Rangkuman Materi, Contoh Soal & Pembahasan Energi Listrik Dan Penghematannya Tingkat SD

Arus Listrik

Arus listrik merupakan suatu aliran muatan listrik pada sebuah rangkaian tertutup yang mengalir dari tempat dengan potensial tinggi ke tempat yang potensial rendah. Tempat dengan potensial tinggi disebut kutub positif sedangkan tempat dengan potensial rendah disebut kutub negatif sehingga kedua kutub terdapat perbedaan potensial antara kutub negatif dan kutub positif. Perbedaan potensial ini disebut tegangan listrik.

Pada setiap sumber listrik terdapat kutub positif dan kutub negatif, ketika kedua kutub dihubungkan dengan kabel akan menghasilkan arus listrik.

Sumber gambar : kompas.com

Tabel Satuan Listrik:

Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik adalah rangkaian yang menghubungkan beberapa komponen listrik dengan sumber tegangan listrik sehingga memiliki fungsi dan kegunaan tertentu. Rangkaian listrik terdiri dari alat listrik, konduktor (pengantar listrik), dan sumber listrik. Komponen-komponen listrik pada rangkaian listrik sederhana diantaranya:

1. Saklar: menyambungkan dan memutus arus listrik pada rangkaian listrik
2. Baterai: media penyimpan energi listrik dan dapat dijadikan sumber energi listrik
3. Kabel: media penghantar listrik (konduktor) biasanya terbuat dari tembaga
4. Lampu: bisa digantikan peralatan listrik lainnya sesuai kebutuhan. Lampu adalah alat yang merubah energi listrik menjadi cahaya

Jenis-jenis rangkaian listrik yaitu:

1. Rangkaian Seri
   Rangkaian seri adalah rangkaian alat-alat listrik yang disusun secara berurutan dan tidak bercabang. Pada rangkaian seri jika salah satu alat listrik dilepas atau rusak, maka arus listrik akan putus dan sumber listrik akan lebih cepat habis. Selain kekurangan tersebut, rangkaian seri memiliki keuntungan yaitu memerlukan sedikit kabel, lampu pada rangkaian seri menyala lebih terang, dan kuat arus pada beberapa lampu akan sama.
   
   Sumber gambar : padang,tribunnews.com
2. Rangkaian Paralel
   Rangkaian paralel adalah rangkaian alat-alat listrik yang dihubungkan berjajar dengan satu atau beberapa cabang. Rangkaian paralel adalah rangkaian yang sering digunakan di rumah-rumah. Ciri-ciri rangkaian paralel sebagai berikut:
   • Arus listrik mengalir melalui satu cabang atau lebih
   • Apabila salah satu alat listrik lepas atau rusak maka arus listrik tetap akan mengalir melalui cabang lain. Sehingga jika salah satu lampu di rumah kita mati/ rusak, lampu lain akan tetap menyala.

   Keuntungan rangkaian paralel sebagai berikut:

   • Lebih hemat listrik
   • Tegangan yang mengalir pada tiap bagian sama besar
   • Bila satu lampu mati/ rusak tidak akan mempengaruhi lampu yang lain

   Kelemahan rangkaian paralel sebagai berikut:

   • Lampu cahayanya lebih redup
   • Rangkaian listriknya lebih rumit
   • Memerlukan banyak kabel

   Rangkaian paralel pada lampu:
   
   Rangkaian paralel pada baterai:
   
   Sumber gambar : latihansoalonline.com

3. Rangkaian Campuran
   Rangkaian campuran adalah rangkaian gabungan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel. Kelemahan dan keuntungannya sama seperti pada rangkaian seri dan rangkaian paralel.
   
   Sumber gambar : osnipa.com

Konduktor Dan Isolator

Konduktor adalah benda-benda yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Konduktor sebagai penghantar listrik pada rangkaian listrik. Sedangkan isolator adalah benda-benda yang tidak dapat menghantarkan arus listrik dengan baik atau penghantar listrik yang buruk. Konduktor biasanya terbuat logam seperti tembaga, alumunium, seng, besi, dan lain-lain. Isolator biasanya terbuat dari bahan non logam seperti kayu, kertas, plastik, dan lain-lain. Selain itu yang termasuk isolator juga adalah udara dan air.

Sumber-Sumber Listrik

Sumber listrik merupakan alat-alat listrik yang dapat menghasilkan arus listrik atau energi listrik untuk berbagai keperluan. Terdapat beberapa sumber listrik, sebagai berikut:

Batu Baterei

Batu baterei atau baterei kering adalah sumber listrik yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Bagian-bagian pada baterei sebagai berikut:

• Batang karbon (katoda)
• Pasta elektrolit
• Pemisah
• Campuran karbon dan MnO₂
• Logam seng (anoda)
  Cara kerja baterei kering adalah batang karbon dijadikan kutub positif (anoda), seng (Zn) dijadikan kutub negatif (katoda), dan pasta sebagai elektrolit untuk memisahkan katoda dan anoda. Perbedaan tegangan antara kutub positif dan kutub negatif adalah 1,5 volt. Baterei kering  hanya untuk sekali pakai, apabila baterei sudah terpakai maka kekuatan listriknya akan semakin melemah dan akhirnya akan habis. Perubahan energi kimia menjadi energi listrik terjadi ketika baterei kering sedang dipakai.

Accumulator

Accumulator (aki) disebut juga dengan baterei basah. Seperti pada baterei kering, pada baterei basah juga terjadi rekasi kimia untuk menghasilkan energi listrik. Cara kerja accumulator adalah lempeng logam timbal dan timbal peroksida dicelupkan ke dalam larutan asam sulfat, kemudian lempeng logam timbal dan timbal peroksida bereaksi dengan asam sulfat. Dari reaksi kimia tersebut lempeng logam timbal menjadi kutub negatif dan lempeng logam peroksida menjadi kutub positif.

Perbedaan potensial antara kutub positif dan kutub negatif pada accumulator yaitu 2 volt, 4 volt, 6 volt, 8 volt, 10 volt, 12 volt, dan lain-lain.

Berbeda dengan batu baterei, energi listrik pada accumulator bisa diperbaharui ketika sudah habis dengan cara kutub positif accumulator dihubungkan dengan kutub positif dan kutub negatif accu dihubungkan dengan kutub negatif sumber listrik searah lainnya. Pada saat accumulator digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik, sedangkan pada saat penyetruman terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia.

Dinamo Dan Generator

Dinamo dan generator adalah sumber listrik yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik.

Sumber gambar : damaruta.com

Pada dinamo sepeda kumparan di tempatkan di tengah medan magnet U. Pada saat kepala dinamo berputar, kumparan akan ikut berputar. Perputaran kumparan dalam medan magnet tersebut akan menghasilkan energi listrik.

Sumber gambar : webstudi.site

Generator menghasilkan energi listrik lebih besar dibandingkan dengan dinamo. Generator besar digerakkan oleh kincir besar atau turbin. Turbin berputar dengan bantuan tenaga air dari bendungan/ dam.

Listrik yang dialirkan ke ke rumah-rumah dihasilkan oleh Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). PLTA menghasilkan tegangan listrik sebesar 10.000 – 20.000 volt. Untuk sampai ke rumah-rumah tegangan listrik akan diturunkan dengan menggunakan transformator atau trafo menjadi 110 – 220 volt. Terdapat dua jenis trafo, yaitu:

• Trafo step up: trafo yang dapat menaikkan tegangan listrik
• Trafo step down: trafo yang dapat menurunkan tegangan listrik

Manfaat Dan Bahaya Energi Listrik

Manfaat energi Listrik

Selain berasal dari PLTA, sumber listrik juga bisa diperoleh dari PLTD dan PLTU. Pemanfaatan energi listrik sangat luas dalam kehidupan manusia. Hal ini disebabkan dua alasan yaitu:

• Pengangkutan energi listrik sangat mudah

Dari pembangkit listrik, energi listrik diangkut dengan konduktor/ penghantar listrik menempuh jarak berpuluh-puluh, beratus-ratus, sampai beribu-ribu kilometer untuk mencapai rumah kita. Pengangkutan seperti ini sangat mudah, cepat, terus-menerus tanpa putus.

• Pemanfaatan energi listrik sangat mudah
  Beberapa contoh pemanfaatan energi listrik, diantaranya:
  • Energi listrik diubah menjadi energi panas/ kalor
    Contohnya setrika listrik. Dibandingkan setrika arang, setrika listrik lebih praktis untuk digunakan.
  • Energi listrik diubah menjadi energi gerak
    Contohnya kipas angin. Manusia mendapatkan kenyamanan dengan mudah dibandingkan menggunakan kipas yang digerakkan oleh tangan.
  • Energi listrik diubah menjadi energi cahaya
    Contohnya bola lampu dan lampu neon. Penggunaan lampu petromak atau lampu minyak sangat tidak praktis dibandingkan dengan menggunakan lampu listrik.

Bahaya Energi Listrik

Kelemahan penggunaan energi listrik adalah adanya hubungan singkat atau korsleting yang dapat mengakibatkan kebakaran. Korsleting terjadi karena arus listrik tidak mengalir melalui peralatan listrik sehingga energi listrik berubah menjadi energi panas oleh konduktor. Jika energi panas tersebut sangat besar akan menimbulkan kebakaran. Untuk menghindari hal tersebut maka digunakan sekering yang tersusun dari seutas kawat logam timah hitam yang dibungkus dengan porselen atau kaca sebagai isolator.

Penghematan Energi

Energi listrik adalah salah satu sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Sehingga harus dilakukan penghematan dan dicari alternatif sebagai pengganti energi listrik.  Beberapa cara untuk menghemat energi listrik yaitu:

1. Menggunakan lampu dengan daya rendah sesuai yang dibutuhkan
2. Mematikan lampu pada siang hari
3. Mematikan televisi, radio, atau peralatan elektronik lainnya ketika sedang tidak digunakan
4. Menghindari menghidupkan dan mematikan alat listrik yang berdaya tinggi seperti setrika
5. Menggunakan lampu hemat energi

Soal No.1

Rangkaian peralatan listrik yang disusun secara berurutan dan tidak memiliki cabang disebut …

1. Rangkaian seri
2. Rangkaian paralel
3. Rangkaian campuran
4. Rangkaian seri dan paralel

PEMBAHASAN :
Rangkaian seri adalah rangkaian alat-alat listrik yang disusun secara berurutan dan tidak bercabang. Pada rangkaian seri jika salah satu alat listrik dilepas atau rusak, maka arus listrik akan putus dan sumber listrik akan lebih cepat habis.
Jawaban A

Soal No.2

Sumber listrik jika dihubungkan dengan kabel akan menghasilkan arus listrik. Satuan untuk arus listrik adalah …

1. Volt
2. Ampere
3. Kwh
4. Watt

PEMBAHASAN :
Tabel Satuan Listrik:

Jawaban B

Soal No.3

Komponen listrik yang berfungsi menyambungkan dan memutus arus listrik adalah …

1. Baterai
2. Lampu
3. Kabel
4. Saklar

PEMBAHASAN :
Komponen-komponen listrik pada rangkaian listrik sederhana diantaranya:

1. Saklar: menyambungkan dan memutus arus listrik pada rangkaian listrik
2. Baterai: media penyimpan energi listrik dan dapat dijadikan sumber energi listrik
3. Kabel: media penghantar listrik (konduktor) biasanya terbuat dari tembaga
4. Lampu: bisa digantikan peralatan listrik lainnya sesuai kebutuhan. Lampu adalah alat yang merubah energi listrik menjadi cahaya

Jawaban D

Soal No.4

Korsleting pada rangkaian listrik dapat dicegah dengan menggunakan …

1. Sekering
2. Saklar
3. Baterai
4. Hambatan

PEMBAHASAN :
Korsleting terjadi karena arus listrik tidak mengalir melalui peralatan listrik sehingga energi listrik berubah menjadi energi panas oleh konduktor. Jika energi panas tersebut sangat besar akan menimbulkan kebakaran. Untuk menghindari hal tersebut maka digunakan sekering.
Jawaban A

Soal No.5

Alasan rangkaian listrik paralel digunakan di rumah-rumah, kecuali …

1. Lebih hemat listrik
2. Rangkaian listrik lebih rumit
3. Tegangan yang mengalir pada tiap bagian sama besar
4. Bila satu lampu mati/ rusak tidak akan mempengaruhi lampu yang lain

PEMBAHASAN :
Keuntungan rangkaian paralel sebagai berikut:

• Lebih hemat listrik
• Tegangan yang mengalir pada tiap bagian sama besar
• Bila satu lampu mati/ rusak tidak akan mempengaruhi lampu yang lain

Kelemahan rangkaian paralel sebagai berikut:

• Lampu cahayanya lebih redup
• Rangkaian listriknya lebih rumit
• Memerlukan banyak kabel

Jawaban B

Soal No.6

Tegangan listrik dapat diturunkan dan dinaikkan dengan menggunakan alat …

1. Saklar
2. Rangkaian listrik
3. Trafo
4. Generator

PEMBAHASAN :
Terdapat dua jenis trafo, yaitu:

• Trafo step up: trafo yang dapat menaikkan tegangan listrik
• Trafo step down: trafo yang dapat menurunkan tegangan listrik

Jawaban C

Soal No.7

Benda-benda yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik adalah …

1. Isolator
2. Konduktor
3. Trafo
4. Generator

PEMBAHASAN :
Konduktor adalah benda-benda yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Konduktor sebagai penghantar listrik pada rangkaian listrik. Sedangkan isolator adalah benda-benda yang tidak dapat menghantarkan arus listrik dengan baik atau penghantar listrik yang buruk.
Jawaban B

Soal No.8

Berikut ini jenis-jenis rangkaian listrik, kecuali …

PEMBAHASAN :
Jenis-jenis rangkaian listrik:

1. Rangkaian seri
2. Rangkaian paralel
3. Rangkaian campuran

Jawaban D

Soal No.9

Alat pengukur arus listrik adalah …

PEMBAHASAN 

Jawaban A

Soal No.10

Sumber listrik yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik adalah …

1. Baterai
2. Accu
3. Dinamo
4. Trafo

PEMBAHASAN :
Dinamo dan generator adalah sumber listrik yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik.
Jawaban C