Kekuatan Hukum Watt (Aplikasi - Latihan)
Penagihan layanan listrik tergantung pada konsumsi tenaga listrikOleh karena itu, sangat berguna untuk memahami apa itu, bagaimana mengukur dan bagaimana mengurangi konsumsi dengan menerapkan hukum Watt. Selain itu, ini adalah variabel dasar untuk studi jaringan listrik, dan desain perangkat listrik.
Ilmuwan Watt membuat hukum, dinamai menurut namanya, yang memungkinkan kita menghitung variabel penting ini. Selanjutnya, studi tentang hukum ini dan aplikasinya.
KONSEP DASAR:
- Sirkuit listrik: Interkoneksi elemen listrik yang melaluinya arus listrik dapat mengalir.
- Arus listrik: Aliran muatan listrik per satuan waktu melalui bahan konduktif. Ini diukur dalam amp (A).
- Ketegangan listrik: Juga dikenal sebagai tegangan listrik atau beda potensial. Ini adalah energi yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik melalui suatu elemen. Ini diukur dalam volt (V).
- Energía: Kemampuan untuk melakukan pekerjaan. Ini diukur dalam joule (J), atau dalam watt-jam (Wh).
- Tenaga listrik: jumlah energi yang dikirimkan atau diserap suatu elemen dalam waktu tertentu. Daya listrik diukur dalam watt atau watt, dilambangkan dengan huruf W.
Mungkin Anda tertarik dengan: Hukum Ohm dan rahasianya, latihan dan apa yang ditetapkannya
Hukum Watt
Hukum Watt menyatakan itu "Daya listrik yang dikonsumsi atau diberikan perangkat ditentukan oleh tegangan dan arus yang mengalir melalui perangkat."
Daya listrik suatu perangkat, menurut Hukum Watt, diberikan oleh ungkapan:
P = V x I
Daya listrik diukur dalam watt (W). "Segitiga daya" pada Gambar 1 sering digunakan untuk menentukan daya, tegangan, atau arus listrik.
Pada gambar 2 rumus yang terdapat dalam segitiga pangkat diperlihatkan.
James Watt (Greenok, Skotlandia, 1736-1819)
Dia adalah seorang insinyur mesin, penemu, dan ahli kimia. Pada 1775 ia memproduksi mesin uap, berkat kontribusinya terhadap pengembangan mesin-mesin ini, perkembangan industri dimulai. Dia adalah pencipta mesin putar, mesin efek ganda, instrumen indikator tekanan uap, dan lain-lain.
Dalam sistem satuan Internasional, satuan daya adalah "watt" (Watt, W) untuk menghormati pelopor ini.
Perhitungan konsumsi energi dan tagihan layanan listrik menggunakan hukum Watt
Berawal dari fakta bahwa daya listrik adalah jumlah energi yang disalurkan atau diserap suatu elemen dalam waktu tertentu, energi tersebut diberikan oleh rumus pada gambar 3.
Energi listrik biasanya diukur dalam satuan Wh, meskipun dapat juga diukur dalam joule (1 J = 1 Ws), atau dalam tenaga kuda (hp). Untuk membuat pengukuran yang berbeda, kami sarankan Anda membaca artikel kami di alat ukur listrik.
Latihan 1 menerapkan hukum Watt
Untuk elemen pada Gambar 4, hitung:
- Daya yang diserap
- Energi terserap selama 60 detik
Latihan Solusi 1
A.- Daya listrik yang diserap oleh elemen ditentukan sesuai dengan gambar 5.
B.- Energi yang diserap
Hasil:
p = 10 W; Energi = 600 J
Konsumsi energi listrik:
Penyedia layanan listrik menetapkan tarif sesuai dengan konsumsi listrik Konsumsi energi listrik tergantung pada daya yang dikonsumsi per jam. Ini diukur dalam kilowatt-jam (kWh), atau tenaga kuda (hp).
Konsumsi listrik = Energi = pt
Latihan 2 menerapkan hukum Watt
Untuk jam pada Gambar 8, dibeli baterai lithium 3 V. Baterai memiliki simpanan energi 6.000 joule dari pabrik. Mengetahui bahwa jam tersebut mengkonsumsi arus listrik sebesar 0.0001 A, dalam berapa hari yang dibutuhkan untuk mengganti baterai?
Latihan Solusi 2
Daya listrik yang dikonsumsi oleh kalkulator ditentukan menggunakan Hukum Watt:
Jika energi yang dikonsumsi oleh kalkulator diberikan oleh hubungan Energi = pt, menyelesaikan waktu "t", dan mengganti nilai energi dan daya listrik, maka waktu hidup baterai diperoleh. Lihat gambar 6
Baterainya memiliki kapasitas untuk menghidupkan kalkulator selama 20.000.000 detik, yang setara dengan 7,7 bulan.
Hasil:
Baterai jam harus diganti setelah 7 bulan.
Latihan 3 menerapkan hukum Watt
Diperlukan untuk mengetahui perkiraan biaya bulanan dalam layanan listrik untuk penduduk setempat, mengetahui bahwa tarif konsumsi listrik adalah $ 0,5 / kWh. Gambar 7 menunjukkan perangkat yang mengonsumsi listrik di dalam gedung:
- Pengisi daya ponsel 30 W, beroperasi 4 jam sehari
- Komputer desktop, 120 W, beroperasi 8 jam sehari
- Bola lampu pijar, 60 W, beroperasi 8 jam sehari
- Lampu meja, 30 W, beroperasi 2 jam sehari
- Komputer laptop, 60 W, beroperasi 2 jam sehari
- TV, 20 W, beroperasi 8 jam sehari
Larutan:
Untuk menentukan konsumsi listrik digunakan hubungan Energy Consumption = pt. 30 W dan digunakan 4 jam sehari, akan mengkonsumsi 120 Wh atau 0.120Kwh per hari, seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.
Tabel 1 menunjukkan perhitungan konsumsi listrik perangkat lokal. 1.900 Wh atau 1.9kWh dikonsumsi setiap hari.
Dengan tarif 0,5 $ / kWh, layanan listrik akan dikenakan biaya:
Hasil:
Biaya layanan listrik di tempat ini adalah $ 28,5 per bulan, untuk konsumsi 57 kWh per bulan.
Konvensi tanda pasif:
Suatu elemen dapat menyerap atau memasok energi. Ketika daya listrik suatu unsur bertanda positif, unsur tersebut menyerap energi. Jika daya listriknya negatif, elemen tersebut memasok energi listrik. Lihat gambar 9
Itu ditetapkan sebagai "konvensi tanda pasif" bahwa tenaga listrik:
- Ini positif jika arus masuk melalui terminal positif tegangan dalam elemen.
- Negatif jika arus masuk melalui terminal negatif. Lihat gambar 10
Latihan 4 menerapkan hukum Watt
Untuk elemen yang ditunjukkan pada Gambar 11, hitung daya listrik menggunakan konvensi tanda positif dan tunjukkan apakah elemen tersebut memasok atau menyerap energi:
Larutan:
Gambar 12 menunjukkan perhitungan daya listrik di masing-masing perangkat.
Hasil
UNTUK. (Tahun laba A) Ketika arus masuk melalui terminal positif, daya positif:
p = 20W, elemen menyerap energi.
B. (Keuntungan untuk latihan B) Ketika arus masuk melalui terminal positif, daya positif:
p = - 6 W, elemen memasok daya.
Kesimpulan Hukum Watt:
Daya listrik, diukur dalam watt (W), menunjukkan seberapa cepat energi listrik dapat diubah.
Hukum Watt memberikan persamaan untuk perhitungan daya listrik dalam sistem kelistrikan, menetapkan hubungan langsung antara daya, tegangan dan arus listrik: p = vi
Studi tentang tenaga listrik berguna untuk menentukan kinerja peralatan, dalam desain yang sama untuk mengurangi konsumsi listrik, untuk pengumpulan layanan listrik, antara lain aplikasi.
Ketika perangkat mengkonsumsi energi, daya listriknya positif, jika perangkat menyuplai energi, daya listriknya negatif. Untuk analisis daya pada rangkaian listrik biasanya digunakan konvensi tanda positif, yang menunjukkan bahwa daya dalam suatu elemen bernilai positif jika arus listrik masuk melalui terminal positif.
Juga di situs web kami, Anda dapat menemukan: Hukum Kirchhoff, apa yang ditetapkan dan bagaimana menerapkannya
