Energi Daya Listrik : Persamaan, Soal dan Pembahasan

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

Energi listrik yang digunakan oleh alat-alat elektronik atau komponen listrik dalam suatu rangkaian dapat dihitung menggunakan persamaan dasar yang berkaitan dengan daya (P), waktu (t), tegangan (V), dan arus listrik (I). Berikut beberapa persamaan dasar energi listrik:

1. Persamaan Energi Listrik

Energi listrik ($E$) adalah jumlah daya yang digunakan selama periode waktu tertentu. Persamaannya adalah:

$$E=P\times t$$

Dengan:

• $E$ = Energi listrik (Joule atau kilowatt-jam)
• $P$ = Daya listrik (Watt)
• $t$ = Waktu penggunaan (detik atau jam)

2. Hubungan Daya dengan Tegangan dan Arus

Daya listrik juga dapat dihitung menggunakan tegangan ($V$) dan arus ($I$) dengan persamaan:

$$P=V\times I$$

Dengan:

• $V$ = Tegangan listrik (Volt)
• $I$ = Arus listrik (Ampere)

Sehingga, energi listrik juga dapat dinyatakan sebagai:

$$E=V\times I\times t$$

Jika menggunakan satuan waktu dalam jam dan daya dalam kilowatt, energi listrik diukur dalam kilowatt-jam (kWh).

---

Contoh Soal 1: Menghitung Energi Listrik yang Digunakan

Soal: Sebuah alat listrik memiliki daya 1000 Watt (1 kW) dan digunakan selama 5 jam. Hitung energi listrik yang digunakan oleh alat tersebut dalam kilowatt-jam (kWh).

Pembahasan: Diketahui:

• Daya ($P$) = 1000 Watt = 1 kW
• Waktu ($t$) = 5 jam

Menggunakan rumus energi listrik:

$$E=P\times t=1\text{kW}\times 5\text{jam}=5\text{kWh}$$

Jadi, energi listrik yang digunakan oleh alat tersebut adalah 5 kWh.

---

Contoh Soal 2: Menghitung Daya dan Energi Listrik

Soal: Sebuah televisi beroperasi dengan tegangan 220 Volt dan arus 0,5 Ampere selama 3 jam. Hitung:

1. Daya listrik yang digunakan.
2. Energi listrik yang digunakan dalam kilowatt-jam (kWh).

Pembahasan:

1. Menghitung Daya Listrik
   Menggunakan rumus daya:

   $$P=V\times I$$

   Diketahui:

   • Tegangan ($V$ = 220 Volt
   • Arus ($I$) = 0,5 Ampere

   Maka, daya listrik:

   $$P=220\text{V}\times 0,5\text{A}=110\text{Watt}$$
   

2. Menghitung Energi Listrik
   Menggunakan rumus energi listrik:

   $$E=P\times t$$

   Diketahui:

   • Daya ($P$) = 110 Watt = 0,11 kW
   • Waktu ($t$) = 3 jam

   Maka, energi listrik yang digunakan:

   $$E=0,11\text{kW}\times 3\text{jam}=0,33\text{kWh}$$
   

Jadi, energi listrik yang digunakan oleh televisi tersebut adalah 0,33 kWh.

---

Contoh Soal 3: Menghitung Biaya Energi Listrik

Soal: Sebuah lampu dengan daya 60 Watt menyala selama 8 jam setiap hari. Berapa biaya listrik yang harus dibayar selama sebulan (30 hari) jika tarif listrik adalah Rp 1.500 per kWh?

Pembahasan:

1. Menghitung Energi Listrik Harian
   Diketahui:

   • Daya lampu = 60 Watt = 0,06 kW
   • Waktu penggunaan = 8 jam

   Energi listrik yang digunakan per hari:

   $$E_{\text{harian}}=0,06\text{kW}\times 8\text{jam}=0,48\text{kWh}$$
   

2. Menghitung Energi Listrik Bulanan
   Untuk 30 hari, energi listrik yang digunakan adalah:

   $$E_{\text{bulanan}}=0,48\text{kWh}\times 30=14,4\text{kWh}$$
   

3. Menghitung Biaya Listrik
   Diketahui tarif listrik = Rp 1.500 per kWh.

   Maka, biaya listrik yang harus dibayar:

   $$\text{Biaya}=14,4\text{kWh}\times Rp1.500\mathrm{/}\text{kWh}=Rp21.600$$
   

Jadi, biaya listrik selama sebulan untuk lampu tersebut adalah Rp 21.600.