Acuan Soal Energi Dan Daya Listrik Beserta Pembahasannya

Tutorial mata pelajaran Fisika kita kali ini akan membicarakan wacana Energi Listrik dan Daya Listrik.

Listrik ialah sumber cahaya yang sangat vital di zaman digital sampaumur ini. Setiap acara yang kita lakukan nyaris semuanya memakai konsumsi listrik. Maka tak heran setiap negara harus menginvestasikanĀ  terhadap infrastruktur listrik agar dapat mendongkrak kegiatan yang berafiliasi dengan buatan, dimana tujuan salah satunya adalah menjaga kestabilan roda perekonomian.

Apa itu Energi Listrik ?

Energi dapat diartikan sebagai suatu kemampuan untuk melaksanakan kerja.Energi listrik ialah sebuah bentuk energi yang berasal dari sumber arus yang lazimnya dinyatakan dalam Watt hour.

Besarnya energi listrik yang yang diberikan sebuah sumber tegangan untuk memindahkan muatan yang memiliki hambatan R, secara matematis mampu dirumuskan dengan persamaan :

W = Q.V

Dimana :

  • W yakni Energi (Joule)
  • Q yakni Besar muatan yang dipindahkan (coulomb)
  • V ialah Beda potensial listrik (Volt)

Karena Q = I.t, maka rumus Energi Listrik di atas mampu diperluas menjadi :

W = V.I.t

Dimana :

  • W ialah Energi (Joule)
  • Q yaitu Besar muatan yang dipindahkan (coulomb)
  • V yakni Beda berpotensi listrik (Volt)
  • I ialah Arus listrik dari sumber (Ampere)
  • t yaitu waktu (second)

Jika dipraktekkan hukum ohm pada suatu rangkaian listrik dimana :

V = I.R

Maka rumus Engergi listrik dapat dikembangkan lagi menjadi :

W = V.I.t
W = I.R.I.t
W = I2.R.t

Dimana :

  • W yakni Energi (Joule)
  • V yaitu Beda berpeluang listrik (Volt)
  • I yakni Arus listrik dari sumber (Ampere)
  • t yaitu waktu (second)
  • R yaitu tegangan (Ohm)

Rumus :

W = V.I.t

mampu juga dirubah ke dalam persamaan lain kalau memakai

I =

V / R

sehingga rumusnya menjadi :

W = V.I.t
W = V .

V / R

. t =

V2 / R

. t

Dimana :

  • W yakni Energi (Joule)
  • V adalah Beda berpotensi listrik (Volt)
  • t yaitu waktu (second)
  • R ialah tegangan (Ohm)

Apa itu Daya Listrik

Daya ialah energi yang diharapkan untuk melaksanakan usaha/kerja. Daya listrik menyatakan banyaknya energi listrik yang terpakai setiap detiknya. Satuan daya listrik ialah Watt. Sedanglam 1 Watt = 1 Joule/detik. Secara matematis, daya listrik dapat dinyatakan selaku berikut :

P =

W / t

P =

V . I . t / t

P = V.I
Dimana :

  • P yaitu Daya listrik (Watt)
  • W yaitu Energi (Joule)
  • V yakni Beda memiliki peluang listrik (Volt)
  • t yakni waktu (second)
  • R ialah tegangan (Ohm)

Jika kita kaitkan dengan aturan ohm, maka besarnya daya listrik yaitu sebagai berikut:
P = V . I ( V = I.R)
P = I . R . I
P = I2 . R
Atau persamaan tersebut mampu kita ubah ke dalam persamaan lain :

P = V

V / R

P =

V2 / R

Dimana :

  • P adalah Daya listrik (Watt)
  • V yakni Beda berpotensi listrik (Volt)
  • t ialah waktu (second)
  • R adalah tegangan (Ohm)
  • I yakni Arus listrik dari sumber (Ampere)
Latihan Soal Energi Listrik dan Daya Listrik

Soal No.1


Sebuah perlengkapan listrik dipasang pada tegangan listrik sebesar 12 volt dan arus yang mengalir adalah sebesar 750 mA. Hitunglah besarnya energi listrik yang diperlukan dalam rentang waktu 1 menit ?

Pembahasan

V = 12 v
I = 750 mA = 0,75 A
t = 1 menit = 60 detik
W = V . I . t
W = 12 . 0,75 . 60
W = 540 joule

Soal No.2


Sebuah komponen pemanas listrik yang digunakan untuk memanaskan air mempunyai kendala 24 ohm dihubungkan dengan sumber tegangan 240 V. Berapa energi listrik yang dihasilkan oleh penghangat tersebut selama 1 menit ?.

Pembahasan

V = 240 volt
t = 1 menit = 60 detik
R = 24 ohm
Kemudian kita gunakan rumus :
W =

V2 / R

. t
W =

2402 / 24

. 60
W =

2402 / 24

. 60
W = 144000 J
W = 144 KJ


Soal No.3


Jika energi yang kita butuhkan dalam memindahkan muatan listrik 4 Coulomb dari titik A ke titik B yaitu 20 Joule. Hitunglah perbedaan memiliki peluang antara titik A dan B ?

Pembahasan

Q = 4 Coulomb
W = 20 Joule
Kemudian kita cari potensialnya dengan rumus :
W = Q . V
V =

W / Q

V =

20 / 4

= 5 Volt

Soal No.4


Berapa besar hambatan total pada suatu lampu yang bertuliskan 120 V dan 60 W ?

Pembahasan

V = 120 volt
P = 60 watt
Kemudian kita gunakan rumus :
P =

V2 / R

R =

V2 / P

R =

(120)2 / 60

R =

14400 / 60

= 240 Ohm

Soal No.5


Sebuah lampu bertuliskan 40 W/110 V dinyalakan selama 10 menit. Berapakah arus listrik dan energi listrik yang diharapkan ?

Pembahasan

P = 40 W
V = 110 V
t = 10 menit = 600 s
Untuk mencari arus listrik, kita gunakan rumus :
P = V . I
I =

P / V

I =

40 / 110

= 0,36 Ampere

Untuk mencari Energi listrik, kita gunakan rumus :
W = P . t
W = 40 . 600
W = 24000 J
W = 24 KJ

Soal No.6


Suatu rangkaian listrik yang mempunyai kendala 4 ohm dialiri sebuah arus listrik 8 Ampere selama 30 menit. Tentukan energi yang digunakan dalam satuan Joule, Kalori dan kWh ?

Pembahasan

I = 8 Ampere
R = 4 Ohm
t = 30 menit = 1800 detik = 0,5 Jam

W = I2 . R . t
W = (8)2 . 4 . 1800
W = 64 . 4 . 1800
W = 460.800 Joule

Untuk energi dalam satuan Kalori, kita harus ingat bahwa 1 Joule = 0, 24 Kalori. Sehingga :
W = 460.800 Joule x 0,24
W = 110.592 Kalori

Untuk energi dalam satuan kWh, maka waktu yang digunakan yakni Jam, dimana 30 menit = 0,5 Jam
W = I2 . R . t
W = (8)2 . 4 . 0,5
W = 64 . 4 . 0,5
W = 128 Wh
W = 0,128 kWh

Soal No.7


Sebuah keluarga memakai daya listrik 1200 watt selama 400 jam. Jika harga listrik 1 kWh = Rp 400,- maka berapa biaya yang mesti dikeluarkan keluarga tersebut ?

Pembahasan

P = 1200 Watt
t = 400 Jam
1 kWh = Rp 400,-

Maka besar energi listrik yang digunakan yaitu :
W = P . t
W = 1200 . 400
W = 480.000 Wh
W = 480 kWh

Biaya yang mesti dibayar :
Biaya listrik = Jumlah kWh x Rp 400,-
Biaya listrik = 480 x Rp 400,-
Biaya listrik = Rp 192.000,-

Soal No.8


Jika sebuah lampu pijar tertulis 220 V/100 W. Jika lampu tersebut digunakan selam 10 jam dalam sehari. Hitunglah berapa ongkos listrik yang harus dibayarkan jikalau 1 kWh = Rp 1000,- dalam 1 bulan (1 bulan = 30 hari) ?

Pembahasan

P = 100 Watt t = 10 Jam, dalam 1 bulan = 300 Jam
1 kWh = Rp 1000,-
Besar Engergi Listrik yang dipakai ialah :
W = P. t
W = 100 . 300
W = 30.000 Wh
W = 30 kWh

Biaya yang harus dibayar dalam 1 bulan :
Biaya listrik = Jumlah kWh x Rp 1000,-
Biaya listrik = 30 x Rp 1000,-
Biaya listrik = Rp 30.000,-

Soal No.9


Sebuah mesin sepeda motor melakukan perjuangan sebesar 10.000 joule. Jika daya motor itu 2000 watt, hitunglah waktu yang dipakai ?

Pembahasan

W = 10.000 J
P = 2000 Watt
W = P . t
t =

W / P

t =

10.000 / 2000

= 5 detik
Kaprikornus waktu yang diperlukan motor itu yakni 5 detik.