SCE3105 PHYSICS IN CONTEXT

Praktikal 5: Litar Elektrik

Hasil pembelajaran : Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan litar bersiri

dan litar selari.

Penyata masalah : Apakah kelebihan dan kekurangan litar bersiri dan ltar

selari?

Hipotesis : Semakin tinggi rintangan, R, semakin kurang arus, I.

Pembolehubah :

a) Dimalarkan : Bateri

b) Dimanipulasi : Pemasangan mentol berfilamen/ Perintang

c) Bergerak balas : Kecerahan mentol filamen

Teori :

Litar elektrik ialah lintasan yang membenarkan arus elektrik mengalir

melaluinya.   Satu litar lengkap mestilah mempunyai pembekal tenaga elektrik

seperti bateri, wayar penyambung dan perintang. Terdapat 2 jenis litar iaitu

litar bersiri dan litar selari. Terdapat 2 susunan litar elektrik iaitu litar bersiri

dan litar selari.

Dalam suatu litar bersiri, dua atau lebih perintang disusun dalam satu

baris. Arus, I yang sama mengalir menerusi setiap perintang. Jumlah beza

keupayaan,V adalah bersamaan dengan hasil tambah tiap-tiap perintang, VT

= V1 + V2 + V3 . Jumlah rintangan adalah sama dengan hasil tambah tiap-tiap

rintangan, RT = R1 + R2 + R3. Beza keupayaan, V yang merentasi setiap

perintang R adalah berkadar terus dengan nilai R itu. (V α R).

SCE3105 PHYSICS IN CONTEXT

Dalam litar selari, dua atau lebih perintang disusun dalam beberapa

baris. Beza keupayaan, V merentasi setiap perintang adalah sama. Jumlah

arus, I adalah bersamaan dengan hasil tambah arus bagi tiap-tiap cabang

lintasan. IT = I1 + I2 + I3 . Jumlah rintangan adalah sama dengan hasil tambah

tiap-tiap rintangan, 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Arus, I yang menerusi setiap

perintang adalah berkadar sonsang dengan nilai R. (I α 1/R).

Rajah 1

Bahan dan radas : Pemegang bateri, bateri, wayar berpenebat, ammeter,

voltmeter, mentol filamen

SCE3105 PHYSICS IN CONTEXT

Aktiviti 1: Membina litar bersiri dan selari yang ringkas

Prosedur:

Rajah 2

1. Dua litar seperti yang ditunjukkan di atas dibina dengan menggunakan

pemegang bateri, bateri, beberapa wayar berpenebat dan dua mentol

filamen untuk setiap litar.

2. Semua wayar disambung dan mentol filamen diperhatikan.

3. Ammater dan voltmeter disambung dalam kedua-dua litar tersebut. Bina

satu jadual yang sesuai untuk merekod bacaan.

4. Satu mentol filamen dilonggarkan dalam setiap litar. Mentol filamen yang

tinggal diperhatikan dan direkod bacaan kedua-dua ammeter dan

voltmeter.

5. Sebiji lagi mentol filamen disambung pada litar A secara bersiri. Semua

mentol filamen diperhatikan dan bacaan untuk kedua-dua ammater dan

voltmeter direkod.

6. Sebiji lagi mentol filamen disambung pada litar B secara selari. Semua

mentol filamen diperhatikan dan bacaan untuk kedua-dua ammater dan

voltmeter direkod.

SCE3105 PHYSICS IN CONTEXT

Keputusan :

Litar A : Litar Bersiri – 2 mentol

Litar B : Litar Selari – 2 mentol

Keadaan 1

Litar I,A V,V Kecerahan

A 0.18 3.2 Malap

B 0.4 2.8 Cerah

Keadaan 2

Litar I,A V,V Kecerahan

A + 1 mentol

dilonggarkan

0 3.9 Mentol tidak bernyala

B + 1 mentol

dilonggarkan

0.24 3.1 Mentol bernyala tetapi kurang

cerah daripada sebelum 1 mentol

dilonggarkan

Keadaan 3

Litar I,A V,V Kecerahan

A + 1 mentol 0.14 3.4 Lebih malap daripada sebelum

menambah 1 mentol dan lebih

malap daripada litar B + 1 mentol

B + 1 mentol 0.58 2.1 Lebih cerah daripada sebelum

SCE3105 PHYSICS IN CONTEXT

menambah 1 mentol dan lebih

cerah daripada litar A + 1 mentol

Mastery Of Knowledge And Skills Question:

1. Apakah yang terjadi kepada mentol filamen dalam litar bersiri apabila satu

daripada mentol filamen terbakar? Terangkan.

Keadaan ini sama dengan keadaan 2 iaitu apabila salah satu mentol

dilonggarkan. Merujuk kepada keputusan eksperimen, apabila satu mentol

dalam litar bersiri terbakar atau terputus dari litar, mentol yang kedua akan

turut terpadam. Ini kerana litar tersebut menjadi litar tidak lengkap kerana

arus, I tidak dapat melalui litar tersebut. Untuk litar bersiri, hanya terdapat

satu lintasan untuk arus melaluinya.

2. Apakah yang terjadi kepada mentol filamen lain dalam litar selari apabila

satu mentol filamen terbakar? Terangkan.

Merujuk kepada keputusan eksperimen, mentol yang kedua masih akan

bernyala tetapi kecerahannya berkurang. Ini kerana litar tersebut masih

litar lengkap, arus masih boleh melaluinya kerana untuk litar selari tersebut,

arus terbahagi kepada dua dan mengalir mengikut lintasan mentol masing-

masing. Mentol yang terbakar tidak akan mempengaruhi laluan arus.

Kecerahan 1 mentol berkurang berbanding 2 mentol kerana rintangan

bertambah, maka arus yang mengalir berkurang. Ini menyebabkan

kecerahan mentol turut berkurang.

3. Kamu membina satu jalur cahaya menggunakan beberapa mentol filamen.

Bagaimanakah kecerahan cahaya tersebut dipengaruhi dengan cara kamu

menyambung litar secara bersiri atau selari?

- Untuk litar bersiri, semakin banyak mentol filamen, semakin banyak

rintangan. Maka semakin berkurang arus yang mengalir. (R meningkat,

I berkurang). Maka kecerahan semua mentol berkurang.

- Untuk litar selari, samakin banyak mentol filamen, semakin berkurang

rintangan. Maka semakin meningkat arus yang mengalir. Maka semua

mentol semakin cerah.

SCE3105 PHYSICS IN CONTEXT

4. Apakah yang terjadi kepada mentol filamen-mentol filamen dalam litar

bersiri apabila satu mentol filamen lain disambung secara bersiri padanya?

Terangkan.

Untuk litar bersiri, semakin banyak mentol filamen, semakin banyak

rintangan. Maka semakin berkurang arus yang mengalir. (R meningkat, I

berkurang). Maka kecerahan semua mentol berkurang dan sama nyalaan.

5. Apakah yang terjadi kepada mentol filamen-mentol filamen dalam litar

selari apabila satu mentol filamen lain disambung secara selari padanya?

Terangkan.

Untuk litar selari, samakin banyak mentol filamen, semakin berkurang

rintangan. Maka semakin meningkat arus yang mengalir. Maka semua

mentol semakin cerah.

Aktiviti 2: Membina gabungan litar selari dan bersiri

Prosedur:

Rajah 3

1. Litar seperti yang ditunjukkan di atas dibina menggunakan satu pemegang

bateri, bateri, suis, beberapa wayar berpenebat dan tiga biji mentol filamen.

2. Suis disambung dan mentol filamen diperhatikan.

3. Ammeter dan voltmeter disambung untuk menyukat arus dan beza

keupayaan setiap mentol filamen. Satu jadual yang sesuai dibina untuk

merekod bacaan.

SCE3105 PHYSICS IN CONTEXT

4. Mentol filamen 1 dikeluarkan. Mentol filamen yang tinggal diperhatikan dan

bacaan pada ammeter dan voltmeter direkod.

5. Mentol filamen 2 dikeluarkan. Mentol filamen yang tinggal diperhatikan dan

bacaan pada ammeter dan voltmeter direkod.

Keputusan:

Keadaan 1

Mentol Nyalaan mentol I, A V, V

1 Mentol menyala dengan terang 0.24 2.0

2 Nyalaan mentol malap dan kadar

kecerahannya sama dengan

kecerahan mentol 3

0.1 0.2

3 Nyalaan mentol malap dan kadar

kecerahannya sama dengan

kecerahan mentol 2

0.1 0.5

Keadaan 2 (Mentol 1 dikeluarkan)

Mentol Nyalaan mentol I, A V, V

2 dan 3 Lebih cerah berbanding sebelum

mentol 1 dibuang dan kecerahan

mentol 2 dan 3 sama

0.24 2.0

Keadaan 3 (Mentol 2 dikeluarkan)

Mentol Nyalaan mentol I, A V, V

1 dan 3 Lebih malap berbanding sebelum mentol 3

dibuang dan kecerahan mentol 1 dan 3 sama

0.1 0.2

SCE3105 PHYSICS IN CONTEXT

Keadaan 1

Keadaan 2

Keadaan 3

Mastery Of Knowledge And Skills Question:

1. Apakah yang terjadi kepada mentol filamen lain dalam litar apabila mentol

filamen 1 dikeluarkan? Terangkan.

Berdasarkan eksperimen, arus, I dan beza keupayaan, V meningkat. Ini

kerana, apabila mentol 1 dikeluarkan, rintangan akan berkurang dan litar

menjadi litar selari (rujuk rajah 3) . Mentol 2 dan 3 akan lebih cerah kerana

rintangan semakin berkurang. Semakin berkurang rintangan, semakin

tinggi arus yang mengalir, semakin cerah mentol.

2. Apakah yang terjadi kepada mentol filamen lain dalam litar apabila mentol

filamen 2 dikeluarkan? Terangkan.

SCE3105 PHYSICS IN CONTEXT

- Berdasarkan eksperimen, arus, I dan beza keupayaan, V berkurang. Ini

kerana, apabila mentol 2 dikeluarkan, mentol 3 akan bersiri secara

lansung dengan mentol 1. Jumlah rintangan akan semakin meningkat

malah melebihi jumlah rintangan sebelum mentol 2 dikeluarkan.

- Mentol 3 sama kecerahannya dengan mentol 1. Ini kerana, sebelum

mentol 2 dikeluarkan, mentol 2 dan 3 adalah litar selari. Arus yang

mengalir untuk setiap mentol adalah setengah daripada arus yang

mengalir pada mentol 1. Maka apabila mentol 2 dikeluarkan, mentol 3

menjadi bersiri dengan mentol 1. Arus yang mengalir pada kedua-dua

mentol adalah sama. Maka, kecerahan untuk kedua-dua mentol adalah

sama. (rujuk rajah 3)

3. Apakah litar yang sesuai digunakan di dalam rumah? Litar bersiri atau

selari? Terangkan alasan anda.

Litar selari adalah paling sesuai digunakan untuk kegunaan di rumah.

Kelebihan litar selari ialah:-

- Jika satu alat/ litar terpadam, litar lain masih boleh digunakan.

- Penambahan peralatan elektrik dalam litar selari tidak menambah

voltage/ beza keupayaan.

Litar bersiri tidak sesuai digunakan untuk kegunaan di rumah. Antara

kelemahan litar bersiri ialah:-

- Tidak boleh menutup satu peralatan elektrik/lampu tanpa memadam

peralatan lain.

- Arus akan berkurang jika semakin banyak peralatan elektrik ditambah.

Kesimpulan:

Semakin tinggi rintangan, R, semakin kurang arus, I.

SCE3105 PHYSICS IN CONTEXT

Rujukan :

Anonymous, Advantages of Parallel Circuits, http://www.gcse.com/circ6a.htm

(23/4/2011)

Anonymous, Lesson 9: Series circuits,

http://www.furryelephant.com/content/electric ity/series-circuits/

(23/4/2011)

Lim, Lim & Toh. (2005). Fizik SPM, Petaling Jaya: Sasbadi Sdn. Bhd.