TUGAS FISIKA

P E N D A H U L U A N

Dalam kehidupan sehari-hari kita banyak menemui suatu alat yang mengadopsi elektronika sebagai basis teknologinya contoh ; Dirumah, kita sering melihat televisi, mendengarkan lagu melalui tape atau CD, mendengarkan radio, berkomunikasi dengan telephone. Dikantor kita menggunakan komputer, mencetak dengan printer, mengirim pesan dengan faximile, berkomunikasi dengan telephone. Dipabrik kita memakai alat deteksi, mengoperasikan robot perakit, dan sebagainya. Bahkan dijalan raya kita bisa melihat lampu lalu-lintas, lampu penerangan jalan yang secara otomatis hidup bila malam tiba, atau papan reklame yang terlihat indah berkelap-kelip dan masih banyak contoh yang lainnya. Dari semua uraian diatas kita dapat membuktikan bahwa pada zaman sekarang ini kita tidak akan lepas dari perangkat yang menggunakan elektronika sebagai dasar teknologinya.

KONSEP DASAR LISTRIK

Dalam mempelajari lsitrik, maka konsep dasar listrik sangatlah diperlukan. Konsep dasar listrik tersebut meliputi konsep tentang arus listrik, konsep tentang beda potensial listrik dan konsep tentang hambatan listrik.
Dalam suatu rangkaian listrik sederhana terdapat tiga buah unsur pokok, yaitu beda potensial, kuar arus listrk, dan hambatan listrik. Dari tiga konsep dasar ini, maka akan berkembang hal yang lebih luas, seperti energi listrik, dala listrik, efisiensi, dan lain sebagainya.

ARUS LISTRIK
Arus Listrik adalah aliran muatan listrik. Konsep arus listrik ini akan melahirkan istilah kuat arus listrik, di mana kuat arus listrik adalah aliran muatan listrik dalam suatu penghantar tiap satu satuan waktu. Arah arus listrik ini berlawanan dengan arah aliran elektron, di mana arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah, sedangkan elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi.

Sekilas memang terlihat bahwa analogi arus listrik dapat disamakan dengan analogi air yang bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah, akan tetapi analogi aliran air ini kurang tepat. Hal ini disebabkan karena aliran air tidaklah bersiklus, sedangkan aliran listrik bersiklus. Oleh katena itu, analogi yang paling tepat dipakai adalah anlogi air yang digerakkan oleh pompa ke tyempat asalanya

Adanya arus listrik menyebabkan lampu atau komponen komponen elektronika dapat bekerja sesuai dengan fungsinya. Berikut adalah simulasi arus listrikdalam suatu rangkaian listrik tertutup, di mana adanya arus listrik ini menyebabkan lampu dapat menyala.
Arus listrik mulai dari kutub positif ke kutub negatif, sedangkan elektron mengalir berlawanan dengan arah arus listrik.

LISTRIK AC DAN DC

Listrik yang kita kenal dalam kehidupan sehari-hari, berdasarkan kebergantungannya terhadap waktu dapat dibedakan menjadi dua, yaitu listrik AC dan listrik DC.

Listrik AC (Alternating Current) memiliki tegangan maupun kuat arus yang merupakan fungsi periodik terhadap waktu, sedangkan listrik DC (dalam hal ini adalah DC halus) tidak merupakan fungsi waktu. Besarnya amplitudo/beda potensial listrik DC merupakan bilangan yang konstan sepanjang waktu apabila komponen rangkaian tidak berubah nilai.

Macam-macam arus :
1. Arus searah (Direct Current/DC)
Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan
waktu, artinya diaman pun kita meninjau arus tersebut pada wakttu berbeda akan
mendapatkan nilai yang sama

2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)
Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu
dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu
(mempunyai perida waktu : T).

Sifat-sifat Listrik AC

Listrik AC (Alternating Current) merupakan listrik yang kuat arus maupun tegangannya merupakan fungsi periodik dari waktu, dalam artian besar arus maupun tegangan dari listrik ini berubah ubah secara periodik.

Sifat-sifat Listrik DC

Listrik DC (Direct Current) merupakan listrik yang kuat arusmaupun tegangannya tidak merupakan fungsi periodik dari waktu, dalam artianbesar arus maupun tegangan dari listrik ini merupakan bilangan konstan (C).

BEDA POTENSIAL LISTRIK
Agar terjadi alairan muatan (arus listrik) dalam suatu rangkaian tertutup, maka haruslah ada beda potensial/beda tegangan di kedua ujung rangkaian. Beda potensial listrik adalah energi tiap satu satuan muatan.
Jika energi tiap muatan habis akibat penggunaan, maka di kedua ujung rangkaian tidak akan ada beda potensial (beda potensial bernilai nol). Akibatnya komponen-komponen elektronika seperti lampu, trafo, dan lain sebagainya tidak akan dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Perhatikanlah gambar berikut. Adanya beda potensial pada ujung ujung sumber tegangan, menyebabkan lampu dalam rangkaian tertutup tersebut dapat menyala. Pada lampu terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kalor dan cahaya.

Untuk mengukur langsung beda potensial listrik pada lampu, maka dipasanglah alat ukur tegangan/beda potensial seperti terlihat pada gambar. Pada gambar tersebut, alat ukur tegangan dipasang paralel dengan komponen yang hendak diukur beda potensialnya.
Beda potensial listrik dalam suatu rangkaian tertutup dapat diubah ubah dengan cara mengubah besarnya sunber tegangan.


HAMBATAN LISTRIK
Dalam suatu rangkaian listrik tentu terdapat hambatan. Hambatan/resistansi merupakan karakteristik umum dari suatu rangkaian. Berikut akan dijelaskan secara lebih detail karakteristik hambatan komponen-komponen dalam rangkaian listrik
1) Hambatan Kawat Penghantar
Besarnya hambatan kawat penghantar dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu Hambatan Jenis
Penghantar,Panjang Penghantar, dan Luas Penampang Penghantar
2) Hambatan Resistor
Dalam suatu rangkaian, kadangkala digunakan resistor sebagai penghambat arus. Resistor digunakan agar tidak membuang banyak biaya dalam pembuatan suatu hambatan. Besarnya resistansi suatu resistor dapat kita tentukan secara langsung menggunakan alat ukur hambatan (ohmmeter) atau bisa juga dilakukan penghitungan manual menggunakan kode warna resistor. Terkait dengan kode warna resistor, akan dijelaskan seperti berikut


Model Resistor
Apakah anda pernah melihat resitor?
Berikut adalah contoh resistor yang sering digunakan dalam bidang elektronika/kelistrikan dan sudah lengkap dengan kode warnanya. Untuk melihatnya, tekanlah tombol di bawah ini
 

Hambatan Dipengaruhi Oleh Suhu/Temperatur
Salah satu faktor luar/eksternal yang sangat berpengaruh terhadap hambatan penghantar adalah suhu atau temperatur. Semakin tinggi temperatur suatu penghantar, semakin tinggi pula getaran elektron-elektron bebas dalam penghantar tersebut. Getaran elektron-elektron bebas inilah yang akan menghambat jalannya muatan listrik (arus listrik) dalam penghantar tersebut. Adapun hambatan jenis penghantar (ρ) akan berubah seiring dengan perubahan temperatur. Semakin tinggi temperatur penghantar, hambatan jenisnya akan semakin tinggi, dan sebaliknya. Perubahan hambatan jenis ini selanjutnya akan diikuti oleh perubahan hambatan total (R) penghantar itu sendiri.

RANGKAIAN LISTRIK

Rangkaian listrik adalah susunan komponen-komponen elektronika yang dirangkai dengan sumber tegangan menjadi satu kesatuan yang memiliki fungsi dan kegunaan tertentu. Arus listrik dalam suatu rangkaian listrik hanya dapat mengalir jika rangkaian listrik tersebut berada dalam keadaan terbuka.

Rangkaian Listrik Seri

Rangkaian listrik seri adalah suatu rangkaian listrik, di mana input suatu komponen berasal dari output komponen lainnya. Hal inilah yang menyebabkan rangkaian listrik seri dapat menghemat biaya (digunakan sedikit kabel penghubung). Selain memeliki kelebihan, rangkaian listrik seri juga memiliki suatu kelemahan, yaitu jika salah satu komponen dicabut atau rusak, maka komponen yang lain tidak akan berfungsi sebagaimana mestinya. Misal tiga buah bola lampu dirangkai seri, maka input dari lampu satu akan datang dari output lampu yang lain. Jika salah satu lampu dicabut atau rusak, maka lampu yan lain akan ikut padam.

Persamaan persamaan dalam rangkaian hambatan seri

Persamaan hambatan pengganti rangkaian seri dapat dicari dari persamaan awal, di mana kuat arus listrik pada tiap tiap hambaran adalah sama, sedangkan beda potensial di tiap tiap hambatan bernilai berbeda.

Rangkaian Listrik Paralel

Rangakain listrik paralel adalah suatu rangkaian listrik, di mana semua input komponen berasal dari sumber yang sama. Semua komponen satu sama lain tersusun paralel. Hal inilah yang menyebabkan susunan paralel dalam rangkaian listrik menghabiskan biaya yang lebih banyak (kabel penghubung yang diperlukan lebih banyak). Selain kelemahan tersebut, susunan paralel memiliki kelebihan tertentu dibandingkan susunan seri. Adapun kelebihannya adalah jika salah satu komponen dicabut atau rusak, maka komponen yang lain tetap berfungsi sebagaimana mestinya. Misal tiga buah lampu tersusun paralel, jika salah satu lampu dicabut atau rusak, maka lampu yang lain tidak akan ikut mati.

Persamaan Persamaan Dalam Rangkaian Hambatan Paralel

Persamaan hambatan pengganti paralel dapat dicari dari persamaan awal, di mana beda potensial di masing masing komponen adalah sama satu sama lain, sedangkan kuat arus yang masuk titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus di masing masing komponen.

RANGKAIAN LISTRIK CAMPURAN

Rangkaian listrik campuran (seri-paralel) merupakan rangkaian listrik gabungan dari rangkaian listrik seri dan rangkaian listrik paralel. Untuk lebih jelasnya tentang rangkaian listrik gabungan (seri-paralel) perhatikanlah ilustrasi berikut

Untuk mencari besarnya hambatan pengganti rangkaian listrik gabungan seri - paralel adalah dengan mencari besaranya hambatan tiap tiap model rangkaian (rangkaian seri dan rangkaian paralel), selanjutnya mencari hambatan gabungan dari model rangkaian akhir yang didapat. Misalnya seperti rangkaian di atas, maka model rangkaian akhir yang didapat adalah model rangkaian seri, sehingga hambatan total rangkaian dicari dengan persamaan hambatan pengganti rangkaian hambatan seri.

Persamaan Persamaan Dalam Rangkaian Listrik Campuran

Rangkaian hambatan campuran seri-paralel terdiri dari dua jenis rangkaian, yaitu rangkaian hambatan seri dan rangkaian hambatan paralel. Persamaannnya tidak lain adalah persamaan yang berlaku dalam rangkaian seri dan rangkaian paralel.

 

ENERGI DAN DAYA LISTRIK

ENERGI LISTRIK

Pengertian Energi Listrik
Secara umum energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan suatu benda untuk melakukan usaha atau kerja.
Sedangkan bentuk usaha atau kerja dalam dunia kelistrikan adalah proses perubahan energi listrik ke dalam bentuk energi yang lain.
Alat-alat yang digunakan dalam proses perubahan bentuk energi listrik disebut dengan konverter. Beberapa contoh konverter antara lain: lampu, seterika, tape recorder dan lain-lain.
Dalam setiap proses perubahan bentuk energi, tidak hanya satu jenis energi baru yang didapatkan, tetapi selalu ada energi dalam bentuk lain yang mengikuti perubahan bentuk energi yang utama, energi panas adalah salah satu contohnya.
Bagaimana energi panas ini dapat menyertai setiap proses perubahan bentuk energi?
Arus listrik sebenarnya adalah aliran muatan listrik dalam sebuah penghantar, tumbukan antara elektron menimbulkan efek panas dalam penghantar.
Pada alam akan berlaku hukum Kekekalan Energi dimana energi sebetulnya tidak dapat dihasilkan dan tidak dapat dihilangkan, energi hanya berpindah dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya. Contohnya pada pembangkit listrik, energi dari air yang bergerak akan berpindah menjadi energi yang menghasilkan energi listrik, energi listrik akan berpindah menjadi energi cahaya jika anergi listrik tersebut melewati suatu lampu, energi cahaya akan berpinda menjadi energi panas jika bola lampu tersebut pemakaiannya lama, demikian seterusnya.
Untuk menyatakan apakah energi dikirim atau diserap tidak hanya polaritas tegangan tetapi arah arus juga berpengaruh.
Elemen/komponen listrik digolongkan menjadi :
1. Menyerap energi
Jika arus positif meninggalkan terminal positif menuju terminal
elemen/komponen, atau arus positif menuju terminal positif elemen/komponen
tersebut.

2. Mengirim energi
Jika arus positif masuk terminal positif dari terminal elemen/komponen, atau
arus positif meninggalkan terminal positif elemen/komponen.

Energi yang diserap/dikirim pada suatu elemen yang bertegangan v dan muatan yang
melewatinya Δq adalah Δw = vΔq
Satuannya : Joule (J)

Muatan listrik hanya akan mengalir dalam penghantar jika ujung-ujung penghantar memiliki beda potensial. Energi yang digunakan untuk memindahkan muatan listrik  sebesar Q dalam sebuah penghantar yang memiliki beda potensial antara ujung-ujungnya sebesar V dapat dirumuskan sebagai:
 

Dimana:
     W adalah energi listrik dalam joule (J),
     Q adalah muatan listrik dalam coulomb (C), dan
     V adalah beda potensial dalam volt (V).
 
Contoh:
Hitunglah besarnya energi listrik yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik sebesar 8 coulomb dari ujung-ujung penghantar yang memiliki beda potensial sebesar 12 volt.
Diketahui:
Q = 8 C
V = 12 V
Ditanyakan: W
Jawab:
W = Q.V
W = 8 C x 12 V
W = 96 CV
W = 96 Joule

Hubungan antara V, I dan W
Kuat arus listrik dalam suatu penghantar dihitung dari banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap detik.
Secara matematis dapat dirumuskan menjadi: 

Berdasarkan persamaan di atas, energi listrik dapat juga dekspresikan dalam bentuk lain.
Jika:
          W = Q.V………………………………….….………(a) , dan
          Q = I.t ……………………………………………….(b)

bila persamaan (b) disubstitusikan ke dalam persamaan (a) maka akan didapatkan
W = (I.t) V, atau:

Dimana:
I adalah kuat arus listrik dalam ampere (A),
Q adalah muatan listrik dalam coulomb (C),
t adalah waktu dalam second (s), dan
W adalah energi listrik dalam joule (J).

Contoh:
Beda potensial listrik 12 volt antara ujung-ujung penghantar, mengalirkan arus listrik sebesar 2 ampere. Jika arus listrik mengalir selama 2 menit, hitunglah besarnya energi listrik yang diperlukan untuk memindahkan muatan-muatan listrik antara ujung-ujung penghantar tersebut.

Diketahui:
V = 12 volt
I = 2 ampere
T = 2 menit = 120 detik

Ditanya :     W
Jawab:
W = V.I.t
W = 12 volt x 2 ampere x 120 detik
W = 2880 J

Jika persamaan pada Hukum Ohm V = R.I kita substitusikan, maka energi listrik dapat diekspresikan kembali dalam bentuk yang lain:

W = V.I.t
W = (R.I) I.t

Sehingga dapat dituliskan menjadi:

Dengan I adalah kuat arus listrik dalam ampere (A), R adalah hambatan penghantar dalam ohm
Jika hukum ohm dinyatakan dengan        

  

maka persamaan lainnya adalah        

 
 

    

Dengan:
V adalah beda potensial dalam satuan volt (V) antara ujung-ujung penghantar, dan
R adalah hambatan penghantar dalam satuan ohm ().

Contoh:
1.    Sebuah seterika listrik memiliki hambatan 1000 ohm digunakan selama 15 menit, jika energi listrik yang terpakai adalah 81000 joule. Hitunglah kuat arus listrik yang mengalir dalam seterika.

Diketahui:
R = 1000 ohm
T = 15 menit = 900 detik
W = 81000 joule
Ditanyakan :     I
Jawab:

I2 = 81000 J/ (1000 ohm . 900 s)
I2  = 81000J/900000 ohm.s
I2 = 0.09 A
I  = 0.3 A

2.    Sebuah lampu yang hambatannya 484 ohm dipasang pada tegangan 220 V selama 5 jam.  Tentukan besarnya energi yang terpakai akibat penggunaan lampu tersebut.
 Diketahui:
V = 220 V
R = 484 ohm
T = 5 jam = 18 000 detik
 Ditanyakan :     W
 Jawab:

W = (2202 V2/484ohm) x 18 000 detik
W = (48400/484) x 18000 joule
W = 100 x 18000 J
W = 1 800 000 J


DAYA LISTRIK
Pengertian Daya Listrik
Daya didefinisikan sebagai kecepatan untuk melakukan usaha, sedangkan usaha di dalam listrik adalah perubahan bentuk energi, maka daya listrik adalah kecepatan alat untuk mengubah energi listrik menjadi bentuk energi lain.
Berdasarkan definisi di atas maka daya dapat dirumuskan:

Jika dinyatakan dalam persamaan matematika maka dapat dituliskan sebagai:

Dimana:
P adalah daya listrik dalam J/s atau watt (W),
W adalah energi listrik dalam joule (J), dan
t adalah waktu dalam second (s).

Dengan demikian persamaan energy dapat dituliskan menjadi  W = P.t.
Berdasarkan persamaan di atas maka satuan energi dapat dituliskan sebagai  watt second (Ws), sedangkan dalam kehidupan sehari-hari terutama dalam penghitungan tarif listrik, adalah kilowatt jam atau kiloWatt hour yang disingkat kWh.

Untuk menggambarkan besarnya 1 kWh dapat dilakukan konversi ke dalam bentuk satuan lain:
    1 kWh = 1 kilo watt jam
                = 1.000 watt x 3.600 second
                   = 3.600.000 watt second = 3.600.000 joule.

Contoh:
1.    Sebuah alat listrik memiliki spesifikasi sebagai berikut 100 W/ 220 V.
a.    Apakah maksud dari tulisan di atas
b.    Apakah artinya daya alat 100 watt
c.    Hitunglah energi listrik yang terpakai jika alat tersebut digunakan selama 10 jam
Diketahui:
     Spesifikasi alat 100 W/220 V
Jawab:
a.    100 W/220V artinya, alat tersebut akan memiliki daya 100 watt jika di pasang pada tegangan 220 volt.
b.    100 watt artinya: alat tersebut memiliki kecepatan mengubah energi listrik menjadi energi lain sebesar 100 joule tiap detiknya.
c.    Energi listrik yang terpakai:
W = P. t
W = 100 watt x 10 jam
W = 1000 watt jam = 1 kWjam = 3 600 000 joule.

2.    Selama 10 jam sebuah alat telah mengubah energi listrik sebesar 3600 kilo joule. Hitunglah daya alat tersebut.
Diketahui:
W = 3600 kilo joule = 3600000 J
T = 10 jam = 10 x 3600 second = 36000 s
Ditanyakan : P
Jawab:

P = 3600000J/36000 s
P = 1000 watt= 1 kW

Jika energi listrik dituliskan sebagai :
 

Maka, hubungan antara energi listrik (W), beda potensial (V), kuat arus listrik (I), dan daya listrik (P) dapat dituliskan sebagai berikut:

Dimana :
P = daya llistrik dalam watt (W),
I  = kuat arus listrik dalam ampere (A),
V = beda potensial listrik dalam volt (V),
R = hambatan alat dalam ohm ().


DAYA LISTRIK PADA SUATU ALAT
Beberapa contoh alat listrik dan spesifikasinya:

Daya listrik alat akan berubah jika tegangan sumber berubah, hal tersebut dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
 

Daya listrik alat, berbanding lurus dengan kuadrat tegangan sumber. Dengan demikian jika tegangan sumber naik 2 kali maka daya alat akan bertambah 4 kali, dan jika tegangan sumber turun ½ kali maka daya alat menjadi ¼ kali semula.
 Contoh:
1.    Sebuah lampu memiliki spesifikasi 220 V / 100 W, hitunglah daya lampu jika tegangan sumber:
    a.    110 V
    b.    440 V
    Diketahui:
        Spesifikasi alat 220 V / 100 W
    Ditanya:
    a.    Daya pada tegangan V2 = 110 V
    V1 = 220 V  100 W
    V2 = 110 V  ? W

     Jawab:
          R1 = R2
                 
P2 = (110/220)2 x 100 W
P2 = ( ½ )2 x 100 W
P2 = ¼ x 100 W = 25 W

       b.    Daya pada tegangan V2 =440 V
     V1 = 220 V  100 W
     V2 = 440 V  ? W
         Jawab:
R1 = R2

  P2 = (2)2 x 100 W
  P2 = 4 x 100 W = 400 W

Penerapan hukum Ohm dalam kehidupan sehari-hari

Coba Anda perhatikan bola lampu di rumah! Bila bola lampu diberi tegangan (V), apa yang terjadi? Yang terjadi adalah arus mengalir melalui filamen, sehingga bola lampu menyala.

Tegangan yang diberikan pada suatu alat listrik seperti bola lampu harus disesuaikan dengan tegangan yang seharusnya diperuntukkan bagi alat tersebut. Jika lampu 220 V diberi tegangan 110 V, filamen lampu akan dialiri oleh arus yang lebih kecil dari yang seharusnya sehingga lampu 220 V tersebut, menyala redup. Sebaliknya jika lampu 110 V diberi tegangan 220 V, filamen lampu akan dialiri oleh arus yang terlalu besar dari yang seharusnya sehingga lampu 110 V filamennya terbakar.

Contoh cara menghitung kuat arus listrik dengan hukum ohm:

Sebuah aki yang mempunyai tegangan 12 volt dipakai untuk menyalakan lampu yang mempunyai hambatan 60 W, berapa kuat arus yang mengalir pada lampu ?

Penyelesaian:
Diketahui:    V = 12 volt

                    R  = 60 W

Ditanyakan: I = ........ ?

Dijawab:      I = V / R

= 12 / 60                     

Jadi besar kuat arus listrik yang mengalir pada lampu 0,2 ampere.

Jadi Anda harus memahami, bila Anda mempunyai sesuatu alat listrik harus dengan tegangan yang ada di rumah dan tegangan yang tercantum di alat listrik tersebut. Jelas!

PENGGUNAAN SATUAN kWh
Sudah di jelaskan di bagian terdahulu bahwa kWh adalah satuan energi listrik dalam kehidupan sehari-hari. Sehingga alat ukur energi listrik sering disebut sebagai kWh meter. Bagaimanakah menentukan besarnya energi listrik yang terpakai oleh konsumen?
Apakah yang dimaksud dengan tarif dasar listrik (TDL)?
Dapatkah kita menghitung sendiri banyaknya pemakaian energi listrik dalam kehidupan sehari-hari?
Untuk menghitung besarnya energi listrik yang terpakai dalam kehidupan sehari hari setidaknya ada dua cara:
1.    Dengan menggunakan persamaan W = P.t
2.    Dengan menggunakan alat ukur kWh meter

1.    Penghitungan energi lsitrik dengan persamaan W = P.t
Penghitungan dengan cara ini diperlukan daftar nama alat-alat beserta spesifikasi alatnya serta waktu pemakaiannya:
    Sebagai contoh:
1.    Sebuah rumah tangga menggunakan 4 buah lampu, masing-masing dayanya 18 watt selama rata-rata 12 jam/hari, sebuah pompa air yang dayanya 125 watt selama 6 jam/hari, 1 buah kulkas yang dayanya 100 watt selama 7 jam/hari. Jika tarif dasar listrik Rp 1000 / kWh, hitunglah tarif yang di bayar ke PLN setiap bulannya.
         Jawab:

 

    Biaya yang terpakai selama sebulan = banyaknya pemakaian/hari x 30 hari x biaya/kWh
        Biaya = 2.314 kWh x 30 x Rp 1000 = Rp 69420.

2.    Penghitungan energi lsitrik dengan alat ukur kWh
Dengan kWh meter, jumlah energi yang terpakai sudah tertulis, konsumen dapat melakukan penghitungan dengan menghitung selisih pemakaian bulan berjalan dengan bulan sebelumnya.
          Sebagai contoh:
a.    Pada awal bulan April angka yang tertera 4.216 kWh, sedangkan awal bulan Mei tertera 4.527 kWh. Maka energi listrik yang telah digunakan adalah 4.527 kWh − 4.216 kWh = 311 kWh.
Dengan mengalikan angka tersebut dengan harga tiap kWh, maka biaya penggunaan energi listrik di rumah diketahui.
Jika harga TDL adalah Rp 1000 /kWh, maka tarif yang harus di bayar adalah:

            Pemakaian energi = 4.527 kWh − 4.216 kWh = 311 kWh
            Biaya = pemakaian energi x biaya/kWh
            Biaya = 311 kWh x Rp 1000/kWh : Rp 311 000 

BIAYA LISTRIK

Di negara kita, perusahaan pemasok listrik bagi pelanggan (masyarakat) adalah Perusahaan Listrik Negara (PLN). Atas pemakaian listrik, oleh PLN pelanggan dikenakan biaya tertentu dalam rentang satu bulan.

Biaya listrik yang digunakan oleh pelanggan dihitung berdasarkan banyaknya energi listrik yang digunakan. Dalam perhitungan PLN, satuan energi listrik yag digunakan adalah kWh (kilo watt hour) atau dalam bahasa Indonesia diartikan kilo watt jam. Dari satuan ini, maka basis waktunya adalah dalam jam.

Rumus energi listrik adalah:

W = energi listrik (kWh)

p = daya listrik (W)

t = waktu (jam)

Contoh 1:

Sebuah rumah menyalakan sebuah lampu 25 W selama 4 jam sehari. Jika harga listrik Rp 500,- per kWh, berapakah biaya yang harus dibayarkan dalam sebulan (30 hari)?
Jawab:

Diketahui:
p = 25 W (daya)

t = 4 jam

Harga = Rp 500,00/kWh

ditanya:

Biaya = ?

Karena biaya berdasarkan besar energi, maka yang dihitung adalah energi.

W = p x t

= 25 x 4

= 100 Wh (sehari)

Dalam sebulan,

W = 30 x 100 Wh

= 3000 Wh

= 3 kWh

Biaya = Rp. 500,00 x 3 kWh

= Rp 1.500,00

Jadi biaya yang harus dibayar dalam sebulan Rp 1.500,00

Contoh 2:

Sebuah rumah menyalakan sebuah lampu 40 W selama 10 jam sehari, sebuah TV 150 w selama 8 jam sehari, dan sebuah kipas angin 60 w, 4 jam sehari. Jika harga listrik Rp 500,- per kWh, berapakah biaya yang harus dibayar dalam sebulan?

Jawab :

MANFAAT ENERGI LISTRIK 

Kita lihat di dalam rumah kita di bergabgai sudut banyak alat yang menggunakan listri karena LISTRIK itu sangat beguna bagi manusia. LISTRIK mempunyai manfaat yang sangat besar kita bisa menggunakan untuk memasak,untuk menyalakan lampu,menghidupkan radio dan berbagai macam yang lain . jadi demikian LISTRIK sudah menjadi sebuah yang harus ada . dalam pemanfaatannya LISTRIK di bedakan menjadi sebagai berikut :

1. LISTRIK sebagai penghasil cahaya                                                                                 setiap sudut rumah kiat banyak lampu yang di pasang .gunanya lampu sebagai cahaya yang menerangi bila malam datang dan sebagai pengganti cahaya matahari.cara kerja nya kalao arus LISTRIK mengalir pada kawat wolfarm yang pada lampu akan panas dan mengakibatkan berpijar.kawat wolfram ini bersifat halus dan berhambatan tinggi.                                                                  
2. LISTRIK sebagai penghasil panas. 

Kalo LISTRIK sebagai penghasil panas kita aplikasikan pada alat yang menggunakan elemen pemanas. bisanya di gunkan untuk keperluan rumah tangga seperti untuk memasak (kompor LISTRIK),untuk menanak nasi (magic com),untuk menyetrika (setrika LISTRIK) dan masih banyak lagi alat yang menggunakan pemanas.bila arus mengalir pada nikel atau elemn pemanas maka akan mengakibatkan panas , panas inilah yang di gunakan untuk kebutuhan sehari hari.

3. LISTRIK sebagai penghasil gerak  di dalam kehidupan sehari hari

Kita sering menjumpai berbagai macam kebutuhan yang mengguanakn liistrik untuk menghasilkan gerak .sebagi contoh motor,mobil kipas angin dan lain lain alat ini menghasilkan gerak untuk berjalan atapun untuk memudahkan manusia dalam segala aktivitasnya. cara kerjanya bila arus mengallir pada rangkaian motor . motor juga dapat menghasilkan angin dengan cara beri baling baling pada ujung motor.   

Jadi kalo kita mengerti masih banyak lagi manfaat energi LISTRIK tinggal kita cara pengaplikasiannya.

MENGENAL PERALATAN INSTALASI LISTRIK RUMAH TINGGAL

Mungkin sebagian sudah tahu nama dan fungsi dari peralatan instalasi listrik pada tempat tinggal kita, tapi bagi yang belum, artikel ini bisa digunakan untuk berkenalan dengan fungsi dan jenis peralatan listrik tersebut secara umum.

Pengenalan peralatan listrik instalasi listrik rumah tinggal ini akan dimulai dengan Bargainser.

BARGAINSER

Bargainser merupakan alat yang berfungsi sebagai pembatas daya listrik yang masuk ke rumah tinggal, sekaligus juga berfungsi sebagai pengukur jumlah daya listrik yang digunakan rumah tinggal tersebut (dalam satuan kWh). Ada berbagai batasan daya yang dikeluarkan oleh PLN untuk konsumsi rumah tinggal, yaitu 220 VA, 450 VA, 900 VA, 1.300 VA, dan 2.200 VA.

Pada bargainser terdapat tiga bagian utama, yaitu:

·       MCB atau Miniature Circuit Breaker, berfungsi untuk memutuskan aliran daya listrik secara otomatis jika daya yang dihantarkan melebihi nilai batasannya.
MCB ini bersifat on/off dan dapat juga berfungsi sebagai sakelar utama dalam rumah. Jika MCB bargainser ini dalam kondisi off, maka seluruh aliran listrik dalam rumah pun terhenti. Sakelar ini biasanya dimatikan pada saat akan dilakukan perbaikan instalasi listrik dirumah.

·       Meter listrik atau kWh meter, berfungsi untuk mengukur besaran daya yang digunakan oleh rumah tinggal tersebut dalam satuan kWh (kilowatt hour). Pada bargainser, meter listrik berwujud deretan angka secara analog ataupun digital yang akan berubah sesuai penggunaan daya listrik.

·       Spin Control, merupakan alat kontrol penggunaan daya dalam rumah tinggal dan akan selalu berputar selama ada daya listrik yang digunakan. Perputaran spin control ini akan semakain cepat jika daya listrik yang digunakan semakin besar, dan akan melambat jika daya listrik yang digunakan berkurang/sedikit.

Pada kanal output Bargainser biasanya terdapat 3 kabel, yaitu kabel fasa, kabel netral dan kabel ground yang dihubungkan ketanah. Listrik dari PLN harus dihubungkan dengan bargainser terlebih dahulu sebelum masuk ke instalasi listrik rumah tinggal.

PENGAMAN LISTRIK

Instalasi listrik rumah tinggal pun membutuhkan pengaman yang berfungsi untuk memutuskan rangkaian listrik apabila terjadi gangguan pada instalasi listrik rumah tinggal tersebut, seperti gangguan hubung singkat atau short circuit atau korsleting.

Terdapat dua jenis pengaman listrik pada instalasi listrik rumah tinggal, yaitu:

a.     Pengaman lebur biasa atau biasa disebut sekering, alat pengaman ini bekerja memutuskan rangkaian listrik dengan cara meleburkan kawat yang ditempatkan pada suatu tabung apabila kawat tersebut dialairi arus listrik dengan ukuran tertentu.

b.     Pengaman listrik thermis, biasa disebut MCB dan merupakan alat pengaman yang akan memutuskan rangkaian listrik berdasarkan panas .

SAKELAR
Sakelar atau switch merupakan komponen instalasi listrik yang berfungsi untuk menyambung atau memutus aliran listrik pada suatu penghantar.

Berdasarkan besarnya tegangan, sakelar dapat dibedakan menjadi

- sakelar bertegangan rendah.

- Sakelar tegangan menengah.

- Sakelar tegangan tinggi serta sangat tinggi.

Sedangkan berdasarkan tempat dan pemasangannya, sakelar dapat dibedakan menjadi :

- Sakelar in-bow, sakelar yang ditanam didalam tembok.

- Sakelar out-bow, sakelar yang dipasang pada permukaan tembok.

Jenis sakelar berikutnya dapat dibedakan berdasarkan fungsinya, yaitu

·       Sakelar on-off, merupakan sakelar yang bekerja menghubungkan arus listrik jika tombolnya ditekan pada posisi on. Untuk memutuskan hubungan arus listrik, tombol sakelar harus ditekan pada posisi off. Sakelar jenis ini biasanya digunakan untuk sakelar lampu.

·       Sakelar push-on, merupakan sakelar yang menghubungkan arus listrik jika tombolnya ditekan pada posisi on dan akan secara otomatis memutus arus listrik, ketika tombolnya dilepas dan kembali ke posisi off dengan sendirinya. Biasanya sakelar jenis ini digunakan untuk sakelar bel rumah.

Berdasarkan jenis per-unitnya, sakelar dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:

·       Sakelar tunggal, merupakan sakelar yang hanya mempunyai satu buah kanal input yang terhubung dengan sumber listrik, serta kanal output yang terhubung dengan beban listrik/alat listrik yang digunakan.

·       Sakelar majemuk/ seri, merupakan sakelar yang memiliki satu buah kanal input yang terhubung dengan sumber listrik, namun memiliki banyak kanal output yang terhubung dengan beberapa beban/alat listrik yang digunakan. Jumlah kanal output tergantung dari jumlah tombol pada sakelar tersebut.

STOP KONTAK

Stop kontak merupakan komponen listrik yang berfungsi sebagi muara hubungan antara alat listrik dengan aliran listrik. Agar alat listrik terhubung dengan stop kontak, maka diperlukan kabel dan steker atau colokan yang nantinya akan ditancapkan pada stop kontak.

Berdasarkan bentuk serta fungsinya, stop kontak dibedakan menjadi dua macam, yaitu:

·       Stop kontak kecil, merupakan stop kontak dengan dua lubang (kanal) yang berfungsi untuk menyalurkan listrik pada daya rendah ke alat-alat listrik melalui steker yang juga berjenis kecil.

·       Stop kontak besar, juga merupakan stop kontak dengan dua kanal AC yang dilengkapi dengan lempeng logam pada sisi atas dan bawah kanal AC yang berfungsi sebagai ground.sakelar jenis ini biasanya digunakan untuk daya yang lebih besar.

Sedangkan berdasarkan tempat pemasangannya.

Dikenal dua jenis stop kontak, yaitu:

·       Stop kontak in bow, merupakan stop kontak yang dipasang didalam tembok.

·       Stop kontak out bow, yang dipasang diluar tembok atau hanya diletakkan dipermukaan tembok pada saat berfungsi sebagai stop kontak portable.

STEKER

Steker  atau Staker  atau yang kadang sering disebut colokan listrik, karena memang berupa dua buah colokan berbahan logam dan merupakan alat listrik yang yang berfungsi untuk menghubungkan alat listrik dengan aliran listrik, ditancapkan pada kanal stop kontak sehingga alat listrik tersebut dapat digunakan.

Berdasarkan fungsi dan bentuknya, steker juga memliki dua jenis, yaitu :

• Steker kecil, merupakan steker yang digunakan untuk menyambung alat-alat listrik berdaya rendah, misalnya lampu atau radio kecil, dengan sumber listrik atau stop kontak.

• Steker besar, merupakan steker yang digunakan untuk alat-alat listrik yang berdaya besar, misalnya lemari es, microwave, mesin cuci dan lainnya, dengan sumber listrik atau stop kontak. Steker jenis ini dilengkapi dengan lempeng logam untuk kanal ground yang berfungsi sebagai pengaman.

KABEL

Kabel listrik merupakan komponen listrik yang berfungsi untuk menghantarkan energi listrik ke sumber-sumber beban listrik atau alat-alat listrik.

Untuk instalasi listrik rumah tinggal, kabel yang digunakan biasanya berjenis sebagai berikut:

1.     NYA, kabel jenis ini merupakan kabel listrik yang berisolasi PVC dan berintikan/berisi satu kawat. Jenisnya adalah kabel udara atau tidak ditanam dalam tanah. Kabel listrik ini biasanya berwarna merah, hitam, kuning atau biru. Isolasi kawat penghantarnya hanya satu lapis, sehingga tidak cukup kuat terhadap gesekan, gencetan/tekanan atau gigitan binatang seperti tikus. Karena kelemahan pada isolasinya tersebut maka dalam pemasangannya diperlukan pelapis luar dengan menggunakan pipa conduit dari PVC atau besi.

2.    NYM, merupakan kabel listrik yang berisolasi PVC dan berintikan kawat lebih dari satu, ada yang 2, 3 atau 4. Jenis kabel udara dengan warna isolasi luar biasanya putih dan warna isolasi bagian dalam beragam, karena isolasi yang rangkap inilah maka kabel listrik NYM ini relative lebih kuat terhadap gesekan atau gencetan/tekanan.

3.    NYY, kabel listrik jenis ini merupakan kabel berisolasi PVC, berintikan 2, 3 atau 4 dengan warna isolasi luarnya hitam. Jenis kabel tanah, sehingga tahan terhadap air dan gencetan atau tekanan.

4.    NYMHYO, kabel jenis ini merupakan kabel serabut dengan dua buah inti yang terdiri dari dua warna. Kabel jenis ini biasa digunakan pada loudspeaker, sound sistem, lampu-lampu berdaya kecil sampai sedang.

Demikian sekilas pengenalan peralatan-perlatan listrik untuk instalasi listrik rumah tinggal, keterangan fungsi, bentuk/konstruksi dan cara kerja dari masing-masing alat merupakan penjelasan secara umum.