Aksi Pembangkitan Panas Oleh Arus Listrik

Apabila arus listrik mengalir pada suatu penghantar atau beban kelistrikan maka salah satu akibat yang ditimbulkan karena adanya aliran arus listrik tersebut adalah timbulnya panas.

Timbulnya panas ini disebut dengan aksi pembangkitan panas oleh listrik. Contoh komponen pada kendaraan mobil yang memanfaatkan listrik untuk membangkitkan panas adalah cigarette lighter (pemantik rokok), ketika arus listrik mengalir pada cigarette lighter maka kabel nichrome pada cigarette lighter akan menjadi panas dan berubah menjadi warna merah.

Besarnya energi listrik yang diserap dapat dihitung dengan satuan Joule (disimbolkan dengna huruf J), dimana nilai 1 Joule sama dengan 1 Watt detik.

Sehingga 1 Joule merupakan energi listrik yang dihasilkan oleh arus listrik yang mengalir pada hambatan (resistance) 1 Ω selama 1 detik, atau juga dapat diartikan bahwa daya listrik dengan kapasitas 1 Watt akan menghasilkan energi 1 Joule selama 1 detik bekerja.

Apabila energi listrik diubah sepenuhnya menjadi energi panas maka energi listrik 1 Joule kira-kira akan menghasilkan panas sebesar 0,24 kalori.

Maka besarnya energi panas yang dihasilkan oleh energi listrik dapat dihitung dengan rumus :

H = 0,24 x W

H = 0,24 x P x t

H = 0,24 x V x I x t

H = 0,24 x I² x R x t

H = 0,24 x (V² / R) x t

Rumus di atas sering disebut dengan hukum Joule, sehingga panas yang dihasilkan ketika adanya aliran arus listrik disebut dengan panas Joule.

Contoh 1.

Berapakah panas yang dihasilkan oleh lampu dengan daya 50 W dengan tegangan baterai yang digunakan sebesar 12 V dan lampu tersebut menyala dalam waktu 10 menit.

Diketahui :

P = 50 Watt

V = 12 Volt

t = 10 menit = 600 detik

Ditanya : H = ?

Jawab :

H = 0,24 x P x t

H = 0,24 x 50 x 600

H = 7200 cal

Contoh 2.

Berapakah panas yang dihasilkan oleh lampu apabila tahanan dalam lampu tersebut adalah 3 Ω dengan tegangan baterai yang digunakan sebesar 12 V dan lampu tersebut menyala dalam waktu 2 menit.

Diketahui :

V = 12 Volt

R = 3 Ω

t = 2 menit = 120 detik

Ditanya : H = ?

Jawab :

H = 0,24 x (V² / R) x t

H = 0,24 x (12² / 3) x 120

H = 0,24 x (144 / 3 ) x 120

H = 1382,4 cal

Contoh 3.

Berapakah panas yang dihasilkan oleh lampu apabila diketahui energi listrik yang digunakan untuk menyalakan lampu tersebut sebesar 1000 Joule.

Diketahui :

W = 1000 J

Ditanya : H = ?

Jawab :

H = 0,24 x W

H = 0,24 x 1000 J

H = 240 cal

Contoh 4.

Apabila diketahui panas yang dihasilkan oleh lampu yang menyala dalam waktu 1 menit adalah 518,4 kalori dengan tegangan baterai yang digunakan adalah 12 Volt, maka berapa jumlah arus yang mengalir ke lampu tersebut?

Diketahui :

H = 518,4 cal

t = 1 menit = 60 detik

V = 12 V

Ditanya : I = ?

Jawab :

H = 0,24 x V x I x t

518,4  = 0,24 x 12 x I x 60

I = 518,4 : (0,24 x 12 x 60)

I = 518,4 : 172,8

I = 3 Ampere