Definisi dan Rumus Daya Listrik beserta Contoh Soalnya

Ilustrasi mengukur daya listrik. Foto: Unsplash

Dalam pelajaran fisika, rumus daya listrik digunakan untuk menghitung jumlah energi listrik yang dipakai dalam selang waktu tertentu dibagi dengan selang waktu penggunaan. Sederhananya, rumus ini berguna untuk menghitung besarnya energi listrik tiap satuan waktu.

Dalam kehidupan sehari-hari, sering kali dijumpai peralatan bermuatan atau memiliki daya listrik di dalamnya. Mengutip Cerdas Sains Kelas 4-6 SD oleh Pustaka Widyatama (2009: 202), daya listrik adalah banyaknya jumlah tenaga listrik yang dibutuhkan persatuan waktu.

Untuk memahami lebih jelas mengenai daya listrik dan cara menghitungnya, simak uraian lengkapnya di bawah ini.

Definisi Daya Listrik

Ilustrasi kabel listrik dan stopkontak. Foto: Unsplash

Seperti yang diketahui, hampir seluruh kegiatan dan sumber energi membutuhkan bantuan daya listrik. Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), daya dapat didefinisikan sebagai kemampuan melakukan sesuatu atau kemampuan bertindak.

Dalam ilmu fisika, daya adalah jumlah energi yang dihabiskan per satuan waktu. Sementara energi listrik adalah rangkaian fenomena fisika yang berhubungan dengan kehadiran dan aliran muatan listrik.

Dari pernyataan tersebut, dapat disimpulkan bahwa daya listrik adalah kemampuan suatu peralatan listrik untuk melakukan usaha akibat adanya perubahan kerja dan perubahan muatan listrik tiap satuan waktu.

Besarnya daya listrik dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:

Beberapa kondisi tersebut dapat menjadi penentu dari besarnya daya listrik yang diperlukan oleh peralatan listrik untuk bekerja secara optimal. Namun, pada umumnya peralatan listrik sudah mencantumkan nilai daya pada label produk untuk mengetahui besaran energi yang dibutuhkan setiap satuan waktu pada peralatan tersebut.

Dalam Sistem Satuan Internasional (SI), satuan daya adalah Joule/sekon atau Watt untuk menghormati penemu uap pada abad ke-18, yaitu James Watt. Pada beberapa penerapan daya listrik juga dapat dinyatakan dalam kiloWatt (kW) atau MegaWatt (MW).

Rumus Daya Listrik dan Contoh Soalnya

Daya listrik merupakan besarnya usaha listrik yang dapat dilakukan oleh sumber tegangan setiap sekonnya. Untuk menghitung besar daya listrik, ada beberapa rumus yang dapat digunakan, antara lain:

Keterangan:

P = daya listrik (Watt)

W = usaha (Joule)

t = waktu (sekon)

V = tegangan listrik (Volt)

R = hambatan listrik (Ohm)

I = arus listrik dalam satuan Ampere

Satuan daya listrik adalah Watt dan biasa ditulis dengan huruf W kapital. Untuk daya listrik yang besar, biasanya menggunakan satuan kilowatt (kW) atau megawatt (MW). Berikut rinciannya.

Contoh Soal Daya Listrik

Ilustrasi mengerjakan soal fisika mengenai daya listrik. Foto: Unsplash

Setelah mengetahui rumus daya listrik, berikut beberapa contoh soal mengenai daya listrik dan pembahasannya supaya dapat dipahami lebih jelas.

Contoh Soal 1

Sebuah kulkas memerlukan tegangan 440 V dan arus listrik sebesar 2,4 A untuk mengaktifkannya. Berapakah daya listrik yang dikonsumsinya?

Diketahui:

V = 440 V

I = 2,4 A

Ditanya: P

Jawab:

P = V x I = 440 x 2,4

P = 1056 Watt

Jadi, daya yang dikonsumsi oleh kulkas saat diaktifkan adalah sebesar 1.056 Watt.

Contoh Soal 2

Tina memiliki rangkaian lampu pijar yang menggunakan baterai sebagai sumber tenaganya. Baterai tersebut memiliki tegangan sebesar 48 Volt dengan hambatan pada lampunya sebesar 6 Ohm. Berapakah daya listrik yang dikonsumsi oleh lampu pijar tersebut?

Diketahui:

V = 48 V

R = 6 Ohm

Ditanya: P

Jawab:

P = V²/R = 48²/6

P = 2304/6 = 384 Watt

Jadi, daya listrik yang dikonsumsi oleh lampu pijar pada rangkaian milik Tina adalah sebesar 384 Watt.

Contoh Soal 3

Sebuah setrika listrik dipasang pada tegangan 220 V dengan kuat arus 2 A. Berapa energi yang diperlukan selama satu jam?

Diketahui:

V = 220 V

I = 2A

t = 1 jam = 3.600 s

Ditanya: W

Jawab:

W = V x I x t = 220 x 2 x 3.600

W = 1.584.000 Joule = 1.584 kJ (kilojoule)

Jadi, energi yang diperlukan setrika listrik selama satu jam adalah 1.584 kJ.

Contoh Soal 4

Sebuah mesin sepeda motor melakukan usaha sebesar 10.000 Joule. Jika daya listrik motor itu adalah 2.000 Watt, berapa lama waktu yang digunakan?

Diketahui:

W = 10.000 Joule

P = 2.000 Watt

Ditanya: t

Jawab:

P = W/t

t = W/P = 10.000/2.000

t = 5 sekon (detik)

Jadi, waktu yang diperlukan motor itu adalah 5 detik.

Contoh Soal 5

Sebuah penanak nasi melakukan usaha sebesar 5.000 Joule dalam waktu 5 detik. Berapakah daya listrik yang dilakukan oleh penanak nasi tersebut?

Diketahui:

W = 5.000 Joule

t = 5 sekon

Ditanya: P

Jawab:

P= W/t = 5.000/5

P = 1000 J/s = 1000 Watt

Jadi, daya listrik yang dibutuhkan oleh penanak nasi tersebut adalah 1000 J/s atau 1000 Watt.

Contoh Soal 6

Sebuah televisi memerlukan tegangan 220 V dan arus listrik sebesar 1,2 A untuk mengaktifkannya. Berapakah daya listrik yang dikonsumsinya?

Pembahasan:

Diketahui:

V = 220 V

I = 1,2 A

Ditanya: P

Jawab:

P = V x I = 220 V x 1,2 A

P = 264 Watt

Jadi, televisi tersebut akan mengongsumsi daya listrik sebesar 264 Watt.

(DA & SFR)