DAYA LISTRIK

MAPEL   :  IPA

KELAS   :  9

MATERI   : DAYA LISTRIK

PERTEMUAN   : 3

GURU PENGAMPU   :  SEPTYANA FORI

WAKTU PEMBELAJARAN   : SENIN,  18 NOVEMBER 2024

KD  :  3.5  Menerapkan konsep rangkaian listrik, energi dan daya listrik, sumber energy listrik dalam  

                  kehidupan sehari-hari termasuk sumber energi listrik alternatif.

TUJUAN   :  Setelah melaksanakan pembelajaran, siswa diharapkan mampu:

                 1.   Menjelaskan konsep rangkaian listrik (kuat arus, beda potensial dan hambatan)

                  2.      Menjelaskan daya listrik

                  3.      Menjelaskan sumber energy

                  4.      Menyajikan hasil rancangan berbagai rangkaian listrik

                 

Alhamdulilah hari ini, kita bisa bertemu dalam pembelajaran IPA . Semoga dalam proses pembelajaran kita diberikan kemudahan dalam pemahaman amin …

Sebelum memasuki materi hari ini,  tak lupa ibu ingatkan untuk melaksanakan sholat dhuha dan marojaah .

 

Perbedaan listrik statis dan dinamis adalah: listrik statis tidak memiliki aliran listrik                              sedangkan listrik dinamis memiliki aliran listri

Contoh listrik statis adalah petir, debu yang menempel di TV, mesin printer

MATERI

Kuat Arus Listrik

Pada saat kita memperbesar sumber tegangan listrik, ini berarti bahwa kita telah memberikan energi listrik yang lebih besar lagi pada rangkaian, dengan demikian elektron pun akan bergerak semakin cepat yang mengakibatkan jumlah elektron yang melewati lampu dalam satuan waktu semakin banyak dan nyala lampu akan semakin terang. Pengertian kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir setiap detik. Simbol kuat arus listrik adalah I. Apabila muatan listrik disimbolkan dengan huruf Q dan waktu disimbolkan dengan huruf t, kuat arus dirumuskan seperti yang berikut ini.

 

Satuan muatan listrik adalah coulomb (C) dan satuan waktu adalah sekon (s) maka satuan kuat arus listrik adalah coulomb per sekon (C/s) atau dikenal dengan nama ampere (A).

Mengukur Kuat Arus Listrik

Alat yang dipakai untuk mengukur besarnya kuat arus listrik pada suatu rangkaian disebut sebagai amperemeter. Oleh sebab yang diukur adalah arus listrik atau aliran elektron pada suatu rangkaian, maka amperemeter dipasang secara seri karena dipakai sebagai jalan aliran elektron. Sebelum melakukan pengukuran dengan menggunakan amperemeter, teman - teman sebaiknya mengenal terlebih dahulu cara kerja amperemeter.

Amperemeter ada yang berdiri sendiri dan ada juga yang tergabung sama alat yang lainnya, seperti avometer.

Komponen Listrik

a). Sakelar

Secara umum bahwa alat-alat listrik ataupun elektronika telah dilengkapi dengan sebuah atau beberapa buah sakelar. Pengertian sakelar adalah alat yang bisa membuat arus listrik menjadi mengalir atau terputus. Ada beberapa jenis sakelar yang semuanya mempunyai fungsi yang sama, yaitu untuk mengalirkan ataupun untuk memutuskan arus listrik. Pada prinsipnya, sakelar terdiri dari dua keping penghantar yang bisa diputus atau disambungkan sesuai dengan kebutuhan. Bagian-bagian sakelar adalah sebagai berikut:

Tombol sakelar dipakai untuk memutus sambungan plat logam. Apabila tongkat sakelar ditekan maka kedua logam akan bersentuhan. Hal tersebut yang menyebabkan sakelar dalam posisi hidup (on) dan arus listrik akan mengalir. Pada saat sakelar dalam posisi mati (off ), muatan listrik tidak bisa  menyeberang lewat sakelar tersebut. Arus listrik akan terhenti mengalir dan benda-benda listrik akan berhenti bekerja pula.

b). Sekering

Pengertian sekering adalah alat listrik yang dipakai untuk memutuskan arus listrik dengan otomatis

Hukum Ohm dan Rangkaian Hambatan

Supaya dapat menghasilkan arus listrik pada suatu rangkaian, diperlukan beda potensial. Dengan menggunakan baterai merupakan salah satu cara untuk menghasilkan beda potensial tersebut. George Simon Ohm (1787–1854) menentukan dengan percobaannya bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensial V yang  diberikan ke ujung-ujungnya. Apabila teman - teman menghubungkan kawat ke baterai 6 V, aliran arus akan dua kali lipat dibandingkan apabila  dihubungkan ke baterai 3 V. Berapa besar aliran arus pada kawat tidak hanya bergantung pada tegangan, namun juga akan tergantung pula pada hambatan yang diberikan kawat terhadap aliran elektron. Karena adanya interaksi dengan atom-atom kawat maka elektron-elektron menjadi melambat. Semakin tinggi hambatan ini, maka akan semakin kuat arus untuk suatu tegangan V sehingga didapat persamaan:

Fungsi hambatan atau sering disebut resistor yaitu untuk mengatur besar atau kecilnya arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian tertutup. Hambatan dalam suatu rangkaian bisa dipasang secara seri, paralel, atau dipasang kombinasi keduanya.

Rangkaian Seri
Pada saat dua atau lebih hambatan dipasang dari ujung ke ujung maka dikatakan hambatan dihubungkan secara seri. Berikut gambarnya

Rangkaian Paralel

 

 Pengertian Daya Listrik

Daya listrik adalah besarnya energi listrik yang diserap oleh suatu rangkaian setiap satuan waktu. Semakin besar daya listrik pada suatu rangkaian, semakin besar pula energi yang akan diserap. Contoh mudahnya, daya listrik di rumahmu 900 watt, lalu kamu membeli kompor induksi yang dayanya 1.300 watt. Kira-kira, apa yang akan terjadi? Sudah pasti, kompor induksi tidak akan nyala dan listrik di rumahmu akan mati karena energi listrik yang diserap kompor induksi jauh lebih besar dari energi listrik yang tersedia di rumahmu.

Ada Rumus yang berkaitan dengan cara menghitung tagihan listrik setiap bulan berdasarkan lamanya pemakaian alat-alat elektronik. Adapun rumus yang dimaksud adalah sebagai berikut.

Tagihan listrik tiap bulan = total kWh × tarif/kWh

Dengan kWh (kilowatt hours) merupakan total energi yang digunakan setiap bulan. Secara matematis, rumus kWh adalah kW × total jam pemakaian setiap bulan.

 

CONTOH SOAL

1. Sebuah rumah tangga menggunakan 4 lampu masing-masing 50 W dan dinyalakan 10 jam per hari. Televisi 100 W dinyalakan rata-rata 12 jam per hari. Kemudian sebuah mesin pompa air 125 W dinyalakan rata-rata 2 jam per hari. Jika harga 1 kWh energi listrik yang terpakai Rp. 500,- maka rekening listrik yang harus dibayar oleh keluarga tersebut selama sebulan (30 hari) adalah….

a. Rp. 50.750,-  

b. Rp. 51.750,- 

c. Rp. 52.750,- 

d. Rp. 53.750,-

Pembahasan:

Agar lebih mudah, kelompokkkan semua alat yang digunakan, daya listrik alat dan lamanya pemakaian untuk menghitung energi listrik, seperti di bawah ini;

a.4 lampu @ 50W, 10 h => 4 x 50 W x 10 h = 2.000 Wh

b.1 TV 100 W, 12 h        =>  1 x 100 W x 12 h = 1.200 Wh

c.1 Pompa air, 125 W, 2 h => ­­1 x 125 W x 2 h = 250 Wh

                                          

Kemudian jumlahkan energi listrik yang terpakai dalam 1 hari, yaitu: 2000 Wh+1200Wh+250Wh = 3450 Wh atau 3450/1000 = 3,45 kWh

Maka dalam 1 bulan (30 hari) energi listrik yang terpakai adalah: 30 x 3,45 kWh = 103,5 kWh.

Jadi, rekening listrik yang terbayar selama sebulan adalah: 103,5 x Rp. 500,- = Rp. 51.750,-

 

2. Misalnya, di rumahmu ada kulkas berdaya 50 watt yang menyala 24 jam sehari, 8 lampu berdaya 20 watt menyala 8 jam sehari, televisi berdaya 30 watt menyala 3 jam sehari, komputer 120 watt menyala 4 jam sehari. Jika tarif dasar listrik per kWh di rumahmu Rp1.352, berapakah tagihan listrik yang harus kamu bayarkan setiap bulannya? (1 bulan = 30 hari)

Jawab:

Mula-mula, tentukan dahulu besarnya energi listrik masing-masing perangkat elektronik setiap harinya.

• Kulkas = 1 × 50 × 24 = 1.200 Wh
• Lampu = 8 × 20 × 8 = 1.280 Wh
• Televisi = 30 × 3 = 90 Wh
• Komputer = 120 × 3 = 360 Wh

Total energi listrik yang dibutuhkan setiap hari adalah 1.200 Wh + 1.280 Wh + 90 Wh + 360 Wh = 2.930 Wh = 2,93 kWh

Total energi listrik setiap bulan = 2,93 kWh × 30 = 87,9 kWh.

Dengan demikian, tagihan listrik setiap bulannya adalah 87,9 kWh × Rp1.352 = Rp118.840,8.

 

Sumber Tegangan Listrik

Beberapa sumber tegangan listrik yang sering dipakai di antaranya yaitu elemen kering, elemen volta, dan akumulator.

a. Elemen Volta

Untuk pertama kalinya elemen volta oleh Alesandro Volta (1745–1827). Elemen volta merupakan sel elektrokimia yang bisa menghasilkan arus listrik.

Prinsip elemen volta ini yaitu dipakai untuk membuat baterai dan aki yang bisa bekerja dalam waktu yang lebih lama.

b. Elemen Kering

Baterai merupakan elemen kering atau sel kering. Elemen kering ini mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai terdiri atas dua elektroda dan masing-masing elektroda memiliki bahan kimia yang berbeda. Terdapat berbagai jenis, tipe, dan ukuran baterai. Baterai dipakai sebagai sumber energi, misalnya untuk menggerakkan mobil mainan, menyalakan lampu senter, radio, dan remote TV.  Sebuah baterai ukuran kecil, umumnya mempunyai tegangan sebesar 1,5 V. Baterai yang disusun seri menghasilkan nilai tegangan yang lebih besar. Besarnya tegangan total baterai yang disusun seri merupakan penjumlahan dari besar tegangan setiap baterai.
Apabila tiga baterai bertegangan 1,5 V dipasang seri,  tegangan total rangkaian itu menjadi 4,5 V, yaitu dari hasil penjumlahan 1,5 V + 1,5 V + 1,5 V. Secara matematis, perumusannya bisa kita tulis seperti yang berikut ini

V_total = V₁ + V₂ + V₃

Alat elektronika yang memakai baterai sebagai sumber energi listriknya, dianjurkan dimatikan apabila tidak dipergunakan, karena energi kimia dalam baterai akan cepat habis dan baterai tidak dapat digunakan lagi.

c. Akumulator

Akumulator (aki) termasuk elemen sekunder, artinya elemen yang reaksi kimianya bisa dibalik.

Pada proses pengisian aki, kutub positif aki dipasangkan pada kutub negatif sumber tegangan arus searah dan kutub negatif aki dipasangkan pada kutub positif sumber tegangan arus searah. Reaksi kimia yang terjadi pada waktu mengisi aki berkebalikan dengan reaksi kimia pada waktu aki dipakai.

Pada kehidupan sehari-hari, aki sering kita dijumpai di mobil ataupun motor. Aki dimanfaatkan untuk menghidupkan mesin mobil sebagai sumber energi listrik. Untuk daerah yang belum terjangkau oleh jaringan listrik PLN, aki dapat dipakai sebagai sumber energi untuk TV dan radio.

 

EVALUASI

Setelah membaca materi diatas silahkan jawab pertanyaan dibawah ini

- Sebutkan contoh-contoh dari listrik dinamis dalam kehidupan sehari-hari 

- Sebutkan macam-macam rangkaian listrik dan jelaskan

- Buatlah satu contoh soal rangkaian listrik seri atau paralel serta pembahasannya

ditulis dibuku latihan dan dikumpulkan

KESIMPULAN 

- Listrik dinamis adalah listrik yang bergerak atau mengalir, atau yang biasa disebut dengan arus listrik. Listrik dinamis akan mengalir melalui kabel atau penghantar lain. 

- Kuat arus adalah aliran listrik ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak di dalam suatu penghantar

- Jenis-jenis rangkaian listrik ; rangkaian seri dan paralel

 

REFERENSI

- Buku paket IPA kelas 9

- https://www.ruangguru.com/blog/ipa-kelas-9-penerapan-listrik-dinamis-di-sekitar-kita

- https://www.kompas.com/skola/read/2020/11/25/232940569/hantaran-listrik-konduktor-isolator-dan-semikonduktor?page=all 

- https://id.wikipedia.org/wiki/Penghantar_listrik 

- https://kumparan.com/ragam-info/3-klasifikasi-zat-berdasarkan-kemampuan-hantaran-listrik-21JSxamfyt5