PENGENALAN Bab ini terbahagi kepada 3 bahagian iaitu litar sesiri, litar selari

dan litar sesiri-selari yang menggunakan Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff.

Hukum Ohm ialah hukum yang paling asas dan penting dalam teori elektrik. Dengan menggunakan Hukum Ohm, kita dapat menentukan nilai rintangan, arus voltan dan kuasa dalam sesuatu litar AT.

Manakala Hukum Kirchoff pula merupakan satu daripada kaedah yang digunakan untuk menghitung kuantiti elektrik. Arus dan voltan dapat ditentukan daripada persamaan yang diterbitkan.

10.1 CIRI-CIRI DALAM LITAR SESIRI

Dalam litar sesiri, nilai rintangan, arus, voltan dan kuasa mempunyai ciri-ciri tertentu bagi membezakannya dengan litar selari.

Rajah 10.1 Litar sesiri

10.1.1 Ciri-ciri rintangan dalam litar sesiri Merujuk kepada Rajah 10.1, jumlah rintangan adalah hasil

tambah bagi semua perintang yang terdapat di dalam litar tersebut.

Oleh yang demikian :

10.1.2 Ciri-ciri voltan dalam litar sesiriRJ = R1 + R2 + R3 + .....

Merujuk kepada Rajah 10.1, nilai beza upaya, V merentasi setiap perintang bergantung kepada rintangan masing-masing.

VJ = bezaupaya dalam litarV1 = bezaupaya yang merintangi R1V2 = bezaupaya yang merintangi R2V3 = bezaupaya yang merintangi R3

Oleh yang demikian :

10.1.3 Ciri-ciri arus dalam litar sesiri

Merujuk kepada Rajah 10.1, litar sesiri mempunyai satu laluan arus sahaja dan nilai arus yang mengalir melalui semua perintang dalam litar adalah sama,

IJ = arus yang mengalir dari punca voltanI1 = arus yang mengalir melalui R1I2 = arus yang mengalir melalui R2I3 = arus yang mengalir melalui R3

Oleh yang demikian :

Contoh 10-1 :

Rajah 10.2Cari jumlah rintangan, RJ bagi rajah 10.2 .Penyelesaian :

RJ = R1 + R2 + R3

= 10 + 10 + 10 = 30

10.2 HUKUM OHM

VJ = V1 + V2 + V3 + .....

IJ = I1 = I2 = I3

Satu ohm ditakrifkan sebagai rintangan yang membenarkan satu ampere arus (1 A) untuk mengalir bila voltan satu volt (1 V) dibekalkan merentanginya.

Hubungan ini dirumuskan oleh seorang ahli sains bernama George Simon Ohm dan dinamakan Hukum Ohm.

Hukum Ohm menyatakan bahawa pengaliran arus di dalam sesuatu litar elektrik adalah berkadar terus dengan voltan tetapi berkadar songsang dengan rintangan.

Rajah 10.3 Graf arus berkadar terus dengan voltan

Untuk memudahkan kita mengingat formula Hukum Ohm ini, cuba fahami gambarajah dibawah.

Arus berkadar terus dengan voltan

Arus berkadar songsang dengan rintangan

I V

I 1/R

Rintangan tetap, Arus meningkat jika voltan meningkatArus menurun jika voltan menurun

Voltan tetap, Arus meningkat jika rintangan menurunArus menurun jika rintangan meningkat

Hukum OhmV = I x R

Kalau hendak mencari voltan, tutup bahagian V

untuk mendapatkan V = I x R

Arus (A)

Voltan (V)

Jadual 10.2 Unit dan Simbol Kuantiti Elektrik

Contoh 10-2 :Kirakan voltan yang diperlukan untuk mengalirkan arus sebanyak 3 A melalui rintangan 10 .

Penyelesaian:

V = IR= 3 x 10= 30 V

Contoh 10-3 :Kirakan rintangan yang diperlukan untuk mengalirkan arus 15mA dari

bekalan voltan 50V.

Kuantiti Elektrik Unit SimbolArus Ampere A

Voltan Volt VRintangan Ohm

Kalau hendak mencari arus, tutup bahagian I untuk mendapatkan I = V R

Kalau hendak mencari rintangan, tutup bahagian R untuk mendapatkan R = V I

Penyelesaian: R = V/I

= 50/(15 x 10-3)= 3333.333 ohm= 3.333 k

Contoh 10-4 :Kirakan arus yang mengalir sekiranya diberi rintangan adalah 6 dan

voltan bateri adalah 12 V.

Penyelesaian: I = V/R

= 12/6= 2 A

Contoh 10-5 :

Rajah 10.3Daripada rajah 10.3. Tentukan

i) Jumlah rintangan, RJ

ii) Arus, I yang mengalir dalam litariii) Voltan yang wujud di perintang R1 dan R2

Penyelesaian :i. RJ = R1 + R2

= 20 + 30 = 50

iii. V1 = I x R1

= 0.1 x 20 = 2 V

V2 = I x R2

= 0.1 x 30 = 3 V

ii. I = V / RJ

= 5 / 50 = 0.1 A

10.3 KUASA DALAM LITAR SESIRI Tenaga haba merupakan kuasa yang terlesap pada perintang dan

diberi simbol P.

Nilai kuasa, P yang dilesapkan oleh sesuatu perintang bergantung kepada nilai rintangan masing-masing. Diukur dalam unit Watt (W).

Rumus kuasa ialah

Rajah 10.8 menunjukkan litar yang mengandungi 3 perintang sesiri.

P = V x Iatau

P = I2 x R

atauP = V2/R

R1V1 R3

V3

R2V2

E

P1P2

P3

I

Rajah 10.8 Litar sesiri

Merujuk Rajah 10.8 di atas :P1 = V1 x I P2 = V2 x IP3 = V3 x I

Di mana P1 adalah kuasa yang terlesap pada perintang R1Di mana P2 adalah kuasa yang terlesap pada perintang R2 Di mana P3 adalah kuasa yang terlesap pada perintang R3

Oleh itu jumlah kuasa yang terlesap dalam litar di atas ialah :

Di mana PJ adalah jumlah kuasa yang terlesap pada litarDi mana VJ adalah jumlah voltan yang merintangi perintangDi mana IJ adalah arus yang mengalir dalam litar

Jumlah kuasa tersebut boleh juga ditulis sebagai :

Contoh 1

Rajah 10.9Berdasarkan rajah 10.9 , tentukani. Dapatkan kuasa oleh setiap perintangii.Jumlah kuasa yang digunakan oleh litar lengkap

Penyelesaian :i. P1 = V12/R1

= (20)2/5 = 400/5 = 80 W

P2 = V22/R2

= (40)2/10 = 1600/10 = 160 W

P3 = V32/R3

= (60)2/60 = 3600/60 = 60 W

PJ = VJ x IJ

PJ = P1 + P2 + P3 + …..

ii. PJ = P1 + P2 + P3

= 80 W + 160 W + 60 W = 300 W