Lampu listrik dengan daya 8 watt
Segitiga daya yang terdiri dari daya semu (VA), daya reaktif (VAR), dan daya nyata (
W
). Penerapannya pada
arus listrik bolak-balik
Daya listrik
adalah kemampuan suatu
peralatan listrik
untuk melakukan
usaha
akibat adanya perubahan kerja, dan perubahan muatan listrik tiap satuan
waktu
.
[1]
Besarnya daya listrik yang dilakukan oleh peralatan listrik dipengaruhi oleh keberadaan
tegangan listrik
, kuat
arus listrik
, dan
hambatan listrik
di dalam
rangkaian listrik
tertutup, serta keadaannya terhadap waktu. Ketiga besaran listrik tersebut menjadi penentu dari besarnya daya listrik yang diperlukan oleh peralatan listrik untuk bekerja secara optimal.
Nilai daya listrik umumnya dicantumkan pada label peralatan listrik untuk menunjukkan besarnya energi yang dibutuhkan oleh perangkat listrik untuk dapat bekerja tiap satuan waktu.
[3]
Daya listrik dapat dibuat dari pengubahan daya kerja selama proses
induksi elektromagnetik
berlangsung di dalam kumparan magnet. Tegangan induksi pada batang penghantar yang berada di dalam suatu medan magnet akan menghasilkan arus induksi dengan nilai tertentu. Tegangan dan arus induksi ini menghasilkan daya dalam satuan Joule yang sama dengan daya yang dibebaskan ke dalam konduktor. Daya dalam satuan Joule ini dihasilkan sebagai akibat adanya kerja mekanik yang berasal dari proses menggerakkan batang penghantar. Sedangkan pada batang penghantar terdapat gaya yang bergerak secara berlawanan arah, sehingga daya mekanik berubah menjadi daya listrik.
[4]
Dalam
Sistem Satuan Internasional
, daya listrik dinyatakan dengan satuan
Watt
(W). Daya listrik juga dapat dinyatakan dalam satuan
Joule
/detik (J/s). Pada beberapa penerapan praktis, daya listrik dinyatakan dalam kiloWatt (kW) atau MegaWatt (MW).
![[icon]](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Wiki_letter_w_cropped.svg/20px-Wiki_letter_w_cropped.svg.png) | Bagian ini memerlukan
pengembangan
. Anda dapat membantu dengan
mengembangkannya
.
|
Daya listrik, dilambangkan dengan huruf
P
dalam persamaan listrik. Pada rangkaian arus
DC
, daya listrik sesaat dihitung menggunakan
Hukum Joule
, sesuai nama fisikawan Britania
James Joule
, yang pertama kali menunjukkan bahwa energi listrik dapat berubah menjadi energi mekanik, dan sebaliknya.
![{\displaystyle P=VI\,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/14e6f07fcd4fa07c3c7d010ecec4b0cbd31f132d)
di mana
adalah daya (
watt
atau W)
adalah arus (
ampere
atau A)
adalah perbedaan potensial (
volt
atau V)
Sebagai contoh, lampu dengan daya 8 watt yang dipasang pada voltase (beda potensial) 220 V akan memerlukan arus listrik sebesar 0,0363636 A atau 36,3636 mA:
.
Hukum Joule dapat digabungkan dengan
hukum Ohm
untuk menghasilkan dua persamaan tambahan
![{\displaystyle P=I^{2}R\,={\frac {V^{2}}{R}}\,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cf8af82bf56cb1f7e32784c66701c2d9fc21ef26)
di mana
adalah
hambatan listrik
(
Ohm
atau Ω).
sebagai contoh:
![{\displaystyle (2\,{\mbox{A}})^{2}\cdot 6\,\Omega =24\,{\mbox{W}}\,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/190e2f838b31e3ae65171e1b48c238e0909942c5)
dan
![{\displaystyle {\frac {(12\,{\mbox{V)}}^{2}}{6\,\Omega }}=24\,{\mbox{W}}\,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2eed69dc5886970d38a96ba16417b0a535d5bf3e)
Daya listrik dapat mengalir di mana pun medan listrik dan magnet berada di tempat yang sama. Contoh paling sederhana adalah rangkaian listrik, yang sudah dibahas sebelumnya. Dalam kasus umum persamaan
harus diganti dengan perhitungan yang lebih rumit, yaitu
integral
hasil kali
vektor
medan listrik dan medan magnet dalam ruang tertentu:
![{\displaystyle \mathbf {P} =\int _{S}\mathbf {E} \times \mathbf {H} \cdot \mathbf {dA} \,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/59300dd541c82ccb6955d535777ab2457640a846)
Hasilnya adalah skalar, karena ini adalah
integral permukaan
dari
vektor Poynting
Penyaluran daya listrik melalui
kabel
selalu menghasilkan rugi-rugi daya. Pengurangan rugi-rugi daya dilakukan dengan memperkecil nilai hambatan listrik di dalam kabel. Nilai hambatan dapat dikurangi dengan menggunakan bahan listrik dengan hambatan jenis yang kecil, seperti
tembaga
atau
aluminium
. Hambatan jenis suatu bahan listrik merupakan suatu ketetapan yang tidak dapat diubah, sehingga pengurangan nilai hambatan listrik hanya dapat mencapai nilai minimum tertentu. Penurunan nilai dapat dilakukan lagi dengan melakukan
rekayasa
bahan listrik. Cara pertama untuk merekayasa bahan agar hambatan listriknya sangat kecil ialah melakukan pencampuran bahan-bahan listrik sehingga ditemukan hambatan yang lebih kecil dari bahan listrik yang ada di alam. Cara kedua ialah menggunakan kabel dengan luas penampang lebih besar. Hambatan listrik akan semakin kecil jika luas penampang semakin besar. Cara kedua tidak dapat diterapkan secara efektif pada pekerjaan teknis kelistrikan karena penampang besar bersifat kaku dan sulit dibengkokkan. Sifat ini mengakibatkan kesulitan dalam penyambungan. Cara yang paling umum digunakan dalam penyaluran daya listrik ialah dengan membuat kabel dalam bentuk serabut. Kabel serabut terdiri dari serabut-serabut dengan luas penampang kecil. Hambatan kabel menjadi kecil karena jumlah serabut banyak sehingga luas penampang total seluruh serabut menjadi besar. Selain itu, kabel serabut masih mudah untuk digulung atau dililit.
[6]
Daya listrik dalam jumlah yang sangat besar dilakukan melalui jaringan
transmisi tenaga listrik
berbentuk
Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi
(SUTET). Penyaluran dengan menggunakan SUTET merupakan konsekuensi penyaluran yang jauh, mulai dari
pembangkit listrik
hingga ke lokasi
pemukiman
penduduk
.
Penyaluran daya listrik jarak jauh menerapkan persamaan rugi-rugi daya. Pada persamaan ini, daya listrik yang terbuang tanpa digunakan terjadi selama penyaluran karena adanya hambatan tertentu di dalam penghantar llistrik yang digunakan. Semakin panjang penghantar listrik yang digunakan maka akan semakin banyak daya listrik yang terbuang akibat panas yang dihasilkan oleh arus listrik dengan jumlah kuadrat. Penurunan nilai rugi-rugi daya dilakukan dengan memperkecil arus listrik penyaluran dengan cara meningkatkan nilai tegangan listrik hingga ke tingkat ekstra tinggi.
[6]
Alat yang digunakan untuk mengukur daya listrik disebut wattmeter. Daya listrik dapat diukur secara langsung pada peralatan listrik yang teraliri arus listrik. Prinsip kerja wattmeter merupakan gabungan antara prinsip kerja dari
amperemeter
dan
voltmeter
serta penerapan
gaya Lorentz
. Konstruksi wattmeter terdiri dari kumparan arus dan kumparan tegangan. Kumparan arus merupakan kumparan tetap yang tidak dapat berputar, sedangkan kumparan putar dapat bergerak memutar saat dialiri arus listrik. Kumparan arus dipasang secara
seri
mengikuti prinsip kerja amperemeter, sedangkan kumparan tegangan dipasang secara paralel dengan sumber tegangan. Wattmeter dapat digunakan untuk mengukur tegangan dan
arus searah
maupun tegangan dan
arus bolak-balik
.
- ^
Safitri, N., Suryati, dan Rachmawati (2017).
Analisis Rangkaian Listrik: Teori Dasar, Penyelesaian Soal dan Soal-Soal Latihan
(PDF)
. Lhokseumawe: Penerbit Politeknik Negeri Lhokseumawe. hlm. 6.
ISBN
978-602-17282-5-3
.
- ^
Listiana, dkk. (2009).
Ilmu Pengetahuan Alam 2
(PDF)
. Surabaya: Amanah Pustaka. hlm. 24?6.
ISBN
978-602-8542-06-7
.
- ^
Gertshen, C., Kneser, H.O., dan Vogel, H. (1996).
Fisika: Listrik Magnet dan Optik
(PDF)
. Jakarta: Pusat Pembinaan dan Pengembangan Bahasa. hlm. 131.
ISBN
979-459-693-0
.
- ^
a
b
Abdullah, Mikrajuddin (2017).
Fisika Dasar II
(PDF)
. Bandung: Institut Teknologi Bandung. hlm. 258.
- Ponto, Hantje (2018).
Dasar Teknik Listrik
(PDF)
. Sleman: Deepublish.
ISBN
978-623-7022-93-0
.
|
---|
Umum
| |
---|
Perpustakaan nasional
| |
---|
Lain-lain
| |
---|