Unit 10 Nota Sahaja
-
Upload
hanim-husaif -
Category
Documents
-
view
124 -
download
2
Transcript of Unit 10 Nota Sahaja
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/1
NAM/KKJU/2012
OBJEKTIF AM :
Mengaplikasi hukum ohm untuk mencari arus dan
voltan dan kuasa dalam litar sesiri.
OBJEKTIF KHUSUS :
Di akhir unit ini pelajar akan dapat :-
Mengira jumlah rintangan dalam litar
sesiri.
Mentakrifkan Hukum Ohm.
Menggunakan hukum ohm untuk mencari
arus dan voltan.
Membuat pengiraan kuasa di dalam
litar sesiri.
Membuat penyambungan meter ampere
dan meter volt dalam litar sesiri.
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/2
NAM/KKJU/2012
10.0 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
R1
R2
V1
V2
R3
VJ
V3
IJ
I1
I2
I3
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/3
NAM/KKJU/2012
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 sesiri
Merujuk kepada Rajah 10.1, nilai beza upaya, V merentasi setiap
perintang bergantung kepada rintangan masing-masing.
VJ = bezaupaya dalam litar
V1 = bezaupaya yang merintangi R1
V2 = bezaupaya yang merintangi R2
V3 = 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 voltan
I1 = arus yang mengalir melalui R1
I2 = arus yang mengalir melalui R2
I3 = arus yang mengalir melalui R3
Oleh yang demikian :
VJ = V1 + V2 + V3 + .....
RJ = R1 + R2 + R3 + .....
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/4
NAM/KKJU/2012
Contoh 10-1 :
Rajah 10.2
Cari jumlah rintangan, RJ bagi rajah 10.2 .
Penyelesaian :
RJ = R1 + R2 + R3
= 10 + 10 + 10
= 30
10.2 HUKUM OHM
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.
R1
10Ω
R3
10 Ω
R2
10 Ωvoltan
Arus (A)
Voltan (V)
IJ = I1 = I2 = I3
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/5
NAM/KKJU/2012
Rajah 10.3 Graf arus berkadar terus dengan voltan
Untuk memudahkan kita mengingat formula Hukum Ohm ini, cuba fahami
gambarajah dibawah.
Jadual 10.2 Unit dan Simbol Kuantiti Elektrik
Kuantiti Elektrik Unit Simbol
Arus Ampere A
Voltan Volt V
Rintangan Ohm
Arus berkadar terus dengan voltan
Arus berkadar songsang dengan rintangan
I V
I 1/R
Rintangan tetap, Arus meningkat jika voltan meningkat
Arus menurun jika voltan menurun
Voltan tetap, Arus meningkat jika rintangan menurun
Arus menurun jika rintangan meningkat
Kalau hendak mencari arus, tutup bahagian I untuk
mendapatkan I = V
R
Hukum Ohm
V = I x R
Kalau hendak mencari rintangan, tutup bahagian R untuk
mendapatkan R = V
I
Kalau hendak mencari voltan, tutup bahagian V untuk
mendapatkan V = I x R
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/6
NAM/KKJU/2012
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.
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
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/7
NAM/KKJU/2012
Contoh 10-5 :
Rajah 10.3
Daripada rajah 10.3. Tentukan
i) Jumlah rintangan, RJ
ii) Arus, I yang mengalir dalam litar
iii) 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
R1
20Ω
R2
30 Ω5 V
V2 = I x R2
= 0.1 x 30
= 3 V
ii. I = V / RJ
= 5 / 50
= 0.1 A
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/8
NAM/KKJU/2012
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.
Rajah 10.8 Litar sesiri
Merujuk Rajah 10.8 di atas :
P1 = V1 x I
P2 = V2 x I
P3 = V3 x I
P = V x I
atau
P = I2 x R
atau
P = V2/R
R1
V1 R
3
V3
R2
V2
E
P1
P2
P3
I
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/9
NAM/KKJU/2012
Di mana P1 adalah kuasa yang terlesap pada perintang R1
Di 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 litar
Di mana VJ adalah jumlah voltan yang merintangi perintang
Di mana IJ adalah arus yang mengalir dalam litar
Jumlah kuasa tersebut boleh juga ditulis sebagai :
Contoh 10-6 :
Rajah 10.9
Berdasarkan rajah 10.9 , tentukan
i. Dapatkan kuasa oleh setiap perintang
ii. Jumlah kuasa yang digunakan oleh litar lengkap
Penyelesaian :
i. P1 = V12/R1
= (20)2/5
= 400/5
= 80 W
R1=5Ω
R3=60Ω
R2=10Ω
120V
V1=20V V
2=40V
V3=60V
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 + …..
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/10
NAM/KKJU/2012
ii. PJ = P1 + P2 + P3
= 80 W + 160 W + 60 W
= 300 W
10.4 MENYAMBUNG DAN MEMBACA METER AMPERE DAN
METER VOLT DALAM LITAR SIRI
Kualiti arus dalam voltan boleh di ketahui nilainya dengan cara
menggunakan meter ampere untuk mengukur arus dan meter volt untuk
mengukur voltan.
Kaedah menggunakan meter volt untuk mengukur voltan dalam litar
sesiri adalah seperti berikut :
Rajah 10.10 Mengukur voltan menggunakan meter volt
Meter volt mestilah sentiasa disambung selari dengan perintang yang
hendak diukur voltan yang merintanginya.
V
V
V
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/11
NAM/KKJU/2012
Kaedah menggunakan meter ampere untuk mengukur arus dalam litar
sesiri adalah seperti berikut :
Rajah 10.11 Mengukur arus menggunakan meter ampere
Meter ampere mestilah sentiasa disambungkan sesiri dengan perintang
dan menunjukkan bacaan yang sama.
A A
A
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/12
NAM/KKJU/2012
Rumus Litar Siri
RJ = R1 + R2 + R3 +.......
IJ = I1 = I2 = I3 = .......
VJ = V1 + V2 + .......
Di mana
V1 = I x R1
V2 = I x R2
Nilai arus yang mengalir
melalui semua perintang
dalam litar adalah sama
Nilai beza upaya, V
merentasi setiap
perintang bergantung
kepada rintangan masing-
masing.
PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/13
NAM/KKJU/2012
Rumus Kuasa
P = V x I
P = I2 x R
P = V2/R
PJ = VJ x IJ
PJ = P1 + P2 + P3 + …..
TAKRIF Rintangan yang membenarkan
satu ampere arus (1 A) untuk
mengalir bila voltan satu volt (1 V)
dibekalkan merentanginya.
Volt
(V)
Ohm
(Ω)
Ampere
(A)
KUASA
Nilai kuasa, P yang
dilesapkan oleh sesuatu
perintang bergantung
kepada nilai rintangan
masing-masing.
Diukur dalam unit Watt
(W).