ENERGI DAN DAYA LISTRIK, tahun Pelajaran 2026/2027

Bahan ajar

kelas IX SMP

semester 1 (satu)

tahun Pelajaran 2026/2027

 

Daftar Isi

1.     Teori Energi dan Daya Listrik

1.1.  Rumus Energi listrik

1.2.  Rumus Kalor

1.3.  Teknologi Listrik

1.4.  Rumus Daya

2.     Contoh dan Pembahasan soal

3.     Soal Latihan

 

TEORI ENERGI DAN DAYA LISTRIK

 

Perhatikan gambar berikut ini,

Selama arus mengalir di dalam rangkaian tertutup, resistor R akan mengalami kenaikan suhu. Itu artinya resistor R memakai energi listrik yang dikonversi menjadi kalor.

 

Rumus – Rumus energi listrik (W)

Keterangan :

W = energi listrik (J)

V = potensial listrik (volt)

Q = muatan listrik (C)

R = hambatan listrik (Ω)

P = daya listrik (watt)

I = kuat arus (A)

 

Rumus Kalor (Q)

 Q = m. c. △T

 

Keterangan :

Q = energi kalor (J)

m = massa benda (kg)

c = kalor jenis (J/kg^oC)

△T = perubahan suhu (^oC)

 

NB :

1 J = 0,24 kal

1 kal = 4,2 J

 

Teknologi Listrik dalam Kehidupan Sehari – hari

 

a.     Setrika listrik

Bagian utama dari setrika listrik adalah elemen pemanas. Terbuat dari bahan yang memiliki hambatan jenis terbesar. Seperti nikelin, konstantan, atau nikrom.

 

b.     Lampu Pijar

Bagian utama lampu pijar modern berupa sebuah spiral rangkap dari bahan wolfram halus. Bagian ini disebut kawat filamen dan dimasukan ke dalam sebuah bola lampu kaca bertekanan amat rendah. Dan diisi dengan gas yang dapat menghalangi pembakaran, misalnya gas argon (Ar).

 

c.     Lampu Tabung (Tube lamp/ TL)

Sebuah lampu tabung terdiri atas tabung yang hampir hampa udara dan berisi gas uap merkuri (raksa). Pada ujung – ujung tabung terdapat elektroda – elektroda. Jika elektroda – elektroda ini diberi beda potensial yang cukup tinggi, akan terjadi loncatan muatan listrik. Akibatnya muatan – muatan itu akan menumbuk molekul – molekul gas merkuri. Dan selanjutnya akan menghasilkan cahaya ultraviolet (UV) yang tidak tampak oleh mata.  

 

Daya Listrik (P)

Energi listrik yang digunakan dalam satuan waktu

Rumus – rumus daya

Keterangan

P = daya listrik (watt)

V = potensial listrik (volt)

I = kuat arus listrik (amper)

R = hambatan listrik (ohm)

 

Nb :

1 hp = 746 watt

 

CONTOH DAN PEMBAHASAN SOAL

 

Contoh : 1

Sebuah solder memiliki hambatan sebesar 440 ohm dan dipasang pada tegangan 220 V. Jika solder digunakan selama 5 menit. Hitunglah kuat arus yang mengalir dan energi yang dikeluarkan oleh sebuah solder.

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

R = 440 Ω

V = 220 volt

t = 5 menit = 300 detik

 

Ditanya,

a)    Kuat arus listrik. I = … ?

b)    Energi listrik, W = …. ?

 

Jawab

Bagian a)

ó V = I . R

ó 220 = I . (440)

ó I = 0,5 amper

 

Bagian b)

ó W = V. i. t

ó W = 220 x 0,5 x 300

ó W = 33.000 J

ó W = 33 kJ

 

Contoh : 2

Jhon melakukan pemanasan 1 kg air dari suhu 25 ⁰C hingga mendidih pada tekanan 1 atm. Alat pemanas dipasang pada tegangan 210 V dan dialiri arus listrik sebesar 5A. Diketahui bahwa kalor jenis air adalah 4200 J/kg⁰C. Manakah pernyataan yang benar berdasarkan informasi tersebut?. Beri tanda centang (√ ) pada kolom Benar atau Salah untuk setiap pernyataan berikut.

Pembahasan

 

Diketahui,

Massa air, m_a = 1 kg

Suhu awal, T₁ = 25 ⁰C

Suhu akhir, T₂ = 100 ⁰C (mendidih)

Potensial listrik, V = 210 volt

Kuat arus, I = 5A

Kalor jenis air, c_a = 4.200 J/kg⁰C

 

Bagian a)

Gunakan Azas Black, Q = W

ó Q = W = m_a. c_a. △T

ó Q = 1 x 4.200 x (100 – 25)

ó Q = 315.000 J

ó Q = 315 kJ (Benar)

 

Bagian b)

ó W = Q

ó V. i. t = m_a. c_a. △T

ó 210 x 5 x t = 315.000

ó t = 300 detik

ó t = 5 menit (Benar)

 

Bagian c)

Salah

Contoh : 3

Sebuah mesin cuci dipasang pada tegangan 220 V dan dialiri arus sebesar 5A. Mesin cuci tersebut digunakan selama 4 jam per hari dengan tarif energi listrik sebesar Rp 1.320,00 per kWh. Hitunglah besarnya biaya energi listrik yang harus dibayarkan kepada PLN selama sebulan (1 bulan = 30 hari).

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Sumber tegangan, V = 220 volt

Kuat arus, I = 5A

Waktu pakai, t = 4 jam per hari

Tarif dasar listrik, TDL = Rp 1.320,00 / kWh

 

Ditanya,

Rekening wajib dibayar … ?

 

Jawab

ó W = V. i. t

ó W = 220 x 5 x (4 x 30)

ó W = 132.000 wh

ó W = 132 kWh (selama 1 bulan)

 

Rekening Wajib Bayar

ó Rek = W x TDL

ó Rek = 132 kWh x Rp 1.320,00

ó Rek = Rp 174.240,00

 

LATIHAN

 

Soal : 1

Jika solder listrik yang bertegangan 120 volt dilalui arus 2 A selama 1 detik, maka besar energi kalor yang timbul adalah ...... J

a. 30      

b. 60

c. 240    

d. 450

                                                                               

Soal : 2

Sebuah peralatan listrik dipasang pada tegangan 200 volt. Jika kuat arus listrik yang digunakan adalah 2 A dan dipakai selama 5 menit, maka besar energi listriknya adalah ....... J

a. 400    

b. 1.000

c. 2.000 

d. 120.000

 

Soal : 3

Energi yang dipakai seterika selama 1 menit sebesar 33 KJ dipasang pada tegangan 220 volt, maka kuat arus listrik yang melalui seterika adalah ....... A

a. 0,067

b. 0,4

c. 2,5     

d. 15

 

Soal : 4

Sebuah lampu bohlam yang hambatannya 50 Ω dihubungkan dengan jaringan listrik bertegangan 100 volt. Bila dinyalakan selama 10 menit, maka energi listrik yang terpakai adalah ...... J

a. 200    

b. 20.000

c. 120.000            

d. 1.200.000

 

Soal : 5

Sebuah AC 750 watt, seterika 350 watt, lampu 60 watt, kompor listrik 500 watt. Pemakaian selama 3 jam dengan tegangan 220 volt. Alat listrik yang menggunakan energi yang paling besar adalah ........

a. AC     

b. seterika listrik

c. lampu

d. kompor

 

Soal : 6

Sebuah bola lampu bertuliskan 60 W – 120 V. Bila lampu itu dinyalakan dengan tegangan yang tepat selama 1 menit, maka energi yang dihasilkan adalah ..... J.

a. 600    

b. 1.800

c. 3.600 

d. 6.000

 

Soal : 7

Sebuah lampu bertuliskan 120 V - 40 W. Berapakah energi listrik yang dipakai lampu itu dalam 1 jam ?

a. 124.000 J         

b. 144.000 J

c. 134.000 J         

d. 108.000 J

 

Soal : 8

Sebuah sekering dipasang pada tegangan 250 V menyebabkan arus mengalir 2 A. Berapa daya sekering ?

a. 2 W   

b. 250 W

c. 125 W

d. 500 W

 

Soal : 9

Pada suatu penghantar mengalir arus sebesar 0,25 A pada tegangan 220 volt. Besar daya penghantar tersebut adalah ...... watt.

a. 55      

b. 165

c. 275    

d. 880

 

Soal : 10

Perhatikan gambar di bawah ini !

Berdasarkan gambar di atas, daya listrik yang dihasilkan sebesar ......

a. 10 watt              

b. 5 watt

c. 2 watt

d. 1 watt

 

Soal : 11

Sebuah lampu listrik bertuliskan 40 W, 220 V. Artinya …

a. memiliki daya 220 volt dan tegangan 40 watt

b. dapat dilalui arus listrik 5,5 A

c. mempuanyai hambatan 40 Ω

d. menggunakan energi 40 J/s pada tegangan 220 V

 

Soal : 12

Pada sebuah rumah terdapat 5 lampu masing-masing 10 watt, menyala selama 5 jam sehari, dan TV 50 watt menyala 5 jam sehari. Harga tiap kWh adalah Rp. 100,-. Biaya yang harus dibayar satu bulan ( 30 hari ) adalah .....

a. Rp. 1.500,-       

b. Rp. 2.100,-

c. Rp. 3.100,-       

d. Rp. 7.500,-

 

Soal : 13

Perubahan energi yang terjadi pada alat pengering rambut adalah .....

a. energi listrik menjadi kalor

b. energi listrik menjadi energi kimia

c. energi kalor menjadi energi listrik

d. energi kimia menjadi energi listrik

 

Soal : 14

Cahaya lampu TL lebih kuat daripada cahaya lampu pijar meskipun menggunakan energi yang sama, sebab.......

a.     tegangan pada lampu TL lebih besar

b.     lampu TL menggunakan transformator

c.     lampu TL mengubah energi listrik menjadi energi panas

d.     pada lampu TL energi kalor yang timbul sedikit sekali

 

Soal : 15

Sebuah lampu listrik bertuliskan 220 V - 5 A digunakan selama 30 menit, maka besar energi yang diperlukan lampu adalah ....... KJ.

a. 33      

b. 330

c. 1.980 

d. 19.800

 

Soal : 16

Perhatikan gambar !

Daya listrik pada rangkaian ini adalah ...... W.

a. 2        

b. 24

c. 48      

d. 72

 

Soal : 17

Sebuah lampu TL bertuliskan 10 W - 220 V. Hal ini berarti lampu tersebut memerlukan ......

a.     energi 10 J/s dan arus 0,045 A

b.     energi 10 J/s dan arus 22 A

c.     energi 10 J/menit dan arus 0,045 A

d.     energi 10 J/menit dan arus 22 A

 

Soal : 18

Dalam sebuah lampu yang bertuliskan 120 volt dan 60 W terdapat hambatan total sebesar ....Ω.

a. 2        

b. 0,5

c. 120    

d. 240

 

Soal : 19

Sebuah solder tertulis dari pabrik 220 V - 60 W. Bila alat tersebut dinyalakan selama 4 menit, besar energi listrik adalah ..... J.

a. 220    

b. 880

c. 14.400

d. 52.800

 

Soal : 20

Dalam sebuah rumah terdapat 4 lampu 30 watt, 2 lampu 60 watt, 1 lampu 10 watt, yang menyala selama 5 jam tiap hari. Jika harga listrik per KWH =  Rp. 150,-, maka biaya yang harus dibayarkan dalam satu bulan ( 30 hari ) adalah ......

a. Rp. 512,-          

b. Rp. 2.700,-

c. Rp. 56.250,-     

d. Rp. 5.625,-

 

Soal : 21

Tarif listrik adalah Rp. 500,- per KWH. Helen menggunakan sebuah seterika yang bertanda   250 V-1 KW dan sesudahnya ia membayar biaya listrik sebesar Rp. 12.000. Lama pemakaian seterika oleh helen adalah ..... jam.

a. 6        

b. 12      

c. 18      

d. 24

 

Soal : 22

Empat lampu pijar dengan spesifikasi masing-masing 220 V/100 watt menyala 6 jam setiap hari. Keempat lampu bekerja sempurna. Jika tariff 1 kWh Rp. 600,00 maka biaya energi listrik untuk pemakaian lampu selama 1 bulan ( 30 hari ) adalah .....

a.     Rp. 95.040

b.     Rp. 43.200

c.     Rp. 38.400

d.     Rp. 34.560

 

Soal : 23

Perhatikan tabel di bawah ini !

Alat yang memiliki energi listrik paling kecil yaitu .......

a. lemari es          

b. kipas angin

c. solder listrik     

d. kompor listrik

 

Soal : 24

Sebuah rumah memiliki televisi 250 W, komputer 200 W, kompor listrik 50 W, dan delapan buah lampu 50 W. Dalam sehari peralatan listrik tersebut dipakai selama 4 jam. Jika biaya perkWh sebesar Rp. 400,00 , dalam sebulan ( 30 hari ) biaya yang harus dibayar sebesar ........

a. Rp. 33.000       

b. Rp. 48.000

c. Rp. 54.000       

d. Rp. 68.000

 

Soal : 25

Tiga buah alat listrik, yaitu komputer, lampu dan seterika menggunakan daya berturut-turut 200 W, 60 W, dan 40 W digunakan selama 10 jam. Apabila harga energi listrik 1 kWh     Rp 600, rekening yang harus di bayar selama waktu tersebut sebesar .......

a.     Rp. 600

b.     Rp. 1.200

c.     Rp. 1.800

d.     Rp. 2.200