Keelektrikan

Rintangan di Dalam Litar Bersiri dan Litar Selari

by
  1. Dalam litar bersiri, rintangan berkesan sama dengan jumlah rintangan setiap perintang, seperti yang ditunjukkan dalam persamaan berikut.

  2. Dalam litar selari, rintangan berkesan dapat dikira dari persamaan berikut.

Contoh:

Cari rintangan setara bagi sistem perintang yang ditunjukkan dalam rajah di atas.
Jawapan:
(a)

(b)

(c)

(d)

Litar Bersiri dan Litar Selari

by

  1. Perintang yang disambungkan dalam satu wayar tidak bercabang dikatakan dihubungkan secara bersiri, sedangkan perintang yang disambungkan dalam wayar bercabang dikatakan disambungkan secara selari.
  2. Dalam rajah di atas, (a), (b) dan (c) adalah litar siri manakala (d), (e) (f) dan (g) adalah litar selari.

Superkonduktor

by
  1. Superkonduktor ialah bahan di mana rintangannya jatuh ke hampir sifar di bawah takat suhu yang tertentu. 
  2. Heike Kamerlingh Onnes ialah orang pertama untuk menemui bahawa rintangan merkuri jatuh secara mendadak ke satu nilai yang rendah apabila disejukkan ke 4.2 K. 
  3. Rintangan suatu superkonduktor pada suhu gentingnya ialah sekurang-kurangnya 1012 kali lebih rendah daripada rintangannya pada suhu bilik. 
  4. Terdapat pelbagai jenis bahan yang boleh bertukar menjadi superkonduktor. 
  5. Setiap daripadanya mempunyai suhu genting masing-masing. 
  6. Superkonduktor “bersuhu tinggi” telah ditemui tetapi suhu gentingnya masih sekitar 123 K. 
  7. Superkonduktor adalah sangat berguna kerana boleh menghantar arus elektrik tanpa kehilangan tenaga.

Rintangan

by
  1. Rintangan R suatu bahan ditakrifkan sebagai nisbah V: I, di mana V adalah beza keupayaan merentasi keseluruhan bahan dan I adalah arus yang mengalir di dalamnya.
  2. Unit SI rintangan adalah Ohm (W). Satu Ohm adalah rintangan di mana arus satu Ampere mengalir melalui bahan itu apabila beza keupayaan satu volt dikekalkan.

Mencari Rintangan daripada Graf Beza Keupayaan – Arus

Dalam graf beza keupayaan melawan arus, kecerunan graf sama dengan rintangan perintang.

Rintangan, R = Kecerunan Graf

Contoh:

Rajah di atas menunjukkan graf beza keupayaan melintasi satu wayar berbanding dengan arus. Cari rintangan wayar itu.

Jawapan:
Rintangan
O

Konduktor Ohm

  1. Konduktor yang mematuhi Hukum Ohm dinamakan sebagai konduktor Ohm.
  2. Konduktor Ohm menghasilkan satu garis lurus yang melalui asalan pada graf V melawan I seperti yang ditunjukkan dalam Rajah di bawah.
  3. Contoh-contoh konduktor Ohm: Logam, larutan kuprum sulfat dengan elektrod kuprum

Konduktor Bukan Ohm

  1. Konduktor yang tidak mematuhi undang-undang Ohm digelar konduktor bukan Phm.
  2. Contoh: Diod Semikonduktor, diod tiub vakum
(Contoh=contoh Konduktor Bukan Ohm)

Faktor-faktor Mempengaruhi Rintangan

Rintangan R bagi suatu konduktor bergantung kepada:

  1. Panjangnya l,
  2. Luas keratan rentasnya, A
  3. Suhu dan
  4. Jenis bahan

Panjang

  1. Rintangan berkadar terus dengan panjang konduktor.
  2. Semakin panjang satu konduktor, semakin tinggi rintangannya.
Luas Keratan Rentas
  1. Rintangan adalah berkadar songsang dengan luas keratan rentas satu konduktor.
  2. Semakin besar luas keratan rentas, semakin kecil rintangannya.

Suhu

Konduktor dengan suhu yang lebih tinggi mempunyai rintangan yang lebih tinggi.

Jenis Bahan

Bahan yang berbeza mempunyai kerintangan yang berbeza. Contohnya, rintangan wayar kuprum lebih rendah daripada wayar besi.

Ringkasan

Oleh kerana rintangan berkadar terus dengan panjang dan berkadar songsang dengan luas keratan rentas konduktor. Jika terdapat dua perintang yang dibuat daripada bahan yang sama dan mempunyai suhu yang sama, kita dapat mengaitkan rintangan kedua-dua perintang itu dengan persamaan berikut.

Hubungan di Antara Arus dan Beza Keupayaan

by

Hukum Ohm

  1. Suatu graf beza keupayaan (V) melawan arus (I) boleh diplotkan untuk mengkaji ciri-ciri suatu konduktor.
  2. Seperti ditunjukkan dalam rajah di atas, jika satu garis lurus yang melalui asalan diperolehi, maka kita boleh membuat kesimpulan bahawa arus adalah berkadar langsung dengan beza keupayaan.
  3. Hubungan di antara beza keupayaan dan arus di antara 2 titik dalam satu konduktor diberikan oleh Hukum Ohm.
  4. Hukum Ohm menyatakan bahawa beza keupayaan, V merentasi suatu konduktor adalah berkadar terus dengan arus elektrik, I, yang melalui konduktor itu, asalkan suhu dan keadaan fizik yang lain adalah tetap.

    Contoh:
    Berapakah arus yang mengalir melalui satu ketuhar elektrik berintangan 800Ω ketika beroperasi pada 240V?

    Jawapan:
    Rintangan, R = 800Ω
    Beza Keupayaan, V = 240V
    Arus, I = ?

    Keupayaan dan Beza Keupayaan Elektrik

    by
    1. Keupayaan elektrik V pada satu titik di dalam satu medan elektrik adalah kerja yang dilakukan untuk membawa satu unit (1 Coulomb) cas positif dari infiniti ke titik itu.
    2. Beza keupayaan antara dua titik di dalam satui medan elektrik ditakrifkan sebagai kerja yang dilakukan dalam memindahkan 1 Coulomb cas positif merentasi kedua-dua titike itu.
    3. Dalam matematik
    1. Contohnya, dalam rajah di atas, jika kerja yang dilakukan untuk memindahkan 2C cas dari titik A ke titik B adalah 10J, beza keupayaan di antara A dan B,

    Contoh:
    Semasa satu kejadian kilat, cas 200C dipindahkan dari awan ke permukaan bumi dan 1.25×1010J tenaga dihasilkan. Cari beza keupayaan di antara awan dan permukaan bumi.

    Jawapan:
    Kerja dilakukan, W = 1.25×1010J
    Cas dipindahkan, Q = 200C
    Beza keupayaan, V = ?

    Susunan Ammeter

    Untuk menggunakan ammeter dalam pengukuran arus elektrik, ammeter mesti disambungkan secara bersiri di dalam litar.

    Susunan Voltmeter

    Untuk menggunakan voltmeter dalam pengukuran beza keupayaan pada suatu objek, voltmeter mesti disambungkan selari dengan litar.

    Arus Elektrik

    by

    Current

    1. Arus elektrik ditakrifkan sebagai kadar pengaliran cas elektrik.
    2. Dengan kata lain, arus adalah ukuran betapa pantas aliran cas melalui keratan rentas satu konduktor.
    3. Hubungan di antara arus elektrik, I dengan magnitud cas, Q dan masa, t dirumuskan sebagai


    Arah Arus

    1. Secara konvensional, arah arus elektrik diambil sebagai arah pengaliran cas positif.
    2. Elektron mempunyai cas negatif. Oleh itu, aliran elektron berada pada arah yang bertentangan dengan arus.
    3. Rajah di bawah menunjukkan pengaliran arus dan elektron dalam litar elektrik
    4. Arus mengalir dari terminal positif ke terminal negatif suatu sel manakala elektron bergerak dari terminal negatif ke terminal positif bateri.
    5. Arah pergerakan elektron adalah bertentangan dengan arah pengaliran arus.

    Unit Arus

    1.  Unit SI bagi arus elektrik ialah ampere (A).
    2. Arus sebesar 1 ampere (A) bermaksud cas sebanyak 1 couiomb (C) mengalir melalui suatu titik dalam masa 1 saat (s). Iaitu
      1 A = 1C/s.

    Contoh 1:
    Sekiranya terdapat 30C cas elektrik mengalir melalui satu keratan rentas satu wayar dalam masa 2 minit, berapakah arus elektrik dalam wayar itu?

    Jaapan:
    Pengaliran cas, Q = 30C
    Masa, t = 2 minit = 120s

    Arus elektrik,

    Contoh 2:
    Didapati satu arus 0.5A mengalir melalui satu mentol. Berapa banyak elektron yang mengalir melalui mentol itu dalam 5 minit? (Cas 1 elektron = -1.6 × 10-19 C)

    Jawapan:
    Arus, I = 0.5A
    Masa yang diambil, t = 5 minit = 300s

    Cas 1 electron, e = -1.6×10-19 C
    Bilangan elektron, n = ?

    Nyalaan Lilin Di Dalam Medan Elektrik Arus Elektrik

    by

    Daya Elektrik pada Nyalaan Lilin Di Dalam Satu Medan Elektrik

    1. Biasanya, dalam udara tenang tanpa angin, nyalaan lilin adalah simetri.
    2. Api lilin yang panas mengionkan molekul-molekul udara di sekelilingnya. Akibatnya, api dikelilingi oleh sebilangan besar ion positif dan negatif.
    3. Jika lilin ini diletakkan di dalam satu medan elektrik, daya elektrik akan bertindak pada nyalaan lilin seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.
    4. Nyalaan lilin didapati tersebar mendekati kedua-dua plat logam yang bercas itu.
    5. lon-ion negatif tertarik ke plat positif manakala ion-ion positif tertarik ke plat negatif.
    6. Penyebaran nyalaan lilin ke plat negatif adalah lebih besar daripada nyalaan lilin ke plat positif.
    7. Ini adalah kerana ion-ion positif mempunyai jisim yang lebih besar daripada ion-ion negatif.
      Maka, bilangan ion-ion positif yang lebih banyak dalam nyalaan akan menyebabkan bahagian nyalaan yang lebih besar tersebar ke plat negatif.

    Video

    Kesan Medan Elektrik ke Atas Bola Pingpong yang Bersalut Bahan Konduktor

    by

    Kesan Medan Elektrik pada Bola Ping Pong yang Disaluti Bahan Konduktor

    1. Rajah di atas  menunjukkan sebiji bola ping-pong bersalut logam yang digantung di tengah-tengah dua plat logam yang disambungkan kepada terminal positif dan negatif bekalan Voltan Lampau Tinggi (V.L.T.)
    2. Cas yang bertentangan (positif dan negatif) diaruhkan pada permukaan bola. Oleh kerana daya elektrik yang bertindak pada bola ping-pong mengimbangi antara satu sama lain. Maka, bola ping-pong kekal berada di tengah-tengah.
    1. Apabila bola ping-pong disesarkan untuk menyentuh plat positif, bola ping-pong itu menjadi bercas positif. Oleh kerana cas yang sama menolak, bola itu akan ditolak ke arah plat negatif.
    2. Apabila bola ping-pong bersentuh dengan plat negatif, cas positif pada bola ping-pong akan dineutralkan oleh cas negatif pada plat negatif. Kemudian, ia menjadi bercas negatif. Sekali lagi, cas yang sama menolak, bola itu akan ditolak ke arah plat positif.
    3. Proses ini diulangi. Bola ping pong itu akan berayun di antara kedua-dua plat logam itu.

    Video