Rumus Daya Listrik
Rumus daya adalah :
P = V x I atau
P = I2R
P = V2/R
P= W/t
Keterangan :
P = Daya Listrik dengan satuan Watt (W)
V = Tegangan Listrik dengan Satuan Volt (V)
I = Arus Listrik dengan satuan Ampere (A)
R = Hambatan dengan satuan Ohm (Ω)
Satuan Watt ini diambil dari rumus dasar satuannya yakni Volt Ampere. Lalu kenapa tulisannya menjadi Watt tidak menjadi Voltam atau Volter misalnya.
Satuan Watt ditemukan oleh James Watt, seorang penemu berkebangsaan Skotlandia. Secara umum watt dapat kita temukan di berbagai peralatan listrik yang biasa digunakan di rumah, seperti lampu, setrika, mesin cuci, pompa air, dan lain sebagainya.
Untuk menghidupkan peralatan listrik digunakan satuan Watt yang menyatakan berapa besar daya listrik yang dibutuhkan. Hampir semua peralatan listrik menggunakan Watt sebagai satuan konsumsi daya listrik. Namun ada juga peralatan tertentu yang menggunakan satuan Horsepower (hp). Dalam konversi, 1 hp = 746 watt.
PLN sendiri lebih menyukai satuan Watt daripada Volt Ampere. Mengapa ? Sebab Watt hanya mengukur daya aktif yang dikonsumsi oleh beban resistif, sedangkan volt ampere juga menghitung daya reaktif yang masuk dan keluar dari komponen induktif atau kapasitif (beban reaktif).
Meskipun tidak mengkonsumsi daya di sisi pengguna, beban reaktif masih menarik arus tambahan dari generator PLN, dan arus tambahan ini dihamburkan di jaringan transmisi, dan kerugian ini ditanggung oleh PLN kecuali oleh industri yang beban reaktifnya di atas toleransi sehingga mereka membayar lebih.
Dari rumus di atas bisa diketahui bahwa :
Semakin besar nilai Resistansi (Ohm) pada suatu alat listrik, maka semakin kecil daya (Watt) yang dibutuhkan, dan semakin kecil pula arus listrik (Ampere) yang dihasilkan, dengan tegangan konstan (Volt).
Semakin kecil nilai Resistansi (Ohm) pada suatu alat listrik, maka semakin besar daya (Watt) yang dibutuhkan, dan semakin besar pula arus listrik (Ampere) yang dihasilkan, dengan tegangan konstan (Volt).
Semakin besar tegangan listrik (Volt) yang digunakan, maka semakin kecil arus listrik (Ampere) yang dihasilkan dengan beban daya (Watt) yang sama.
Semakin kecil tegangan (Volt) yang digunakan, maka semakin besar arus listrik (Ampere) yang dihasilkan dengan beban daya (Watt) yang sama.
Jelaskan Apa Itu Daya Listrik
Daya itu sendiri dapat didefinisikan sebagai jumlah energi yang dikonsumsi per satuan waktu. Namun, secara matematis daya adalah perubahan usaha terhadap perubahan muatan listrik dalam Watt.
Hal ini sesuai dengan kutipan dari buku teks terbitan Politeknik Negeri Lhokseumawe yang berjudul Analisis Rangkaian Listrik: Dasar Teori, Pemecahan Masalah dan Praktek Soal (2017:6).
Dalam buku terbitan Pustaka Widyatama yang berjudul Smart Science Kelas 4-6 SD (2009:202) disebutkan bahwa daya listrik adalah jumlah listrik yang dibutuhkan per satuan waktu.
Sementara menurut Wikipedia, daya listrik adalah kemampuan suatu peralatan listrik untuk melakukan kerja karena adanya perubahan usaha dan perubahan muatan listrik per satuan waktu.
Besarnya daya listrik yang dilakukan oleh peralatan listrik dipengaruhi oleh adanya tegangan listrik, arus listrik, dan hambatan listrik dalam suatu rangkaian listrik tertutup, serta kondisinya terhadap waktu.
Ketiga besaran listrik tersebut merupakan penentu besarnya daya listrik yang dibutuhkan oleh peralatan listrik agar dapat bekerja secara optimal.
Nilai daya listrik umumnya tercantum pada label peralatan listrik untuk menunjukkan besarnya energi yang dibutuhkan oleh perangkat listrik untuk dapat bekerja per satuan waktu.
Daya listrik dapat diciptakan dari perubahan daya kerja selama proses induksi elektromagnetik yang berlangsung dalam kumparan magnet. Tegangan induksi pada batang penghantar dalam medan magnet akan menghasilkan arus induksi dengan nilai tertentu.
Tegangan dan arus induksi ini menghasilkan daya dalam Joule yang sama dengan daya yang dilepaskan ke konduktor. Daya dalam Joule ini dihasilkan sebagai akibat kerja mekanis yang berasal dari proses menggerakkan batang penghantar.
Sedangkan pada batang penghantar terdapat gaya yang bergerak berlawanan arah, sehingga daya mekanik berubah menjadi daya listrik.
Dalam Sistem Satuan Internasional, daya listrik dinyatakan dalam Watt (W). Daya listrik juga dapat dinyatakan dalam satuan Joule/sekon (J/s). Dalam beberapa aplikasi praktis, daya listrik dinyatakan dalam kiloWatt (kW) atau MegaWatt (MW).
Daya listrik, dilambangkan dengan huruf P dalam persamaan listrik. Di sirkuit DC, daya listrik sesaat dihitung menggunakan Hukum Joule, dinamai fisikawan Inggris James Joule, yang pertama kali menunjukkan bahwa energi listrik dapat diubah menjadi energi mekanik, dan sebaliknya.
P = V I
Dimana
P adalah daya (watt atau W)
I adalah arus (ampere atau A)
V adalah beda potensial (volt atau V)
Tenaga listrik dapat mengalir dimanapun medan listrik dan medan magnet berada pada tempat yang sama. Contoh paling sederhana adalah rangkaian listrik, yang telah dibahas sebelumnya.
Pada kasus umum persamaan P = V I harus diganti dengan perhitungan yang lebih rumit, yaitu perkalian integral dari vektor medan listrik dan medan magnet dalam ruang tertentu:
Hasilnya adalah skalar, karena merupakan integral permukaan dari vektor Poynting
Penyaluran tenaga listrik melalui kabel selalu mengakibatkan rugi-rugi daya. Pengurangan rugi-rugi daya dilakukan dengan cara menurunkan nilai hambatan listrik pada kabel. Nilai resistansi dapat dikurangi dengan menggunakan bahan listrik dengan resistansi spesifik rendah, seperti tembaga atau aluminium.
Hambatan suatu bahan listrik merupakan penentuan yang tidak dapat diubah, sehingga penurunan nilai hambatan listrik hanya dapat mencapai nilai minimum tertentu. Penurunan nilai dapat dilakukan kembali dengan rekayasa material kelistrikan.
Cara pertama untuk merekayasa suatu bahan agar hambatan listriknya sangat kecil adalah dengan mencampur bahan-bahan listrik sehingga didapatkan hambatan yang lebih kecil daripada bahan-bahan listrik yang ada di alam. Cara kedua adalah dengan menggunakan kabel dengan luas penampang yang lebih besar.
Hambatan listrik akan semakin kecil jika luas penampang semakin besar. Metode kedua tidak dapat diterapkan secara efektif untuk pekerjaan teknik elektro karena bagian besar kaku dan sulit untuk ditekuk. Properti ini menyebabkan kesulitan dalam koneksi.
Cara yang paling umum digunakan dalam pendistribusian tenaga listrik adalah dengan membuat kabel berupa fiber. Kabel fiber terdiri dari fiber dengan luas penampang kecil.
Resistansi kabel menjadi kecil karena jumlah serat yang banyak sehingga luas penampang total semua serat menjadi besar. Selain itu, kabel fiber masih mudah digulung atau dililit.
Tenaga listrik dalam jumlah yang sangat besar dilakukan melalui jaringan transmisi tenaga listrik berupa Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET). Distribusi menggunakan SUTET merupakan konsekuensi dari distribusi jarak jauh, dari pembangkit listrik ke pemukiman penduduk.
Distribusi daya listrik jarak jauh menerapkan persamaan rugi-rugi daya. Dalam persamaan ini, daya listrik yang terbuang tanpa digunakan terjadi selama pendistribusian karena adanya hambatan tertentu pada penghantar listrik yang digunakan.
Semakin lama penghantar listrik yang digunakan, semakin banyak daya listrik yang terbuang karena panas yang dihasilkan oleh arus listrik dengan jumlah kotak. Penurunan nilai rugi-rugi daya dilakukan dengan cara mengurangi penyaluran arus listrik dengan cara menaikkan nilai tegangan listrik ke tingkat yang ekstra tinggi.
Alat yang digunakan untuk mengukur daya listrik disebut wattmeter. Daya listrik dapat diukur secara langsung pada peralatan listrik yang dialiri arus listrik. Prinsip kerja wattmeter merupakan gabungan dari prinsip kerja amperemeter dan voltmeter serta penerapan gaya Lorentz.
Konstruksi wattmeter terdiri dari kumparan arus dan kumparan tegangan. Kumparan arus adalah kumparan tetap yang tidak dapat berputar, sedangkan kumparan yang berputar dapat berputar ketika dialiri listrik.
Kumparan arus dipasang seri mengikuti prinsip kerja amperemeter, sedangkan kumparan tegangan dipasang paralel dengan sumber tegangan. Wattmeter dapat digunakan untuk mengukur tegangan dan arus searah serta tegangan dan arus bolak-balik.
Kesimpulannya, daya listrik adalah tingkat konsumsi energi dalam suatu rangkaian atau rangkaian listrik. Kita ambil contoh lampu pijar dan pemanas.
Lampu pijar menyerap daya listrik yang diterimanya dan mengubahnya menjadi cahaya sedangkan heater mengubah penyerapan daya listrik menjadi panas. Semakin tinggi nilai Watt, semakin tinggi daya listrik yang dikonsumsinya.
Demikian yang bisa Kami sampaikan seputar besaran daya listrik. Semoga menjawab pertanyaan PR Sobat semua di sekolah.
