Siapa pun yang menonton berita pasti akrab dengan cerita tentang pembangkit listrik yang mengadu biaya dan efisiensi mereka dengan seberapa besar mereka bergantung pada sumber energi terbarukan versus tidak terbarukan. Tapi apa arti sebenarnya dari istilah-istilah itu? Apa yang dibicarakan orang ketika membahas tenaga listrik?
Pengertian Tenaga Listrik
Dalam fisika,kekuasaandidefinisikan sebagai kerja yang dilakukan per satuan waktu, atau P = W/t, di manaPadalah daya dalam watt (W) atau joule per detik (J/s), kerjaWdalam newton-meter (Nm) atau Joule (J), dan waktuuntukadalah dalam detik (s). Di sektor listrik, daya sering diukur dalam kilowatt, atau bahkan megawatt.
Sumber kekuatan di dunia nyata berlimpah. Otot membuat tubuh mengangkat beban, mesin pembakaran menggerakkan mobil dan turbin angin memutar generator. Frasatenaga listriksecara khusus mengacu pada daya yang dihasilkan oleh listrik, atau aliran elektron.
Pembangkit tenaga listrik, kemudian, adalah tempat di mana energi dari beberapa sumber – pembakaran batu bara, tenaga surya atau sesuatu yang lain – sedang diubah menjadi listrik yang dapat dikirimkan ke konsumen melalui listrik garis. Semakin efisien proses ini, semakin banyak daya yang diperoleh konsumen dari jumlah energi yang sama, dan seringkali dengan biaya terendah.
Sumber Tenaga Listrik
Hampir semua sumber energi dapat digunakan di pembangkit listrik untuk menghasilkan tenaga listrik. Bentuk energi dapat diubah dari keadaan semula menjadi energi potensial listrik. Di era kesadaran akan perubahan iklim ini, perbedaan yang paling menonjol di antara jenis-jenis adalah apakah sumbernyaterbarukan(mengisi sendiri) atautidak terbarukan(sumber terbatas yang pada akhirnya akan habis).
Contoh sumber energi terbarukan antara lain:
- Tenaga surya
- Pembangkit Listrik Tenaga Air
- panas bumi
- Angin
Contoh sumber energi tak terbarukan (bahan bakar fosil) antara lain:
- Batu bara
- Minyak
- Gas alam
Selain lebih tahan lama, pembangkit listrik melalui sumber energi terbarukan juga biasanya memiliki banyak manfaat dampak lingkungan negatif yang lebih kecil daripada pengeboran atau penambangan untuk bahan bakar fosil yang tidak terbarukan dan kemudian dibakar mereka.
Rumus untuk Tenaga Listrik
Usaha yang dilakukan untuk memindahkan muatan listrikq, diukur dalam coulomb (C), melintasi celah potensialV, diukur dalam volt (v) sama dengan energi listrikqVdalam Joule (J).
Ini berarti definisi daya dapat ditulis ulang untuk tenaga listrik secara khusus sebagai:
P=\frac{qV}{t}
Kemudian, menggambarkan definisi arus listrik sebagai aliran elektron (muatan) dari waktu ke waktu, bagian "q/t" dari persamaan itu dapat ditulis ulang menggunakan variabel arussaya, diukur dalam ampere (A). Begitu:
P=IV
Dalam bahasa Inggris, ini menunjukkan bahwa daya listrik juga dapat didefinisikan sebagai arus dikalikan tegangannya.
Rumus Lain untuk Tenaga Listrik
Siswa yang akrab dengan sirkuit dalam fisika juga akan memperhatikan bahwa menerapkan Hukum Ohm,V = IR, untuk hasil persamaan daya dalam dua cara lagi untuk menghitung daya listrik suatu benda berdasarkan sifat-sifat rangkaian di mana ia beroperasi:
P=IV=I^2R=\frac{V^2}{R}
PerlawananRdiukur dalam ohm (Ω).
Contoh
Berapa banyak energi listrik yang digunakan bola lampu 60 watt selama 30 menit?
Informasi yang diberikan di sini adalah nilai untuk dayaPdan waktuuntuk. Namun, waktu tidak dalam satuan SI detik yang benar. Dengan 60 detik per menit selama 30 menit, bola lampu menyala selama1.800 detik.
Langkah selanjutnya adalah mewujudkan pekerjaan ituWdapat diukur dalam newton-meteratau Joule, satuan energi. Jadi definisi umum daya sebagai usaha dari waktu ke waktu, atauP = W/tuntuk memecahkanW, akan menghasilkan solusi yang diinginkan.
W=Pt=60\kali 1800 = 108.000\teks{ J}
Berapa daya keluaran ruang hampa yang menarik arus 12 amp dari stopkontak 120 volt?
Sejak saat inisayadan teganganVdiberikan, sedangkan kekuatanPtidak diketahui, persamaan yang akan menghubungkan semua variabel adalahP = IV.
P=IV=(12)(120)=1.440\text{ W}