Penerapan Arus Searah dalam Kehidupan Sehari-hari

Penerapan Arus Searah dalam Kehidupan Sehari-hari- Arus searah (Direct Current) adalah suatu arus listrik yang aliran muatan netto hanya dalam satu arah. Dalam kehidupan sehari-hari, arus searah banyak digunakan pada kendaraan bermotor (baik roda empat maupun roda dua), lampu penerangan di rumah, misalnya lampu senter. Contoh penggunaan sumber arus searah (sumber tegangan searah) pada sebuah mobil ditunjukkan pada Gambar 5.12. Sumber arus searah suatu alat untuk menghasilkan beda potensial antara dua titik dalam suatu rangkaian. Misalnya : batu beterai, aki (accumulator), sel surya (solar cell), dan sebagainya. Beda potensial pada sumber arus listrik searah ada yang 1,5 V, 6 V, 12 V, 24 V dan sebagainya.

Arus Searah

Arus Searah

Energi listrik adalah besar muatan (dalam coulomb) dikalikan beda potensial yang dialaminya. Satuan energi listrik dalam sistem SI adalah joule (J). Energi listrik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.

W = QV = Vit = I2Rt = V2R/t  …. (5.13)

dengan:

W = energi listrik (joule, J),

V = beda potensial listrik (volt, V),

Q = muatan listrik (coulomb, C),

I = arus listrik (ampere, A),

R = hambatan (ohm, Ω),

t = waktu arus mengalir (sekon, s).

Daya listrik adalah energi listrik yang dihasilkan atau diperlukan per satuan waktu. Daya listrik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (5.13) di atas, yaitu:

Daya listrik P = W /t = VI

dengan:

P = daya listrik (watt),

W = energi yang dibebaskan (joule),

t = selang waktu (sekon)

Satu watt (1 W) adalah besar daya ketika energi satu joule dibebaskan dalam selang waktu 1 sekon.

Bagaimana proses penggunaan suatu sumber arus listrik dalam pengalaman sehari-hari? Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan sumber arus searah, tetapi juga menggunakan tegangan bolak-balik, misalnya sumber listrik dari Pusat Listrik Negara (PLN). Pada sumber arus bolak balik pada umumnya mempunyai tegangan efektifnya adalah 220 V. Tegangan efektif artinya besar tegangan arus listrik bolak-balik yang memberi akibat sama dengan arus searah, khususnya dalam hal energi dan daya listrik. Jika tegangan listrik mengalami penurunan, maka daya yang terjadi juga mengalami penurunan yaitu sesuai dengan persamaan berikut:

P2/P1 = (V2/V1)2

Contoh soal

1. Berapa daya lampu 100 W/220 V jika tegangan PLN turun menjadi 100 V tersebut di atas?

Penyelesaian:

Pada tegangan V1 = 220 V maka daya lampu P1 = 100 W, sehingga jika V2= 100 V maka daya lampu tersebut dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (5.15):

P2 = (V2/V1)2.P1 = (100/220)2.100W = 20,66W

2. Sebuah alat pemanas bekerja pada tegangan 220 V dan arus 2 A. Tentukan energi listrik yang diserap pemanas tersebut selama (a) 5 sekon dan (b) 1 jam.

Jawab

Diketahui: V = 220 V dan I = 2 A.

Energi listrik yang diserap pemanas

a. selama t = 5 s adalah

W = VIt = (220 V)(2 A)(5 s) = 2200 J

b. selama t = 1 jam adalah

W = VIt = (220 V)(2 A)(1 s) = 440 watt-jam = 0,44 kWh

3. Sebuah lampu dihubungkan dengan tegangan 220 V sehingga mengalir arus 0,5 A pada lampu tersebut. Tentukanlah energi listrik yang diserap oleh lampu tiap sekon.

Jawab

Diketahui: V = 220 V dan I = 0,5 A.

Energi listrik yang diserap lampu tiap sekon atau daya yang diserap lampu adalah

P = VI = (220 V)(0,5 A) W.

Konsep hambatan konstan pada suatu alat listrik:

  • Pada lampu pijar tertulis informasi tentang tegangan dan daya, misalnya 220 V 40 W atau 220 V 60 W atau 220 V 100 W, dan sebagainya.
  • Lampu-lampu tersebut diproduksi dengan hambatan listrik elemen lampu tersebut tetap. 

Artikel Terkait

Updated: 13 November 2014 — 19:51

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Budisma.web.id © 2014