.
1 watt = 1 joule/sekon
1 watt sekon = 1 joule
1 kilowatt jam = (1000 watt) (3600 sekon)
= 3.600.000 watt sekon
Dengan demikian, 1 k Wh = 3.600.000 joule.
Untuk mengetahui jumlah pemakaian energy listrik di rumah, biasanya digunakan k Wh-meter atau meteran listrik.
Untuk menghitung pemakaian energy di rumah, kamu dapat mengamati kuitansi rekening listrik bulanan. Perhatikan table berikut :
Angka Kedudukan Meteran
Kode Akhir Lalu
LWBP 000887 000840
WBP
Dari tabel, misalkan diketahui rumah keluarga pak Budi memiliki daya listrik 450 watt. Pada bulan juni 2009, keluarga pak Budi menggunakan listrik sebesar 47 k Wh, ini diketahui dari angka kedudukan meter akhir- lalu ( 887-840 = 47 k Wh). Jika diketahui 1 kWh sebesar Rp. 180,00. Maka Jumlah rekening listrik yang harus dibayar keluarga pak Budi adalah (Rp. 180,00) (47 kWh) = Rp. 8.460,00.
Listrik yang digunakan di rumah-rumah berasal dari pusat pembangkit tenaga listrik. Pembangkit tenaga listrik bermacam-macam, ada yang dibangkitkan dengan energy dari air terjun, energy uap, dan energy diesel. Sebagai contoh PLTA Bakaru Kab. Pinrang.
Kita harus menghemat pemakaian listrik agar biaya yang harus dikeluarkan setiap bulan dapat berkurang. Penghematan dapat dilakukan dengan membatasi pemakaian alat-alat listrik pada saat-saat tertentu dan memakainya hanya saat dibutuhkan.
Rangkuman
1. Energi listrik dapat diubah bentuknya menjadi energy lain. Contohnya :
a. Perubahan energy listrik menjadi energy cahaya, misalnya pada lampu pijar ;
b. Perubahan energi listrik menjadi energy kalor, misalnya pada setrika,solder dan kompor listrik;
c. Perubahan energy listrik menjadi energy gerak, misalnya pada kipas angin.
2. Energi listrik (W) bergantung pada tegangan (V), Kuat arus (I), dan lamanya pemakaian listrik (t). Atau dirumuskan : W = V I t
3. 1 kWh adalah energy listrik yang digunakan selama satu jam pada daya listrik 1000 watt. 1 kWh = 3600.000 joule.
4. Daya listrik dirumuskan : P = V I
5. Penghematan pemakaian energy listrik dapat digunakan dengan cara berikut :
a. Memilih peralatan listrik yang berdaya rendah, seperti menggunakan lampu TL atau neon.
b. Membatasi pemakaian peralatan listrik dan memakainya hanya saat dibutuhkan.
Contoh Soal
1. Sebuah pemanas air 12 volt dialiri arus listrik 5 ampere. Tentukan kalor yang ditimbul setelah pemanas dialiri arus listrik dalam selang waktu 10 sekon !
Jawaban :
Diketahui :
Ditanyakan W = ...?
Penyelesaian : W = V I t
= (12 volt) (5 ampere) ( 10 sekon)
= 600 joule.
2. Sebuah lemari es 350 watt; 250 volt, dinyalakan dengan tegangan yang sama selama 5 menit. Berapa besarnya energy listrik yang digunakan ?
Jawaban :
Diketahui : p = 350 watt
V = 250 volt
t = 5 menit = 5 x 60 sekon = 300 sekon
Ditanyakan W = …?
Penyelesaian : W = P t
= (350 watt) (300)
= 10.500 joule.
3. Dalam sebuah rumah terdapat 4 lampu 30 watt,2 lampu 60 watt dan 3 lampu 10 watt yang menyala 5 jam setiap hari. Jika harga langganan 1 k Wh sebesar Rp 1000,00, berapa biaya pemakaian listrik dalam 1 bulan (30 hari) ?
Jawaban :
Diketahui : Jumlah daya ( Ptotal) = (4 x 30 W) + (2 x 60 W) + (3 x 10 W)
= (120W) + (120W) + (30 W)
= 270 W
= 0,27 kW
Waktu (t) = 5 jam
Ditanyakan : W = …?
Penyelesaian : W = Ptotal . t
= 0,27 kW x 5 jam x 30 hari
= 40,5 kWh
Dan biaya yang harus dibayar adalah (40,5 kWh) (Rp. 1000,00) = Rp. 40.500,00.
SOAL LATIHAN
1. Sebuah solder bertegangan 120 volt dihubungkan dengan sumber tegangan. Jika elemen pemanas memiliki hambatan 20 ohm, berapakah kalor yang ditimbulkan setelah solder dialiri arus listrik selama 2 menit ?
2. Kawat penghantar berhambatan 100 ohm dialiri arus listrik 5 ampere. Berapakah watt daya listriknya ?
3. Berapakah daya sebuah sekering yang dipasang pada tegangan 120 volt agar dapat menyebabkan arus mengalir sebesar 3 ampere ?
4. Sebuah lampu pijar berdaya 60 watt menyala selama ¼ jam. Berapakah besarnya energy yang digunakan lampu tersebut ?
5. Dalam sebuah rumah terdapat 4 buah lampu 25 watt yang menyala 12 jam setiap hari dan 2 buah lampu 5 watt yang menyala 10 jam setiap hari dan sebuah setrika 250 watt yang digunakan 1 jam setiap hari. Jika tarif listrik Rp.1.500,00 per kWh . Hitunglah :
a. Energi listrik yang dipakai selama 30 hari
b. Besar rekening tagihan PLN.
LAMPIRAN
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran
Satuan Pendidikan : SMP
Mata Pelajaran : IPA/Fisika
Kelas/Semester : IX / Ganjil
Materi Pokok : IX.1. ENERGI DAN DAYA LISTRIK
Sub. Materi Pokok : IX.1. 1. Persamaan Energi dan Daya Listrik
Alokasi Waktu : 2 x 45 menit
I. Standar Kompetensi : 3. Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
II. Kompetensi dasar :3.4 Mendiskripsikan hubungan energi dan daya listrik serta pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari
III. Indikator :
• Menjelaskan hubungan antara V.I dengan energi listrik yang digunakan.
• Menjelaskan hubungan antara daya listrik, energi listrik dan satuannya ( kWh dan joule ).
• Menerapkan konsep energi dan daya listrik dalam perhitungan penggunaan listrik di rumah tangga berdasarkan angka yang tertera pada kWh meter.
• Menunjukkan perubahan energi listrik menjdi energi bentuk lain.
• Menunjukkan beberapa alat sehari-hari yang memanfaatkan energi listrik.
• Mempraktekkan penghematan energi dalam kehidupan sehari-hari dan mengemukakan alasannya.
IV. Tujuan Pembelajaran :
Pemahaman dan Penerapan Konsep
Siswa mampu :
1. menjelaskan pengertian energi listrik.
2. merumuskan energi listrik berhubungan dengan tegangan ( beda potensial ) dengan jumlah muatan.
3. menjelaskan pengertian daya listrik.
4. merumuskan daya listrik sehubungan dengan energi dan selang waktu
5. menjelaskan pengertian data yang tertera pada alat listrik.
6. menjelaskan konsep hambatan.listrik
7. menghitung rekening listrik di rumah
8. menghitung energi listrikpada lat listrik.
Kinerja Ilmiah
Siswa mampu :
1. mengukur penggunaan energi listrik oleh alat listrik.
V. Materi Pokok
Energi dan Daya Listrik
VI. Langkah Pembelajaran :
Pendahuluan :
Motivasi :
Guru mengajukan pertanyaan :
• Apa yang Anda rasakan ketika Anda memegang bola lampu? Dari mana asalnya panas pada lampu tersebut ?
• Mengapa lampu 60 watt menyala lebih terang daripada lampu 10 watt?
Pengetahuan Prasyarat :
• Pengertian tegangan
• Pengertian kuat arus listrik, lambang dan satunnya.
• Pengertian enrgi
Kegiatan Inti :
• Siswa diminta berkelompok untuk melakukan diskusi tentang “ merumuskan energi listrik “ halaman 2 s.d halaman 5 buku Sains Fisika SMP Martin Kanginan, Penerbit Erlangga jilid 3B.
• Siswa diminta berkelompok untuk melakukan percobaan tentang “ mengukur penggunaan energi listrik oleh alat listrik “ halaman halaman 5 buku Sains Fisika SMP Martin Kanginan, Penerbit Erlangga jilid 3B.
• Secara berkelompok siswa diminta untuk menyimpulkan hasil diskusi maupun percobaan ( diskusi kelompok ).
Penutup :
Guru membimbing siswa untuk membuat kesimpulan ( diskusi kelas ) :
1. Panasnya bola lampu pijar yang sedang menyala dikarenakan adanya energi kalor yang dipancarkan oleh lampu pijar.
2. Energi listrik merupakan hasil kali antara jumlah muatan yang mengalir melalui kabel dengan beda potensial antara dua ujung kabel yang dilalui muatan listrik tersebut.
Rumus :
Keterangan :
Q : jumlah muatan, satuan : coulomb ( C )
V : beda potensial, satuan : volt ( V )
W : energi, satuan : joule ( J )
3. Daya listrik adalah energi yang dibebaskan setiap satuan waktu atau sebagai laju di mana energi dibebaskan.
Keterangan :
W : energi, satuan : joule ( J )
T : selang waktu : sekon ( s )
P : daya, satuan : watt ( W )
4. Daya lampu sebanding dengan energi, maka makin besar daya listrik makin terang nyalanya.
5. Arti data yang tertera pada alat listrik
Misalnya :
Sebuah lampu bertuliskan 100 W/220 V artinya : lampu tersebut bias menyala dengan terang jika dihubungkan dengan tegangan 220 V dn setiap sekon memerlukan energi sebesar 100 joule.
6. lampu dengan daya yang sama kadang menyala tidak sama terang.
Ini dapat dijelaskan sebagai berikut :
Ketika tegangan suplai dari PLN normal maka tegangannya 220 V, maka nyala lampu menyala terang. Tetapi ketika tegangan suplai dari PLN turun menjadi 100 V, lampu menyala menjadi redup. Ini disebabkan daya yang digunakan bukan daya normal ( yang tertera di lampu ), melainkan lebih rendah.
Hal ini dapat disimpulkan : Perbandingan daya sama dengan kuadrat perbandingan tegangan
Secara matematis dapat ditulis :
Contoh :
lampu bertuliskan 100 W 220 V. Ketika tegangan suplai PLN turun menjadi 200 V, maka daya yang digunakan lampu bukanlah daya listrik normal tetapi daya sesungguhnya yaitu :
Jelaslah bahwa daya listrik yang digunakan lampu adalah 82,64 W ( lebih kecil daripada daya normal 100 W ), sehingga lampu menyala lebih redup.
Apa yang terjadi jika PLN melonjak menjadi 240 V, maka daya yang digunakan lampu pijar adalah :
lampu akan menyla lebih terang karena dayanya menjadi 119 W.
7. Daya listrik adalah hasil kali antara tegangan dengan kuat arus.sedangkan kuat arus adalah hasil bagi antara tegangan dengan hambatan. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :
P = V . I I = V/R jika kedua persamaan tersebut digabung menghasilkan persamaan :
P = V . I
= V. V/R
= V2/R sehingga
8. Satu kWh didefinisikan sebagai energi listrik yang digunakan oleh suatu alat listrik dengan rating daya satu ( 1 kW ) ketika diberi tegangan sesuatu dengan rating tegangannya ( tegangan normalnya ) selama satu jam.
Secara matematis dapat dinyatakan :
1 kWh = 1 kW x 1 jam
= 1.000 W x 3.600 s
= 3.600.000 Ws
Jadi 1 kWh = 3.600.000 joule = 3,6 juta joule
9. Pada perhitungan energi listrik di rumah, daya dalam kW dan waktu dalam jam sehingga energi dalam kWh. .
VII. Penilaian :
Pemahaman dan Penerapan Konsep :
• Mengerjakan latihan nomor 12 halaman 18 buku Sains Fisika SMP Martin Kanginan Penerbit Erlangga Jilid 3B
• Menjawab pertanyaan nomor 1 s.d 6 halaman 20 s.d 21 buku Sains Fisika SMP Martin Kanginan Penerbit Erlangga Jilid 3B
Kinerja Ilmiah :
Guru menilai ketika siswa menggunakan voltmeter, amperemeter dan waktu
untuk mengukur energi listrik.
VIII. Alat dan Bahan :
Mengukur penggunaan energi listrik oleh alat listrik
• Voltmeter
• Amperemeter
• Saklar
• Baterai dan pemegang baterai
Menemukan penyebab lampu pijar menyala lebih terang atau lebih redup
• Sebuah lampu pijar dengan daya 20 watt 7,2 ohm
• Sebuah amperemeter
• Beberapa baterai
• Sakelar
• Kabel secukupnya
Menghitung ongkos energi listrik bulanan
• Selembar rekening listrik bulanan
Mengetahui : Penyusun :
Ka. SMP.......................
....................... .......................
NIP....................... NIP.......................
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran
Satuan Pendidikan : SMP
Mata Pelajaran : IPA/Fisika
Kelas/Semester : IX / Ganjil
Materi Pokok : IX.1. ENERGI DAN DAYA LISTRIK
Sub. Materi Pokok : IX.1. 2. Konversi Energi Listrik
Alokasi Waktu : 2 x 45 menit
I. Standar Kompetensi : 3. Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
II. Kompetensi dasar :3.4 Mendiskripsikan hubungan energi dan daya listrik serta pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari
III. Indikator :
• Menunjukkan perubahan energi listrik menjdi energi bentuk lain.
• Menunjukkan beberapa alat sehari-hari yang memanfaatkan energi listrik.
• Mempraktekkan penghematan energi dalam kehidupan sehari-hari dan mengemukakan alasannya.
IV. Tujuan Pembelajaran :
Pemahaman dan Penerapan Konsep
Siswa mampu :
1. menjelaskan pengertian konversi energi .
2. memberi contoh sehari-hari alat-alat yng memanfaatkan energi listrik.
3. menghitung konversi energi listrik ke energi kalor
Kinerja Ilmiah
Siswa mampu : -
V. Materi Pokok
Energi dan Daya Listrik
VI. Langkah Pembelajaran :
Pendahuluan :
Motivasi :
Guru mengajukan pertanyaan :
Dapatkah kalian menghitung besar energi listrik yang digunakan pada suatu alat listrik ?
Pengetahuan Prasyarat :
• Pengertian tegangan
• Pengertian kuat arus listrik, lambang dan satunnya.
• Pengertian enrgi
Kegiatan Inti :
• Siswa diminta berkelompok untuk melakukan diskusi tentang “ konversi energi listrik “ halaman 21 s.d halaman 25 buku Sains Fisika SMP Martin Kanginan, Penerbit Erlangga jilid 3B..
• Secara berkelompok siswa diminta untuk menyimpulkan hasil diskusi maupun percobaan ( diskusi kelompok ).
Penutup :
Guru membimbing siswa untuk membuat kesimpulan ( diskusi kelas ) :
1. konversi energi yaitu berubahnya suatu bentuk energi menjadi energi bentuk lain.
Contoh : ketika saklar ditekan, maka terjadilah konversi energi listrik menjadi dua energi sekaligus yaitu energi cahaya dan energi panas.
2. Alat sehari-hari yang memanfaatkan energi listrik : elemen pemanas pada teko listrik dan setrika listrik.
3. Elemen pemanas terbuat dari bahan bahan yang memiliki hambatan listrik tinggi ( nikrom ) yang dililitkan pada bahan isolator tahan panas seperti mika atau silikat. Nikrom dipilih sebagai elemen pemanas karena mempunyai titik lebur tinggi dan tidak dapat dioksidasi dengan mudah meskipun dengan suhu tinggi.
4. Rumus hitungan konversi energi :
W = P x t energi listrik ini akan diubah menjadi energi bentuk lain misalnya energi kalor ( Q )
Q = m c ∆T = m c ( T2 – T1 )
W = Q
P t = m c ∆T
5. Prinsip kerja lampu pijar
• Lampi pijar adalah sebuah lampu yang hampa udara diisi gas argon ( gas yang tidak bisa bereaksi dengan wolfram panas ) dan di dalamnya terdapat kawat tipis berbentuk spiral yang disebut filamen. Ketika dialiri arus listrik filamen akan berpijar menjadi berwarna putih dengan suhu hingga 2.5000 C. Lampu pijar selain meghasilkan cahaya juga menghasikan panas, sehingga lampu pijar terkesan panas.
• Bhan filamen biasanya dari wolfram ( tungsten ) yang memiliki titik lebur sangat tinggi yaitu 3.4000 C.
6. Prinsip kerja lampu TL
Lampu TL adalah lampu tabung ( lampu neon ) terdidri dari sebuah tabung kaca yang hampir hampa udara yang diisi uap raksa. Pada kedua ujung tabung terdapat elektroda-elektroda. Ketika lampu neon dihubungkan dengan tegangan yang memadai, maka terjadilah pelepasan elektron. Elektron melalui gas raksa maka dinding tabung yang dilapisi zat yang dapat berpendar akan memancarkan warna cahaya cerah. Lampu TL terkesan terang tetapi tidak panas.
7. Sekring adalah alat pengaman listrik karena rangkaian akan putus segera jika terjadi korsleting atau pun kelebihan beban.
8. Perbedaan sekring dengan pemutus daya
• Sekring yang putus tidak dapat digunakan kembali, maka harus diganti dengan sekring baru.
• Pemutus daya juga pengaman listrik, tetapi jika sudah putus bisa diset kembali tanpa mengganti pemutus daya yang baru.
9. Pemakaian enerhi listrik harus dihemat, karena :
• Persediaan bahan bakar terbatas
• Pembakaran bahan bakar menimbulkan polusi
• Menghemat biaya listrik, jadi negara tidak usah mensubsidi lagi.
10. Cara penghematan energi listrik :
• matikan segera lampu atau alat listrik jika tidak digunakan
• matikan kran air segera jika tidak digunakan lagi
• gunakan alat listrik yang berdaya rendah
VII. Penilaian :
7.1. Pemahaman dan Penerapan Konsep
• Siswa diminta untuk mengerjakan “ tugas “ halaman 35 25 buku Sains Fisika SMP Martin Kanginan, Penerbit Erlangga jilid 3B.
• Siswa diminta untuk menjawab pertanyaan nomor 7 s.d 18 25 buku Sains Fisika SMP Martin Kanginan, Penerbit Erlangga jilid 3B..
VIII. Alat dan Bahan :
Alat untuk peragaan :
• Setrika listrik
• beberapa alat listrik, seperti kipas angin, pemanggang roti, lampu neon maupun lampu pijar.
Satuan Pendidikan : SMP
Mata Pelajaran : IPA/Fisika
Kelas/Semester : IX / Ganjil
Materi Pokok : IX.1. ENERGI DAN DAYA LISTRIK
Sub. Materi Pokok : IX.1. 2. Konversi Energi Listrik
Alokasi Waktu : 2 x 45 menit
I. Standar Kompetensi : 3. Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
II. Kompetensi dasar :3.4 Mendiskripsikan hubungan energi dan daya listrik serta pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari
III. Indikator :
• Menunjukkan perubahan energi listrik menjdi energi bentuk lain.
• Menunjukkan beberapa alat sehari-hari yang memanfaatkan energi listrik.
• Mempraktekkan penghematan energi dalam kehidupan sehari-hari dan mengemukakan alasannya.
IV. Tujuan Pembelajaran :
Pemahaman dan Penerapan Konsep
Siswa mampu :
1. menjelaskan pengertian konversi energi .
2. memberi contoh sehari-hari alat-alat yng memanfaatkan energi listrik.
3. menghitung konversi energi listrik ke energi kalor
Kinerja Ilmiah
Siswa mampu : -
V. Materi Pokok
Energi dan Daya Listrik
VI. Langkah Pembelajaran :
Pendahuluan :
Motivasi :
Guru mengajukan pertanyaan :
Dapatkah kalian menghitung besar energi listrik yang digunakan pada suatu alat listrik ?
Pengetahuan Prasyarat :
• Pengertian tegangan
• Pengertian kuat arus listrik, lambang dan satunnya.
• Pengertian enrgi
Kegiatan Inti :
• Siswa diminta berkelompok untuk melakukan diskusi tentang “ konversi energi listrik “ halaman 21 s.d halaman 25 buku Sains Fisika SMP Martin Kanginan, Penerbit Erlangga jilid 3B..
• Secara berkelompok siswa diminta untuk menyimpulkan hasil diskusi maupun percobaan ( diskusi kelompok ).
Penutup :
Guru membimbing siswa untuk membuat kesimpulan ( diskusi kelas ) :
1. konversi energi yaitu berubahnya suatu bentuk energi menjadi energi bentuk lain.
Contoh : ketika saklar ditekan, maka terjadilah konversi energi listrik menjadi dua energi sekaligus yaitu energi cahaya dan energi panas.
2. Alat sehari-hari yang memanfaatkan energi listrik : elemen pemanas pada teko listrik dan setrika listrik.
3. Elemen pemanas terbuat dari bahan bahan yang memiliki hambatan listrik tinggi ( nikrom ) yang dililitkan pada bahan isolator tahan panas seperti mika atau silikat. Nikrom dipilih sebagai elemen pemanas karena mempunyai titik lebur tinggi dan tidak dapat dioksidasi dengan mudah meskipun dengan suhu tinggi.
4. Rumus hitungan konversi energi :
W = P x t energi listrik ini akan diubah menjadi energi bentuk lain misalnya energi kalor ( Q )
Q = m c ∆T = m c ( T2 – T1 )
W = Q
P t = m c ∆T
5. Prinsip kerja lampu pijar
• Lampi pijar adalah sebuah lampu yang hampa udara diisi gas argon ( gas yang tidak bisa bereaksi dengan wolfram panas ) dan di dalamnya terdapat kawat tipis berbentuk spiral yang disebut filamen. Ketika dialiri arus listrik filamen akan berpijar menjadi berwarna putih dengan suhu hingga 2.5000 C. Lampu pijar selain meghasilkan cahaya juga menghasikan panas, sehingga lampu pijar terkesan panas.
• Bhan filamen biasanya dari wolfram ( tungsten ) yang memiliki titik lebur sangat tinggi yaitu 3.4000 C.
6. Prinsip kerja lampu TL
Lampu TL adalah lampu tabung ( lampu neon ) terdidri dari sebuah tabung kaca yang hampir hampa udara yang diisi uap raksa. Pada kedua ujung tabung terdapat elektroda-elektroda. Ketika lampu neon dihubungkan dengan tegangan yang memadai, maka terjadilah pelepasan elektron. Elektron melalui gas raksa maka dinding tabung yang dilapisi zat yang dapat berpendar akan memancarkan warna cahaya cerah. Lampu TL terkesan terang tetapi tidak panas.
7. Sekring adalah alat pengaman listrik karena rangkaian akan putus segera jika terjadi korsleting atau pun kelebihan beban.
8. Perbedaan sekring dengan pemutus daya
• Sekring yang putus tidak dapat digunakan kembali, maka harus diganti dengan sekring baru.
• Pemutus daya juga pengaman listrik, tetapi jika sudah putus bisa diset kembali tanpa mengganti pemutus daya yang baru.
9. Pemakaian enerhi listrik harus dihemat, karena :
• Persediaan bahan bakar terbatas
• Pembakaran bahan bakar menimbulkan polusi
• Menghemat biaya listrik, jadi negara tidak usah mensubsidi lagi.
10. Cara penghematan energi listrik :
• matikan segera lampu atau alat listrik jika tidak digunakan
• matikan kran air segera jika tidak digunakan lagi
• gunakan alat listrik yang berdaya rendah
VII. Penilaian :
7.1. Pemahaman dan Penerapan Konsep
• Siswa diminta untuk mengerjakan “ tugas “ halaman 35 25 buku Sains Fisika SMP Martin Kanginan, Penerbit Erlangga jilid 3B.
• Siswa diminta untuk menjawab pertanyaan nomor 7 s.d 18 25 buku Sains Fisika SMP Martin Kanginan, Penerbit Erlangga jilid 3B..
VIII. Alat dan Bahan :
Alat untuk peragaan :
• Setrika listrik
• beberapa alat listrik, seperti kipas angin, pemanggang roti, lampu neon maupun lampu pijar.
0 komentar:
Posting Komentar