BEDA POTENSIAL DAN ENERGI LISTRIK
 |
| Beda potensial listrik pada lampu bohlam |
Bismillahirrahmanirrahiim.
Perhatikan gambar di atas. Pada bungkus tersebut tertera 170-250V, tahukah kalian artinya? Yups, lampu tersebut cocok dengan tegangan listrik sebesar 170-250V. Apakah kalian tahu apa itu tegangan listrik?
Listrik dapat terjadi melalui perpindahan elektron dari satu benda ke benda lain, sehingga ada benda yang kehilangan elektron dan ada benda yang menerima elektron. Ketika benda kehilangan elektron maka benda tersebut akan bermuatan listrik positif, dan bila benda menerima elektron maka benda tersebut akan bermuatan listrik negatif. Untuk lebih jelasnya kalian dapat membaca artikel di IPA MTs tentang :
Gejala sederhana listrik statis
Perpindahan elektron tersebut menyebabkan jumlah elektron di dalam suatu benda bermuatan listrik berbeda sehingga menimbulkan beda potensial listrik atau tegangan listrik. Perbedaan potensial listrik tersebut menyebabkan arus listrik atau perpindahan listrik. Ingat ! ada perpindahan elektron dan ada juga perpindahan listrik. Itu adalah hal yang berbeda. Perpindahan elektron akan menghasilkan listrik, sedangkan perpindahan listrik akan menghasilkan arus listrik.
Elektron dapat berpindah dari satu benda ke benda lain, tentunya membutuhkan energi agar elektron tersebut berpindah. Ketika dua benda digosokkan tentunya kedua benda tersebut memiliki kecepatan dan energi kinetik sehingga ketika terjadi benturan akan menyebabkan elektron berpindah. Perpindahan tersebut juga akan menghasilkan energi listrik.
Artikel ini akan membahas tentang beda potensial dan energi listrik. Baca sampai tuntas, mudah-mudahan kalian dapat memahami pembahasannya. Artikel ini dapat diakses di ipamts.com
Beda Postensial Listrik
Beda potensial listrik merupakan perbedaan jumlah elektron dua benda yang bermuatan listrik atau juga merupakan perbedaan kandungan listrik dalam dua benda. Benda yang kehilangan elektron akan bermuatan listrik positif dan memiliki potensial listrik tinggi, sedangkan benda yang menerima elektron akan bermuatan listrik negatif sehingga potensial listriknya rendah. Beda potensial listrik umumnya dikenal dengan tegangan listrik dengan satuan volt (V).
Potensial listrik juga didefinisikan sebagai usaha atau energi di dalam untuk memindahkan muatan listrik atau juga besarnya muatan listrik yang berpindah tiap jarak tertentu. Berdasarkan definisi tersebut dapat diketahui rumus dari potensial listrik yaitu :
- V = W/Q
- V= k . Q/r
- V = I.R
Keterangan :
- V adalah potensial listrik dengan satuan volt (V)
- W adalah usaha/energi listrik dengan satuan Joule (J)
- Q adalah besarnya muatan listrik dengan satuan Coulomb (C)
- r adalah jarak muatan listrik tersebut berpindah dengan satuan meter (m)
- I merupakan kuat arus listrik, satuannya Ampere (A)
- R merupakan hambatan, satuannya ohm
Berdasarkan rumus pertama, dapat diketahui bahwa postensial listrik dipengaruhi dua faktor usaha/energi listrik dan besar muatan berpindah. Jika usaha/energi untuk memindahkan muatan listriknya besar maka potensial listrik benda tersebut besar namun jika usaha atau energi kecil maka potensial listrik juga kecil. Hal tersebut menunjukkan bahwa potensial listrik berbanding lurus dengan usaha/energi listrik. Adapun bila besar muatan listriknya kecil maka potensial listrik dari benda tersebut besar, dan bila muatan listriknya besar maka potensial listriknya semakin kecil, sehingga dapat disimpulkan bahwa potensial listrik berbanding terbalik dengan besar muatan listrik.
Baca juga : Sumber Arus Listrik Searah dan Bolak-balik - IPA MTs
Berdasarkan rumus kedua, komponen yang mempengaruhi potansial listrik yaitu besar muatan listrik dan jarak muatan listrik tersebut berpindah. Bila muatan listrik yang berpindah semakin besar maka potensial listrik tersebut akan semakin besar dan bila muatan listriknya semakin kecil maka potensial listriknya juga semakin kecil. Jika jarak perpindahan muatan listrik semakin jauh maka potensial listriknya semakin kecil dan jika jarak perpindahan muatan listrik semakin dekat maka potensial listriknya akan semakin besar. Berdasarkan uraian tersebut dapat diketahui bahwa pada rumus kedua, potensial listrik berbanding lurus dengan besar muatan bila jarak perpindahannya tetap, dan berbanding terbalik dengan jarak perpindahan dari muatan listrik dengan besar muatan yang sama.
Berdasarkan rumus ketiga, beda potensial listrik dapat dipengaruhi kuat arus listrik dan hambatan. Bila kuat arus listrik yang mengalir besar maka menunjukkan beda potensial dari sumber tegangan listrik juga besar. Jika nilai hambatan yang terhubung dengan sumber tegangan besar juga menunjukkan besarnya beda potensial dalam sumber tegangan tersebut. Oleh karena itu, hubungan antara beda potensial dengan kuat arus listrik dan hambatan adalah berbanding lurus.
Agar kalian dapat memahami cara menyelesaikan persoalan tentang potensial listrik, sebaiknya kalian perhatikan contoh soal berikut :
Pertanyaan :
Untuk memindahkan muatan listrik sebesar 2,5 Coulomb, diperlukan energi sebesar 12,5 Joule. Beda potensial listrik tersebut adalah....
Pembahasan :
Diketahui :
- Q = 2,5 C
- W = 12,5 J
Ditanyakan :
- V = .... ?
Jawaban :
- Sebelum kalian menentukan rumus yang tepat pada pertanyaan di atas, perhatikan komponen yang diketahui di pertanyaan tersebut. Komponen yang diketahui adalah energi/usaha (W) dan besar muatan (Q), jadi gunakanlah rumus pertama.
- V = W/Q
- V = 12,5 J / 2,5 C
- V = 5 V
- Jadi besar potensial listriknya adalah 5 V
Beda potensial listrik dapat diukur dengan voltmeter. Cara menggunakan voltmeter yaitu dengan memasangnya secara pararel dengan sumber tegangan atau alat listrik yang ingin diukur. Adapun rumus untuk membaca hasil pengukuran dengan voltmeter yaitu :
Hasil Pengukuran = Skala yang ditunjuk . batas ukur / skala maksimal
Energi Listrik
Elektron yang berpindah dari satu benda ke benda lain atau di dalam penghantar dapat menghasilkan energi. Energi tersebut dinamakan energi listrik. Energi listrik disebut juga dengan usaha listrik. Usaha listrik inilah yang dipakai sebagai penghitungan pembayaran listrik di rumah kalian.
Rumus untuk menghitung energi/usaha listrik antara lain:
- W = P x t
- W = V x I x t
- W = V² x t / R
- W = I² x R x t
Keterangan :
- W adalah usaha listrik dengan satuan Joule (J) atau WattHour (WH), 1 KWH = 3,6x10⁶ J
- P adalah daya listrik dengan satuan watt (W)
- t adalah waktu dengan satuan sekon (s)
- V adalah beda potensial listrik atau tegangan listrik dengan satuan volt (V)
- I adalah kuat arus listrik dengan satuan Ampere (A)
- R adalah hambatan listrik dengan satuan ohm (Ω)
Contoh soal :
Pertanyaan :
- Sebuah setrika listrik berdaya 350 watt. Jika setrik tersebut digunakan selama 1 jam, hitunglah energi listrik dari setrika tersebut!
Pembahasan :
Diketahui :
- P = 350 watt
- t = 1 jam = 3600 detik
Ditanyakan :
- W = ...Joule ?
Jawaban :
- Perhatikan besaran yang diketahui lalu gunakan rumus yang cocok untuk menyelesaikan persoalan tersebut. Besaran yang diketahui adalah daya (P) dan waktu (t) jadi gunakan rumus
- W = P x t
- W = 350 watt x 3600 detik
- W = 1.260.000 Joule
- Jika waktu pemakaian tetap dalam 1 jam maka hasilnya seperti di bawah ini
- W = 350 WH
- W = 0,35 KWH karena 1 WH = 1/1000 KWH
Energi listrik dapat diperoleh dari perubahan bentuk energi lain seperti energi angin, energi panas, energi air, energi kimia. Energi listrik juga dapat berubah menjadi energi lain. Contohnya adalah lampu yang dialiri listrik maka lampu tersebut akan menyala. Saat lampu menyala maka energi listrik diubah menjadi energi cahaya dan panas. Kalian dapat mengamati peristiwa-peristwa perubahan energi listrik di sekitar kalian, seperti HP, Televisi, Lemari Es dan lain-lain.
Baca juga : Memahami Pengertian Energi dan Bentuk Energi Potensial, Kinetik dan Mekanik
Penutup
Demikian pembahasan singkat mengenai potensial dan energi listrik. Mudah-mudahan dapat menambah wawasan kalian tentang potensial dan energi listrik. Jika kalian merasa mendapatkan manfaat dari artikel-artikel di blog IPA MTs, mohon agar dibagikan kepada saudara, teman dan kerabat kalian siapa saja dengan membagikannya di fb atau grup whatsapp kalian. Kalian juga dapat subscribe ke blog IPA MTs agar kalian akan mendapatkan pemberitahuan lewat email kalian jika Blog IPA MTs mempublikasikan artikel terbaru. Terima kasih atas dukungan kalian.