Dokumen tersebut membahas tentang energi listrik, termasuk definisi, rumus, dan berbagai bentuk energi lain seperti energi panas, kinetik, kimia, dan alternatif. Dokumen ini juga menjelaskan konsep daya listrik satu dan tiga fase serta faktor daya.

1. Energi Listrik
Simon Patabang, ST., MT.
Jurusan Teknik Elektro
Universitas Atma Jaya Makassar

2. Pengertian Energi
• Energi adalah kemampuan untuk melakukan
usaha/kerja.
• Energi listrik adalah energi yang diperlukan untuk
memindahkan muatan dari titik yang berpotensial
tinggi ke titik yang berpotensial rendah.tinggi ke titik yang berpotensial rendah.
• Besar energi untuk memindahkan muatan tersebut
sama dengan perkalian antara muatan dengan
beda potensial antara ke dua titik.
W = q V

3. Dalam rangkaian listrik, besarnya energi listrik dirumuskan
sebagai :
W = V I t
dimana :
W = energi listrik (J)
V = beda potensial(V)
I = kuat arus (A)
t = waktu (s)
• Dalam satuan SI energi dinyatakan dalam joule (J). Satuan
energi lainnya adalah kalori (kal).
• Hubungan antara kalori dan joule, yaitu:
1 kalori = 4,18 joule
1 joule = 0,24 kalori

4. Bentuk-Bentuk Energi
• Energi yang paling besar adalah energi matahari.
• Energi matahari dapat diubah menjadi energi panas.
• Energi panas dari sinar matahari dapat menghasilkan
energi-energi yang lain sehingga bermanfaat bagi
manusia dan mahkluk hidup lainnya seperti energi kimia,manusia dan mahkluk hidup lainnya seperti energi kimia,
energi listrik, energi bunyi, dan energi gerak.

5. 1. Energi Cahaya
• Energi cahaya adalah energi yang dihasilkan oleh
gelombang elektro magnetic.
• Matahari merupakan salah satu sumber energi cahaya
yang paling besar.
• Energi cahaya dapat juga diperoleh dari benda-bendaEnergi cahaya dapat juga diperoleh dari benda-benda
yang dapat memancarkan cahaya, misalnya api dan
lampu.
• Energi cahaya biasanya disertai bentuk energi lain seperti
energi kalor (panas).
• Energi cahaya matahari dapat diubah menjadi energi
listrik dengan menggunakan sel surya.

6. 2. Energi Panas
• Sumber utama energi panas berasal dari sinar matahari.
• Sumber lain energi panas adalah hasil perubahan dari
energi lain, seperti energi listrik, energi gerak, dan energienergi lain, seperti energi listrik, energi gerak, dan energi
kimia.
• Energi Panas sinar matahari sangat bermanfaat bagi
makhluk hidup untuk berkembang biak dan hidup, dan
juga untuk membantu kegiatan manusia.

7. 3. Energi Listrik
• Energi listrik adalah energi yang berasal dari arus listrik.
• Arus listrik adalah energi yang dipindahkan dalam bentuk
aliran muatan listrik melalui kawat logam konduktor.
Energi listrik merupakan hasil perubahan dari energi lain.• Energi listrik merupakan hasil perubahan dari energi lain.
Misalnya energi matahari, energi gerak, energi uap,
energi potensial air, energi kimia gas alam.
• Energi listrik dapat diubah menjadi energi gerak, energi
cahaya, energi bunyi, energi panas, dll.

8. 4. Energi Kimia
• Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam
persenyawaan kimia. Energi kimia berasal dari energi
matahari.
• Energi cahaya matahari sangat diperlukan untuk proses
fotosintesis pada tumbuhan sehingga mengandung
energi kimia.
Tumbuhan dimakan oleh manusia dan hewan sehingga di• Tumbuhan dimakan oleh manusia dan hewan sehingga di
dalam tubuh mereka terdapat energi kimia yang
bermanfaat bagi tubuh manusia dan hewan.
• Energi kimia pada tumbuhan dan hewan yang mati
milyaran tahun lalu yang menghasilkan minyak bumi.
Energi kimia pada minyak bumi bermanfaat untuk bahan
bakar kendaraan, alat-alat pabrik, ataupun kegiatan
memasak.

9. 5. Energi Gelombang
• Energi gelombang adalah jenis energi yang bisa diperoleh
dengan memanfaatkan gelombang laut.
Penggunaan energi gelombang selain memasok listrik,• Penggunaan energi gelombang selain memasok listrik,
juga mampu mendorong pertumbuhan kehidupan laut.

10. 6. Energi Nuklir
• Energi nuklir adalah energi yang dihasilkan oleh bahan-
bahan radioaktif.
• Energi ini dihasilkan dari inti atom yang membelah atau dua
inti atom yang bergabung. Penggabungan atau pembelahan
inti atom akan melepaskan energi yang sangat besarinti atom akan melepaskan energi yang sangat besar
sebagai hasil perubahan di dalam inti atom.
• Energi yang ditimbulkan dalam reaksi nuklir sangat besar,
oleh karena itu energi nuklir dapat digunakan sebagai
pembangkit listrik.

11. 7. Energi Bunyi
• Energi bunyi adalah energi yang ditimbulkan oleh benda
yang mengeluarkan bunyi.
• Bunyi dihasilkan dari getaran. Bunyi kuat dihasilkan dari
getaran yang kuat.getaran yang kuat.
• Contoh bunyi yang kuat adalah halilintar, petasan dan
bom. Bunyi yang kuat menghasilkan energi yang besar.

12. 8. Enegi Potensial
• Energi potensial merupakan suatu energi tersimpan yang dimiliki
oleh suatu benda karena posisi (kedudukan) terhadap suatu
acuan.
• Sebagai contoh yaitu batu yang kita angkat pada ketinggian
tertentu memiliki energi potensial apabila batu kita lepas
maka batu tersebut akan melakukan kerja yaitu bergerak ke
bawah atau jatuh. Jika batu tersebut mengenai tanah yang
maka batu tersebut akan melakukan kerja yaitu bergerak ke
bawah atau jatuh. Jika batu tersebut mengenai tanah yang
lembek, maka batu yang jatuh tadi akan menyebabkan
terjadinya lubang pada tanah.
• Artinya bahwa energi potensial suatu benda dipengaruhi oleh
massa benda, percepatan dari gaya gravitasi bumi, dan
ketinggian dari suatu benda yang bersangkutan.
Ep = mgh

13. 9. Energi Kinetik
• Energi kinetik merupakan suatu energi yang dimiliki oleh
suatu benda yang dipengeruhi oleh gerakan aktif dari
suatu benda yang bersangkutan.
• Besarnya suatu energi kinetik dipengaruhi oleh massa
suatu benda dan kecepatan dari suatu benda yang
bersangkutan.bersangkutan.
• Semakin besar massa dari benda yang bersangkutan,
maka energi kinetiknya juga akan semakin besar, begitu
pula semakin cepat laju/kecepatan dari suatu benda,
energi kinetik yang dihasilkan juga akan semakin besar.
Ek = ½ mv²

14. Perubahan Bentuk Energi
• Hukum kekekalan energi menyatakan : “Energi tidak
dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan,
tetapi energi dapat diubah bentuknya dari bentuk
yang satu menjadi bentuk energi yang lain.”
• Pada umumnya, manfaat energi akan terlihat setelah
berubah bentuk menjadi energi yang lain.

15. Contoh :
a. Energi listrik menjadi energi kalor
contoh: setrika listrik, kompor listrik, dan magic com.
b. Energi listrik menjadi energi cahaya
contoh: lampu neon (TL) dan lampu pijar.
c. Energi kimia menjadi energi listrikc. Energi kimia menjadi energi listrik
contoh: aki dan batu baterai.
d. Energi listrik menjadi energi gerak
contoh: kipas angin dan motor listrik.
e. Energi gerak menjadi energi kalor
contoh: dua telapak tangan yang digesek-gesekan.

16. Energi Alternatif
• Energi alternatif adalah energi yang dapat diperbaharui
untuk menggantikan energi yang tidak dapat
diperbaharui dan mudah didapat.
• Contoh sumber energi alternatif adalah sebagai berikut :
Air, matahari, biogas, nuklir,biomassa, panas bumi
(geothermal)

17. 1. Air
• Air sungai dapat dibendung dan memanfaatkan gerakan
air bagian bawah dam dimana terdapat lubang-lubang
saluran air.
• Pada lubang-lubang tersebut terdapat turbin yang
berfungsi mengubah energi kinetik dari gerakan air
menjadi energi mekanik yang dapat menggerakan
generator listrik.

18. 2. Matahari
• Cahaya atau sinar matahari dapat dikonversi menjadi
listrik dengan menggunakan teknologi sel surya atau
fotovoltaik.
• Potensi energi surya di Indonesia sangat besar yakni
sekitar 4,8 KWh/m2 atau setara dengan 112.000 GWp,sekitar 4,8 KWh/m2 atau setara dengan 112.000 GWp,
namun yang sudah dimanfaatkan baru sekitar 10 MWp.
• Saat ini pemerintah telah mengeluarkan roadmap
pemanfaatan energi surya yang menargetkan kapasitas
PLTS terpasang hingga tahun 2025 adalah sebesar 0.87
GW atau sekitar 50 MWp/tahun.

19. 3. Angin
• Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengkonversikan
energi angin menjadi energi listrik dengan
menggunakan turbin angin atau kincir angin.
• Cara kerjanya cukup sederhana, energi angin yang
memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar
rotor pada generator di bagian belakang turbin
angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik.

20. 4. Biogas
• Gas methan terbentuk karena proses fermentasi secara
anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri methan atau
disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas yang
mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung
bahan organik sehingga terbentuk gas methan (CH4)bahan organik sehingga terbentuk gas methan (CH4)
yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas.
• Biogas dapat dihasilkan dari kotoran hewan yang diolah
secara kimiawi.

21. 5. Biomassa
• Pemanfaatan limbah sampah tidak hanya dapat
dilakukan dengan cara mendaur-ulang sampah
tersebut menjadi barang kerajinan ataupun
barang jadi lainnya.barang jadi lainnya.
• Melainkan dapat pula dengan memanfaatkannya
untuk membuat bahan bakar dan juga sebagai
sumber pembangkit listrik dengan memanfaatkan
energi biomassa itu sendiri.

22. 6. Nuklir
• Energi nuklir sebagai salah sumber energi,
membutuhkan tingkat keselamatan yang tinggi.
Dari pengalaman pemanfaatan energi nuklir, upaya• Dari pengalaman pemanfaatan energi nuklir, upaya
peningkatan standar keselamatan operasional
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir akan tetap menjadi
prioritas utama guna menjaga keselamatan
lingkungan dan manusia.

23. Manfaat energi listrik
• Manfaat energi listrik bagi kehidupan manusia sehari-
hari sangatlah banyak sehingga kehidupan manusia
sudah sangat bergantung pada energi listrik.
• Ketika terjadi pemadaman listrik, maka banyak sekali
kerugian yang dialami. Pengusaha dan masyarakat
Ketika terjadi pemadaman listrik, maka banyak sekali
kerugian yang dialami. Pengusaha dan masyarakat
banyak mengalami kendala karena pemadaman
tersebut.
• Manfaat utama energi listrik bagi manusia adalah
sebagai penerangan dan untuk menghidupkan
berbagai peralatan elektronik tangga dan kantor.

24. Daya Listrik Arus Searah
Rumus Dasar para rangkaian arus searah :

25. Daya Listrik Arus Bolak-Balik
Daya listrik arus bolak balik (AC) terdiri dari 3 jenis daya
listrik yaitu :
1. Daya Semu (S) satuan VA
2. Daya Aktif (P) satuan Watt
3. Daya Reaktif. (Q) satuan VAr

26. • Daya Aktif adalah daya yang digunakan untuk
menggerakkan alat listrik agar dapat bekerja. Daya inilah
yang dikonversikan menjadi energi tenaga (mekanik),
cahaya atau panas. Satuan daya aktif adalah Watt.
• Daya Reaktif adalah daya yang digunakan untuk
menggerakkan alat listrik yang menggunakan kumparan
atau lilitan sehingga terjadi pembangkitan fluks magnetik
atau medan magnet. Satuannya adalah VAR.
atau lilitan sehingga terjadi pembangkitan fluks magnetik
atau medan magnet. Satuannya adalah VAR.
Misalnya motor listrik, pompa air, trafo, ballast lampu yang
konvensional dan peralatan listrik lain yang menggunakan
proses induksi listrik lilitan untuk operasinya.
• Daya Nyata dengan satuan VA adalah total daya dari
penjumlahan daya aktif dan reaktif dalam segitiga daya.

27. Segitiga Daya
Hubungan antara ketiga jenis daya ini digambarkan dalam
segitiga daya.

28. Daya Listrik 1 Phase
Rumus daya listrik 1 phase
The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again.

29. Daya Listrik 3 Phase
Daya listrik 3 phase

30. Faktor Daya
• Cos ϕ adalah perbandingan antara daya aktif
(P) dan daya nyata (S) dan dikenal dengan
faktor daya listrik (PF : Power Factor).
• Nilai Cos ϕ yang digunakan PLN adalah• Nilai Cos ϕ yang digunakan PLN adalah
sebesar 0.8.

31. Daya Terpasang
• Daya nyata digunakan untuk perhitungan besarnya daya
listrik terpasang dari PLN di rumah pelanggan.
• Hal ini karena PLN hanya memasang MCB sebagai
pembatas daya listrik pada kWh-meter.
• Misalnya pada suatu rumah dipasang MCB 6A dengan• Misalnya pada suatu rumah dipasang MCB 6A dengan
tegangan 220V maka daya terpasang pelanggan tersebut
adalah 6A x 220V = 1320VA atau dibulatkan 1300VA.
• Daya listrik terpasang PLN yang lainnya (yang paling
umum) adalah 450VA, 900VA, 2200VA, 3500VA,
4400VA

32. • Daya aktif (P) digunakan untuk mengetahui
berapa daya listrik yang bisa digunakan untuk
peralatan listrik oleh konsumen.
• Bila daya terpasang maka daya aktif dapat
dihitung.
Misalnya : dengan Cos ϕ sebesar 0.8 dan daya
terpasang 1300VA, maka daya aktifnya (P)
sebesar 6A x 220V x 0.8 = 1056 Watt.

33. Apa artinya 1300VA dan 1056Watt?
• Setiap peralatan listrik di rumah sebenarnya hanya
mencantumkan nilai daya listrik dalam Watt. yang
merupakan daya aktif. contohnya mesin jetpump
150Watt, lampu TL 20Watt, dan lain-lain.
• Bila semua peralatan listrik tersebut dipakai, maka
total maksimum daya yang mampu disediakan hanya
1056Watt (bila rumah tersebut berlangganan listrik
1300VA).

34. Daya Reaktif
• Daya reaktif selalu ada dalam penggunaan daya listrik.
• Misalnya daya nyata 1300 VA dan daya aktif 1056 Watt,
maka terdapat daya reaktif (Q).
Perhitungan secara trigometri, dengan faktor daya sebesar
0,8 akan menghasilkan nilai0,8 akan menghasilkan nilai
Q = P. sin ϕ VAR
Q = 792 VAR.
Daya reaktif ini digunakan untuk pembangkitan medan
magnet pada peralatan listrik yang bersifat induksi seperti
mesin air, kipas angin, ballast lampu, AC dll.

35. • Bagi pelanggan perumahan, PLN hanya menghitung
penggunaan daya aktif (watt). Karena itu alat
pengukurnya disebut kWh-meter (kiloWatt Hour
meter).
Besarnya daya reaktif tidak dihitung karena faktor
daya untuk listrik perumahan masih ditoleransidaya untuk listrik perumahan masih ditoleransi
dalam angka 0.8.
• Bagi pelanggan industry, PLN menghitung besarnya
pemakaian daya reaktif dimana terpasang alat ukur
kVARh-meter (Kilo-VAR hour meter).

36. Menghitung Kebutuhan Daya
• Misalkan kita mempunyai peralatan listrik dengan total
daya 1200Watt, maka besarnya daya listrik PLN tidak
akan cukup dengan 1300VA (rating MCB 6A).
• Dengan faktor daya 0.8 maka akan didapat daya nyata
sebesar 1200/0.8 = 1500VA. Sehingga daya listrik PLNsebesar 1200/0.8 = 1500VA. Sehingga daya listrik PLN
yang terdekat adalah 2200VA (sesuai dengan rating MCB-
nya yaitu 10A).
• Dari angka 2200VA maka selanjutnya kita bisa
menentukan besarnya kapasitas instalasi listrik, terutama
kabel listrik, minimal adalah 10A.

37. • Jadi satuan Watt lebih digunakan untuk menghitung
besarnya penggunaan daya listrik pada peralatan dan
satuan VA digunakan untuk menghitung kapasitas
terpasang instalasi listrik, mulai dari MCB dan
penghantarnya.penghantarnya.

38. Sekian