< Previous 87 Gambar 2.55a Rangkaian Seri-Pararel Baterai Berbeban A ( - ) ( + ) ( + ) ( - ) Gambar 2.55b Rangkaian Seri-Pararel Baterai Berbeban B Untuk mendapatkan arus maupun tegangan yang cukup, maka penyambungan sumber arus ( unsur ) dibuat campuran atau dikenal dengan sambungan deret-jajar, seperti dalam gambar Rumus yang dipakai untuk hubungan ini, tidak meninggalkan rumus-rumus dasar deret dan jajar. 88 Jumlah unsur yang dihubungkan deret = d Jumlah deretan ( rangkaian deret ) yang dijajarkan = j Jumlah unsur seluruhnya = d X j = n Ggl baterai = d X ggl unsur. Tahanan dalam baterai = jd tahanan dalam unsur. Sehingga arus baterai : RIrddedRIrddedRIrdjdedI+××=+××=+××=)()1/()/( Jika d = 1 , maka rumus ini menjadi rumus untuk baterai dengan hubungan jajar, seperti dibawah ini : rdrdjedRIrdjdedI)/1()/(××=+××= 2.1.10.10. DAYA LISTRIK Jika sebuah lampu pijar dihubungkan pada sumber tegangan, lampu tersebut akan menyala karena dialiri arus listrik.Untuk memindahkan arus listrik / muatan listrik diperlukan usaha listrik sebesar : w = usaha listrik ........joule = watt detik U = tegangan listrik .................volt ( v ) Q = jumlah muatan listrik ...coulomb ( C ) Q = Ι . t w = U . Ι . t Daya listrik adalah usaha listrik tiap satuan waktu : w = U . Ι . t U . Ι = tw=P P = daya listrik ........ watt P = U . Ι U = Ι . R w = U . Q P = U . Ι 89 P = Ι2 . R P = UR2 P = Ι . R . I = Ι2 . R R = tahanan / hambatan listrik .... ohm ( Ω ) P = U . Ι Ι = UR = U . UR = UR2 Dari persamaan : P = Ι2 . R Jika R adalah konstan, maka grafik P = ƒ (Ι) dapat digambarkan sebagai berikut : Contoh : R = 1000 Ι ( ma ) P ( w ) 100 100 200 200 300 300 400 400 500 500 600 600 700 700 800 800 900 900 1000 1000 90 Satuan daya listrik yang lain : 1 mili watt = 1 mw = 10−3 w 1 kilo watt = 1 kw = 103 w 1 mega watt = 1 Mw = 106 w 1 daya kuda = 1 Hp = 746 w Konversi daya listrik terhadap daya panas dan daya mekanik : 1 watt = 0,102 kgm/det = 0,00136 Hp = 0,24 kal/det Contoh : Sebuah setrika listrik dayanya 330 w, dihubungkan pada tegangan 220 V. Hitung : a. arus yang mengalir. b. Hambatan setrika dalam keadaan bekerja. (anggap harganya konstan) Jawab : a) P = U . Ι Ι = PU=330220 = 1,5 A Jadi : Ι = 1,5 A b) R = UI=22015, = 146,67 Ω atau P = UR2 R = UR2202330484003302== R = 146,67 Ω 2.1.10.11. DAYA GUNA (EFISIENSI) Daya guna disebut juga efisiensi adalah perbandingan antara daya keluaran ( out put ) dengan daya masukan ( input ). Daya keluaran selalu lebih kecil dari daya masukan, karena selalu timbul kerugian-kerugian. Contoh kerugian-kerugian pada motor listrik : Jadi jelas terlihat bahwa daya masukan ( input ) selalu lebih besar dari daya keluaran ( out put ). Daya guna atau efisiensi dinyatakan dalam persamaan : 91 η = P outputP input atau η = P2P1 Jika dinyatakan dalam persentase : η = P2P1 x 100 % η = efisiensi = daya guna ......... % P2 = daya keluaran P1 = daya masukan Catatan : − Dalam menghitung daya guna/efisiensi, Satuan daya keluaran harus dalam satuan yang sama. Jawab : P1 = 100 watt P1 = 1 HP = 746 watt η=P2P1 x 100 % 7461000 x 100 %= η=74,6 % 2.1.11. PANAS LISTRIK 2.1.11.1. TEMPERATUR Kandungan panas suatu bahan atau benda tergantung pada : (a). temperatur (b). berat bahan, dan (c). jenis bahan Jadi temperatur dan panas tidaklah sama. Tidak ada kandungan panas yang dapat diukur dengan sebuah termometer. Temperatur menunjukkan tingkat panas, yakni suatu ukuran pada sebuah skala yang telah disetujui dengan kemampuan panas untuk beralih dari satu zat ke yang lain, atau dari satu bagian bahan ke bagian lain dalam bahan yang sama. Dengan demikian dapat disimpulkan : 92 2.1.11.2. PENGUKURAN TEMPERATUR Pengukuran derajat panas atau temperatur atau suhu dari suatu zat diukur dengan suatu alat yang disebut termometer. Alat ukur ini mempunyai berbagai macam skala, tergantung dari pembuatnya. Adapun macam-macam skala dalam pengukuran temperatur ini yaitu : Celcius. Fahrenheit. Reamur. Kelvin. Celcius:Termometer yang dibuat oleh Celcius Mempunyai batas skala pengukuran 00−100 dimana batas ini adalah 00 untuk temperatur air saat membeku dengan tekanan udara ( P ) = 1 atm, skala 1000 untuk air mendi -dih dengan P = 1 atm. Fahrenheit :Termometer yang dibuat oleh fahrenheit mempunyai nilai skala 320 untuk air membeku dan 00 untuk air asin (air laut membeku, sedang untuk air mendidih 2120C. Reamur : Termometer yang dibuat oleh reamur mempunyai nilai skala 00 untuk air membeku dan 800 untulk air mendidih. Kelvin :Termometer yang dibuat oleh Kelvin mempunyai nilai skala 273 untuk air membeku, sedangkan untuk mendidih 3330. 2.1.11.3. SKALA TERMOMETER Dari penjelasan tentang skala yang di pakai oleh masing Termometer dapat kita bandingkan : Gambar 2.56 Skala Thermometer 100 800 2120 00 320 00 C R F 0 air laut membeku 93 t0 C = ( 9/5 x t ) + 320 F = 4/5 x t0 R t0 R = ( 9/4 x t ) + 320 F = 5/4 x t0 C t0 F = ( t − 32 ) x 5/90 C = ( t − 32 ) x 4/90R Pada termometer kelvin nilai perbandingannya sama dengan celcius, sehingga pengukuran untuk kelvin dan celcius nilai derajat panasnya adalah sama, berartu untuk kelivin besarnya nilai pengukuran sama dengan ( t0C + ) 0 K atau sebaliknya untuk celcius ( t0 K−3 ) 0 C. 2.1.11.4. KWALITAS DAN KAPASITAS PANAS Setiap benda untuk bisa menaikan suhunya lebih tinggi dari suhu semula, maka benda itu memerlukan tenaga, tenaga ini berasal dari gaya luar yangh mengenai suhunya. Kalau gaya itu berasal dari benda itu sendiri biasanya merupakan reaksi inti atom atau maka dapatlah disimpulkan bahwa : Kapasitas panas ( C ) adalah tenaga yang harus ditambahkan ( berupa panas ) untuk menaikkan temperatur benda sebanyak satu derajat celcius. • Menentukan nilai kapasitas panas Berdasarklan rumus pada : .......... 1 maka besarnya nilai kapasitas adalah : Q = jumlah panas ........... m = massa benda ........... C = kapasitas panas.......... ∆t = perubahan suhu........... C = kapasitas panas jenis.. Joule Kilogram ( Kg ) Joule/derajat celcius ( j / 0C ) 0C atau 0K Joule/kilogram derajat celcius ( j / Kg 0C ) Q = m . C . ∆t 94 • Pengertian kuantitas panas : Seperti yang telah dijelaskan tentang kapasitas panas. Maka kuantitas panas ( jumlah panas ) merupakan besar panas yang diperlukan / dipakai secara total, ini berarti berhubungan dengan waktu. Untuk menentukan besarnya kuantitas panas digunakan rumus Q = m . C . ∆t ......... joule • Pengertian panas jenis Pada pengertian panas jenis bisa disebut sebagai kalor jenis dan dalam pengertian rumus 2 dinamakan kapasitas panas jenis dengan satuan joule/kilogram derajat celcius ( j / Kg0C ). Maka dapat disimpulkan bahwa : Panas jenis adalah bilangan yang menunjukkan berapa kalori panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu tiap satuan massa zat tersebut satu derajat celcius. C=Qmtj/Kg⋅∆ ................. 3 C = kapasitas panas jenis ( kalor jenis, panas jenis ) Q = kuantitas panas m = massa ∆t = perubahan suhu Tabel2.25 Kapasitas panas jenis beberapa zat B a h a n C JKg C 0⋅ C kWhKg C 0⋅ Aluminium 912 0,256 . 10−3 Tembaga 385 0,107 . 10−3 Baja 460 0,128 . 10−3 PVC 880 0,243 . 10−3 Air 4187 1,16 . 10−3 95 2.1.11.5. KONVERSI BESARAN DAN SATUAN USAHA Besaran uaha Q stuannya adalah kalori ( cal ) atau kilo kalori ( Kcal ) Besaran usaha W satuannya adalah Joule, ( J ), erg, Watt detik ( Ws ) dan kilo Watt jam ( kWh ) Satuan = Joule = Newton meter = kilogram meter / detik2 . meter erg = dyne sentimeter = gram . centimeter/detik2 . cm Joule = kg m2 / dt2 Erg = gr cm2 / dt2 jadi : 1 kg m2 / dt2 = 1000 gr . ( 100 )2 cm2/dt2 = 1000 gr . 1000 cm2/dt2 = 107 gr . cm2/dt2 Kesimpulan :1 Joule = 107 erg 1 erg = 10−7 joule 1 kalori = 4,19 Joule 1 W = 1 Joule/detik ( J/s ) 1 Ws = 1 J 1 kWh = 1000 x 3600 J = 3,6 x 106 J = 3,6 Mega Joule = 3,6 MJ 96 Dari perhitungan diatas maka didapatkan suatu tabel konversi besaran satuan dari usaha seperti berikut: Tabel 2.26 KONVERSI USAHA LISTRIKSatuan SI J ( Joule ) Nm ( Newton meter ) Satuan SI ( umum ) Ws ( Watt sekon ) kWh ( kilo Watt jam ) Satuan lainnya kcal ( kilo kalori ) = cal . 103 1 Ws = 1 J = 1 Nm = 107 erg 1 Ws = 278 .10−9 kWh = 1 Nm = 1 J = 0,102 kpm = 0,239 cal 1 kWh = 3,6 . 106 Ws = 3,6 . 106 Nm = 3,6 . 106 J = 367 . 103 kpm = 860 kcal 1 Nm = 1 Ws = 278 . 10−9 kWh = 1 J = 0,102 kpm = 0,239 cal 1 J = 1 Ws = 278 . 10−9 kWh = 1 Nm = 0,102 kpm = 0,239 cal 1 kpm = 9,81 Ws = 2,72 . 10−6 kWh = 9,81 Nm = 9,81 J = 2, 34 cal 1 kcal = 4,19 . 103 Ws = 1,16 . 10−3 kWh = 4,19 . 103Nm = 4,18 . 103J = 427 kpm Next >