Daya: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k r2.7.1) (bot Menambah: pms:Potensa (fìsica) |
→Daya listrik: + gambar Faraday disk generator Tag: Suntingan visualeditor-wikitext |
||
| (30 revisi perantara oleh 17 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{untuk|kegunaan lainnya|Daya (disambiguasi)}}
{{Infobox physical quantity
| name = Daya
| unit = [[watt]]
| symbols = {{mvar|P}}
| baseunits = [[kilogram|kg]]⋅[[meter|m]]{{sup|2}}⋅[[detik|s]]{{sup|−3}}
| derivations =
{{ublist
| {{math|1=''P'' = [[Energi|''E'']]/[[Waktu|''t'']]}}
| {{math|1=''P'' = [[Gaya (fisika)|''F'']]·[[Kecepatan|''v'']]}}
| {{math|1=''P'' = [[tegangan listrik|''V'']]·[[Arus listrik|''I'']] }}
}}
}}
{{Mekanika klasik|cTopic=dasar}}
'''Daya''' merupakan jumlah [[Usaha (fisika)|usaha]] yang dilakukan tiap satu satuan waktu.<ref>{{Cite book|last=Listiana, dkk.|first=|date=2009|url=http://repositori.uin-alauddin.ac.id/15457/1/Ilmu%20Pengetahuan%20Alam%202.pdf|title=Ilmu Pengetahuan Alam 2|location=Surabaya|publisher=Amanah Pustaka Surabaya|isbn=978-602-8542-06-7|pages=26|url-status=live}}</ref> Satuan yang digunakan untuk menyatakan daya yaitu [[Joule]] per [[detik]] atau [[Watt]].<ref>{{Cite book|last=Aswardi dan Yanto, D. T. P.|date=2019|url=https://drive.google.com/file/d/1Fsv-wf1psn-nsX9CaTr0C0W_5pfA5jZR/view|title=Mesin Arus Searah|location=Purwokerto|publisher=CV IRDH|isbn=978-623-7343-12-7|pages=7|url-status=live}}</ref> Penamaan ini untuk menghormati [[James Watt]], penemu [[mesin uap]] abad ke-18 Masehi. Daya adalah besaran [[skalar]]. Dalam [[fisika]], daya adalah [[kecepatan]] dalam melakukan [[kerja (fisika)|kerja]]. Daya sama dengan jumlah [[energi]] yang diperlukan per satuan [[waktu]].
[[Integral]] daya terhadap waktu mendefinisikan kerja yang dilakukan. Karena integral tergantung lintasan dari [[gaya]] dan [[torsi]], maka perhitungan kerja [[sistem nonholomik|tergantung lintasan]].
Sebagai konsep fisika dasar, daya membutuhkan perubahan pada benda dan waktu yang spesifik ketika perubahan muncul. Hal ini berbeda dengan konsep kerja, yang hanya mengukur perubahan kondisi benda. Misal, kerja yang dilakukan seseorang adalah sama ketika mengangkat beban ke atas tidak peduli ia lari atau berjalan, namun dibutuhkan daya lebih besar untuk berlari karena kerja dilakukan pada waktu yang lebih singkat.
Daya keluaran motor listrik adalah hasil perkalian antara [[torsi]] yang dihasilkan motor dengan [[kecepatan sudut]] dari tangkai keluarannya. Daya pada kendaraan bergerak adalah hasil kali gaya traksi roda dengan kecepatan kendaraan. Kecepatan di mana bohlam lampu mengubah energi listrik menjadi [[cahaya]] dan [[panas]] diukur dalam watt—semakin tinggi nilainya, maka dibutuhkan energi listrik per satuan waktu yang makin banyak.<ref>{{Cite book|chapter= 6. Power|authors= Halliday and Resnick|title=Fundamentals of Physics|year= 1974}}</ref><ref>Chapter 13, § 3, pp 13-2,3 ''[[The Feynman Lectures on Physics]]'' Volume I, 1963</ref>
== Satuan ==
[[Berkas:Ansel Adams - National Archives 79-AAB-02.jpg|ka|jmpl|alt=Ansel Adams photograph of electrical wires of the Boulder Dam Power Units|Foto [[Ansel Adams]] tentang kawat listrik di Pembangkit Listrik Boulder Dam, 1941–1942]]
Dimensi dari daya adalah energi dibagi waktu. [[Sistem Satuan Internasional|Satuan SI]] daya adalah [[watt]] (W), yaitu satu [[joule]] per detik. Satuan daya lainnya adalah [[erg]] per detik (erg/s), [[daya kuda]] (hp), [[daya kuda#PS|daya kuda metrik]] (Pferdestärke (PS) atau cheval vapeur (CV)), dan [[foot-pound force|foot-pounds]] per menit. Satu daya kuda sama dengan 33.000 foot-pounds per menit, atau daya yang dibutuhkan untuk mengangkat beban 550 [[Pound (massa)|pound]] sejauh 1 kaki dalam 1 detik, sama dengan 746 watt. Satuan daya lainnya adalah [[dBm]], pengukuran logaritmik relatif dengan acuan 1 milliwatt; [[kalori]] makanan per jam (disebut [[kilokalori]] per jam); [[Btu]] per jam (Btu/h); dan [[ton refrigerasi]] (12.000 Btu/jam).
== Sumber ==
Daya listrik dapat dibuat dari pengubahan daya kerja selama proses [[induksi elektromagnetik]] berlangsung di dalam kumparan magnet. Tegangan induksi pada batang penghantar yang berada di dalam suatu medan magnet akan menghasilkan arus induksi dengan nilai tertentu. Tegangan dan arus induksi ini menghasilkan daya dalam satuan Joule yang sama dengan daya yang dibebaskan ke dalam konduktor. Daya dalam satuan Joule ini dihasilkan sebagai akibat adanya kerja mekanik yang berasal dari proses menggerakkan batang penghantar. Sedangkan pada batang penghantar terdapat gaya yang bergerak secara berlawanan arah, sehingga daya mekanik berubah menjadi daya listrik.<ref>{{Cite book|last=Gertshen, C., Kneser, H.O., dan Vogel, H.|first=|date=1996|url=https://core.ac.uk/download/pdf/227146408.pdf|title=Fisika: Listrik Magnet dan Optik|location=Jakarta|publisher=Pusat Pembinaan dan Pengembangan Bahasa|isbn=979-459-693-0|pages=131|url-status=live}}</ref>
== Penyaluran ==
Penyaluran daya listrik melalui [[kabel]] selalu menghasilkan rugi-rugi daya. Pengurangan rugi-rugi daya dilakukan dengan memperkecil nilai hambatan listrik di dalam kabel. Nilai hambatan dapat dikurangi dengan menggunakan bahan listrik dengan hambatan jenis yang kecil, seperti [[tembaga]] atau [[aluminium]]. Hambatan jenis suatu bahan listrik merupakan suatu ketetapan yang tidak dapat diubah, sehingga pengurangan nilai hambatan listrik hanya dapat mencapai nilai minimum tertentu. Penurunan nilai dapat dilakukan lagi dengan melakukan [[rekayasa]] bahan listrik. Cara pertama untuk merekayasa bahan agar hambatan listriknya sangat kecil ialah melakukan pencampuran bahan-bahan listrik sehingga ditemukan hambatan yang lebih kecil dari bahan listrik yang ada di alam. Cara kedua ialah menggunakan kabel dengan luas penampang lebih besar. Hambatan listrik akan semakin kecil jika luas penampang semakin besar. Cara kedua tidak dapat diterapkan secara efektif pada pekerjaan teknis kelistrikan karena penampang besar bersifat kaku dan sulit dibengkokkan. Sifat ini mengakibatkan kesulitan dalam penyambungan. Cara yang paling umum digunakan dalam penyaluran daya listrik ialah dengan membuat kabel dalam bentuk serabut. Kabel serabut terdiri dari serabut-serabut dengan luas penampang kecil. Hambatan kabel menjadi kecil karena jumlah serabut banyak sehingga luas penampang total seluruh serabut menjadi besar. Selain itu, kabel serabut masih mudah untuk digulung atau dililit.<ref>{{Cite book|last=Abdullah|first=Mikrajuddin|date=2017|url=https://firmanlaurensius.files.wordpress.com/2017/05/fisika-dasar-ii-mikrajuddin-abdullah-mei-2017.pdf|title=Fisika Dasar II|location=Bandung|publisher=Institut Teknologi Bandung|isbn=|pages=258|url-status=live}}</ref>
== Daya mekanik ==
[[Berkas:Imperial Horsepower.svg|jmpl|[[Ilustrasi]] dari [[daya kuda]] seperti yang dikemukakan oleh [[James Watt]] pada akhir abad ke-18.]]
Daya pada sistem mekanik adalah kombinasi gaya dan perpindahan. Daya merupakan perkalian antara gaya pada objek dengan kecepatan objek, atau perkalian torsi pada ''shaft'' dengan kecepatan sudut ''shaft''.
Daya mekanik juga merupakan turunan kerja terhadap waktu. Dalam [[mekanika]], [[kerja mekanik]] yang dilakukan oleh gaya '''F''' pada objek yang bergerak sepanjang kurva ''C'' dinyatakan oleh [[integral garis]]:
: <math>W_C = \int_{C}\mathbf{F}\cdot \mathbf{v}\,\mathrm{d}t =\int_{C} \mathbf{F} \cdot \mathrm{d}\mathbf{x},</math>
dengan '''x''' mendefinisikan jalur ''C'' dan '''v''' adalah kecepatan gerak.
Daya pada titik manapun sepanjang kurva ''C'' adalah turunan waktu
:<math>P(t) = \frac{\mathrm{d}W}{\mathrm{d}t}=\mathbf{F}\cdot \mathbf{v}=-\frac{\mathrm{d}U}{\mathrm{d}t}.</math>
Pada satu dimensi, dapat disederhanakan menjadi:
:<math>P(t) = F\cdot v.</math>
Pada benda berotasi, daya adalah hasil perkalian [[torsi]] <var>τ</var> dan [[kecepatan sudut]] <var>ω</var>,
:<math>P(t) = \boldsymbol{\tau} \cdot \boldsymbol{\omega}, \,</math>
dengan '''ω''' diukur dalam radian per detik.<math> \cdot </math> melambangkan [[perkalian skalar]].
Pada sistem tenaga fluida seperti aktuator hidraulis, daya dinyatakan dengan
:<math> P(t) = pQ, \!</math>
dengan ''p'' adalah [[tekanan]] dalam [[pascal (satuan)|pascal]], atau N/m<sup>2</sup> dan ''Q'' adalah [[kecepatan alir volumetrik]] dalam m<sup>3</sup>/s (satuan SI).
== Daya listrik ==
{{main|Daya listrik}}
[[Berkas:Faraday disk - National Museum of Nature and Science, Tokyo - DSC07366.JPG|jmpl|Cakram faraday, generator daya listrik yang ditemukan oleh [[Michael Faraday]]]]
Dalam [[Sistem Satuan Internasional]], daya listrik dinyatakan dengan satuan [[Watt]] (W). Daya listrik juga dapat dinyatakan dalam satuan [[Joule]]/detik (J/s). Pada beberapa penerapan praktis, daya listrik dinyatakan dalam kiloWatt (kW) atau MegaWatt (MW).<ref>{{Cite book|last=Ponto|first=Hantje|date=2018|url=http://repository.unima.ac.id:8080/jspui/bitstream/123456789/621/1/FT%20PONTO%20KI%201%20BUKU%20REFERENSI%20Dasar%20Teknik%20Listrik.pdf|title=Dasar Teknik Listrik|location=Yogyakarta|publisher=DEEPUBLISH|isbn=978-623-7022-93-0|pages=232|url-status=live}}</ref>
Daya listrik ''P'' yang dihasilkan komponen sama dengan
:<math>
P(t) = I(t) \cdot V(t) \,
</math>
di mana
:''P''(''t'') adalah daya, diukur dalam [[watt]] ([[joule]] per [[detik]])
:''V''(''t'') adalah [[perbedaan potensial]] sepanjang komponen, diukur dalam [[volt]]
:''I''(''t'') adalah [[arus listrik]], diukur dalam [[ampere]]
Jika komponen adalah [[resistor]] dengan rasio [[tegangan]] terhadap [[arus listrik|arus]] dengan waktu tetap, maka:
:<math>
P=I \cdot V = I^2 \cdot R = \frac{V^2}{R} \,
</math>
di mana
:<math>
R = \frac{V}{I} \,
</math>
adalah [[hambatan listrik|hambatan]], diukur dalam [[ohm]].
== Referensi ==
{{reflist}}
[[Kategori:Konsep fisika dasar]]
Baris 36 ⟶ 91:
[[Kategori:Persamaan matematika]]
[[Kategori:Persamaan]]
| |||