Bab 7 Keelektrikan ( Fizik Tingkatan 5)

8/18/2019 Bab 7 Keelektrikan ( Fizik Tingkatan 5)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-7-keelektrikan-fizik-tingkatan-5 1/26

Modul Fizik Tingkatan 5

Module Pelajar Bab 7: Keelektrikan

BAB 7 : ELEKTRIKAN

7.1 CAS DAN ARUS ELEKTRIK

Van de Graaf

1. Apa itu penjana Van de Graaff generator? Isikan tempat kosong pada kotak kosong dengan

bahagian yang ditunjukkan.

Peralatan yang ……………….. dan ………………….. voltan tinggi pada kubat.

1

dome+ +

+

+

+

+

++

+

+





!. "agaimana #as elektrik dihasilkan oleh penjana Van de Graaff? $as apa yang

biasanya dihasilkan oleh penjan pada kubat

Apabile motor penjana Van de Graaff dibuka% pemutar

mengerakkan………………………..

Ini telah menyebabkan kepingan getah bergeser dengan …….……… dan

menghasilkan........... …..………

$as yang dihasilkan diba&a ke .....................................di mana dikumpul

dihahagian atas.

........................dalam kuantiti yang besar telah berkumpul di kubat.

Cas……………………. dihasilkan dan terkumpul pada kubat.

'. Apa yang berlaku apabila kubat yang

ber#as pada Van de Graaff disambungkan

kepada bumi melalui mikrometer?

(erangkan

(erdapat …………………….. pada

penunjuk mikrometer.

Ini telah menunjukkan arus elektrik

…………………….

!

+++

++

++





). *amalkan apa yang berlaku apabila

logam sfera dekat dengan kubat.

Apabila logam sfera diba&a dekat

kepada kubat yang

ber#as....................... akan terhasil.

Arus elektrik............ ……………

+. *amalkan apa yang akan berlaku apabila

rambut pelajar mendekati kubat. ,yatakan

sebab.

-ubat …………. rambut dan rambut

berdiri tegak.

Ini kerana setiap rambut yang berdiri

tegak menerima #as ………………..

dan …………………….. antara satu

sama lain.

. Pergerakan #as elektrik menghasilkan ......................………………….

'

+

+

+ + + ++





Arus elekr!k

1. Arus elektrik mengandugi #as yang .…………......

". /emakin banyak #as yang bergerak mengalir

pada suatu keluasan dalam masa yang

ditentukan semakin....................arus elektrik.

#. Arus elekr!k...............................................

...........................................................................

........................................................................

). 0alam simbol% diberi

dimanaI 2 …………………….…

Q 2 …………………….…

t 2 ………….....................

$!% /I unit untuk #as ialah 3Ampere 4

$oulomb 4 Volt5

$!!% /I unit untuk masa 3minute 4 se#ond 4

hour5

$!!!%/I unit untuk arus ialah 3Ampere & $oulomb 4 Volt5 sama dengan

3$s 44 $1s 44 $s15

$!'% 0engan menyusun semula formula% 6 2 3 It &t

I &

I

t %

(. 7ika satu #oulomb #as mengalir dalam satu saat% arus elektrik ialah ………………….

ampere.

). 1+ amperes bermaksud dalam masa ………………saat% …………….. #oulomb of #as

mengalir melalui sesuatu luas keratan rentas sesuatu konduktor. 0alam &ayar logam%

#as diba&a oleh ........................

)

I =

/etiap saat% 1+ #oulombs #as mengalir

melalui satah. Arus elektik ialah I 2 15 amperes. /atu ampere ialah satu #oulomb per saat.





*. /etiap elektron memba&as #as ………………………..

7. 1 $ #as mengandungi……………………………..

edan Elekr!k

a5 edan elekr!k ialah .............................................................…………….

……………… .......................................................................................................................

.......…………..

b5 8edan elektrik boleh di&akili oleh bilangan garisan menunjukkan …………….

dan……………….. medan.

#5 Prinsip yang terlibat dalam melukis garis medan elektrik ialah

3i5 Gariasan medan elaktrik sntias keluar dari objek ber#as ...................

ke objek ber#as negative.

3ii5 Garisan dalam medan elektrik tidak ………………….. antara satu

sama lain.

3iii5 Garisan dalam medan elektrik yang semakin............................

menunjukkan medan elektrik yang lebih..................................

De,-sras!: enka/! ,edan elekr!k dan kesan ,edan elekr!k.

Peralatan dan bahan

/umber 9:tra high tension 39.;.(5 3< = + kV5% piring petri % elektrode dengan pelbagai

bentuk% dua kepingan logam t&o% serbuk tal#um% #ooking oil% bola polisterin disalut dengan

#at berkonduktor% benang dan lilin.

8ethod

DE0

A5

+





1. /et up the apparatus as sho&n in the above figure

!. /&it#h on the 9.;.(. po&er supply and adjust the voltage to ) kV

'. >bserved the pattern formed by the tal#um po&der for different types of ele#trodes.

(. Dra 2e 3aern -f 2e ele4r!4 f!eld l!nes.

→ ukis #orak garis pada medan elektrik.

EDAN ELEKTRIK 5ADA SEKELILING CAS 50SITI6

EDAN ELEKTRIK 5ADA SEKELILING CAS NEGATI6

EDAN ELEKTRIK 5ADA SEKELILING CAS 50SITI6 DAN CAS NEGATI6





EDAN ELEKTRIK 5ADA SEKELILING DUA CAS NEGATI6

EDAN ELEKTRIK 5ADA SEKELILING DUA CAS 50SITI6

EDAN ELEKTRIK 5ADA SEKELILING CAS NEGATI6 DAN KE5INGAN

BERCAS 50SITI6

EDAN ELEKTRIK 5ADA SEKELILING CAS 50SITI6 DAN KE5INGAN BERCAS

NEGATI6

@





ELECTRIC 6IELD BETEEN T0 C8ARGED

5ARALLEL 5LATES

KESAN EDAN ELEKTRI5 5ADA B0LA 50LISTERIN





1. "ola polisterin diletak pada dua

kepingan logam.

!. 9.;.( dibuka dan bola polisterin

diletak supaya mendekati salah satu

plat logam.

5e,er2a!an:

The polystyrene ball oscillated between the

two plates, touching one plate after

another.

5enaranan: , the ball receives negative

charges from the plate and experiences a

repulsive force.

The ball will then move to the

positively charged plate.

When the ball touches the plate, the

ball loses some of its negative charges

to the plate and becomes positively

charged.

It then experiences a repulsive force. This

process continues.

KESAN E DAN ELEKTRIK 5ADA N9ALAAN

B





$5

15 9.;.( dibuka dan bola polisterin

digantikan dengan nyalaan lilin.

!5 ,yalaan lilin diperhatikan apabila

9.;.(. dibuka.

5e,er2a!an:

The candle flame splits into two portions in

opposite direction. The portion that is

attracted to the negative plate is very much

larger than the portion of the flame that is

attracted to the positive plate.

5eneranan: he heat of the flame ionies

the air molecules to become positive and

negative charges.

The positive charges are attracted to the

negative plate while the negative

charges are attracted to the positive

plate.

The flame is dispersed in two opposite

directions but more to the negative

plate.

The positive charges are heavier than the

Kes!,3ulan

1. 8edan elektrik ………………………………………………………………………..

!. $as yang sama ………………. antara sama lain tetapi #as yang berlainan

…………… menarik antara satu sama lain.

'. Garis medan elektrik merupakan ........……………………pada medan elektrik. Arah

pada garian medan dari …………………….. ke …………………………

Idea Bea Keu3a;aan

1<

!omplete the exercise ".1 in your exercise boo# $$$$$$





(itik A disambung kepada terminal………………….

(itik Point " disambung kepada terminal is………………….

-eupayaan elektrik di A ialah ……………. daripada

keupayaan elektrik di ".

Arus elektrik mengalir dari A ke "% melalui mentol dalam litar

ini telah ……………….. mentol.

-eadaan ini disebabkan perbeCaan ………………. elektrik di

antara ! terminal.

Apabila #as mengalir dari A ke "% kerja dilakukan tenaga

elektrik ditukar kepada tenaga ………….dan ……………

energy.

Bea Keu3a;aan< V antara dua titik di dalam litar ditakrifkansebagai ……………………………………………………...

…………………………………………………………………

…………………………………………………………………

Bea keu3a;aan< % antara dua titik akan diberi dengan%

0i mana D ialah ………………………….

6 ialah ………………………….

5eralaan dan s!,=-l

ammeter "atteries

voltmeter /&it#h

Dayar sambunganDayar #onstantan 44

&ayar eureka

*intangan

mentol

Perintang boleh laras

5enukuran Arus Elekr!k dan Bea Keu3a;aan&V-lan

11

A B

Bulb

V 2 s Kuantitia

Kerja 2

!

"





Pengukuran arus elektrik Pengukuran beCa keupayaan4 voltan

3a5 itar elektrik3a5 itar elektrik

3b5 0iagram litar 3b5 0iagram litar

(urn to ne:t page→

1. ,yatakan peralatan yang digunakan

untuk mengukur arus elektrik.

!. 3a5 Apakah unit /I untuk arus

elektrik?

3b5 Apakah simbol untuk unit arus elektrik?

1. ,yatakan peralatan yang digunakan

untuk mengukur beCa keupayaan.

!. 3a5 Apakah unit /I untuk beCa

keupayaan?

3b5 Apakah simbol untuk unit beCa

keupayaan?

1!





'. "agaimanakah ammeter disambung

kepada litar elektrik?

). (erminal positif ammeter disambung

kepada terminal apa pada sel kering?

+. Apa yang berlaku apabila positif

terminal ammeter disambung ke negatif

terminal sel kering?

'. "agaimanakah voltmeter disambungkan

dalam litar elektrik?

). (erminal positif voltmeter disambung

kepada terminal apa pada sel kering?

8uku, 02,

3a5

;ukum >hm menyatakan

t#at t#e eletri urrent$ I %lo&ing t#roug# a ondutor is diretl' (ro(ortional to

t#e (otential di%%erene aross t#e ends o% t#e ondutor$

if te)(erature and ot#er (#'sial onditions re)ain onstant

3b5 8erujuk ;ukum >hm V ∝ I

* (e)alar × I

1'





or I

V * (e)alr

3#5 Pemalar ini dikenali sebagai ………………………………. pada konduktor.

3d5 *intangan% * ialah ……………………………………………..

…………………………………………………………………………………………..

*intangan juga merupakan…………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………..

iaitu

* 2 I

V and V 2

3e5 Enit rintangan ialah …………………………………

3f5 ……………………….. ialah konduktor ynag mematuhi ;ukum >hm% manakala

konduktor yang tidak mematuhi hukum >hm dikenali sebagai konduktor

………………………..

6ak-r ;an ,e,3enaru2! r!nanan

1. *intangan pada konduktor ialah pengukuran keupayaan konduktor untuk

3menhalang & membenarkan5 pengaliran arus elektrik melaluinya.

!. 8elalui formula V 2 I*% arus elektrik ialah 3berkadar terus 4 berkadar songsang %

kepada rintangan% *.

'. Apabila nilai rintangan% * ialah besar maka arus elektrik% I yang mengalir pada

#ondu#tor ialah 3ke#il 4 besar5

). Apakah fa#tor yang mempengaruhi rintangan konduktor ?

a+ …………………………………………………………….

b+ …………………………………………………………….

+ …………………………………………………………….

1)





d+ …………………………………………………………….

+. (uliskan hipotesis bagi faktor yang mempengaruhi rintangan pada jadual berikut.

Faktor 0iagram ;ipotesis Graf

P a n j a n g

k o n d u k t o r %

l /emakin …………… konduktor%semakin ……………..rintangannya

*intangan adalah berkadar

…………………. kepada panjangkonduktor.

? u a s k e r a t a n r e n t a s

r % A

/emakin……………….….. luaskeratan rentas konduktor semakin…….………… rintangannya.

*intangan adalah berkadar

……………...…….. kepada luaskeratan rentas konduktor.

" a h a n k o n d u k t o r

-onduktor yang berlainan dalamkeadaan fiCikal yang samamempunyai rintangan yang…………………….

/ u h u k o n d u k

t o r

/emakin tinggi ………………….suhu konduktor%

semakin .................rintangan.

. 0engan ini

*intangan konduktor% * ∝ lengt#

*intangan konduktor% * ∝ 1

ross,setional area

0engan ini% rintangan konduktor * ∝ lengt#

ross,setional area

atau * ∝ l atau * 2 l di mana > ker!nanan =a2an

1+ !omplete the exercise ".& in your exercise boo# $$$$$$





7.# LITAR BERSIRI DAN SELARI

5enal!ran Arus dan Bea Keu3a;aan dala, L!ar Bers!r! dan Selar!

LITAR BERSIRI LITAR SELARI

1





1 arus elektrik mengalir melalui setiap mentol

adalah sama.

I 2 I - * I * I /

" "eCa keupayaan yang melalui setiap mentol

adalah bergantung kepada ………………….

Bea keu3a;aan yang diberikan oleh sel kering

dikongsi oleh semua mentol.

V 2 V - 0 V 0 V /

3 di mana V ialah beCa keupayaan yang melalui

sel kering. 5

# 7ika ;ukum >hm diaplikasikan kepada setiap

mentol kita akan mendapati

V 2 V - 0 V 0 V /

I* 2 I1- 0 I1 0 I1/

7ika setiap keadaan dalam persamaan dibahgikan

dengan I% kita akan mendapati rintangan

berkesan

* 2 1- 0 1 0 0 1/

1 "eCa keupayaan adalah sama melalui setiap

mentol

V 2 V - * V * V /

& Arus elektrik yang melalui setiap mentol ialah

berkadar songsang kepada ringtangan pada

perintang. Arus dalam litar sama dengan jumlah

arus yang melalui mentol setiap #abang yang

selari.

I 2 I - 0 I 0 I /

3 di mana I ialah jumlah arus elektrik dari sel

kering 5

' 7ika ;ukum >hm diaplikasikan pada setiap

mentol yang berlaianan% kita akan mendapati

( I 2 I - 0 I 0 I /

/etiap keadaan dalam persamaan dibahagikan

dengan V% kita akan mendapat rintangan

berkesan

enenal 3as! laar =ers!r! dan selar!

1@

V*

V 1

-

V 1

+>V

1/

+

1*

-

1-

-

1

+> + -

1/





3a5 3b5

3#5 3d5

Ba4aan a,,eer ? Arus elekr!k

Ba4aan V-l,eer ? Bea Keu3a;aan ? V-lan

R!nanan Berkesan< R

1





3a5 3b5

3#5

3d5

5en;elesa!an ,asala2 V > IR

1B

!omplete the exercise ".' in your exercise boo# $$$$$$





7.( DA9A GERAKAN ELEKTRIK $ d..e% DAN RINTANGAN DALAAN

Da;a Geraka

Gambar 3a5 Gambar 3b5

1. itar elektrik dipasang seperti dalam gambar rajah 3a5. Voltmeter dipasang melalui sel

kering dengan 1.+ V.

a5 Gambar rajah 3a5 ialah 3litar terbuka 4 litar tertutup5

b5 3(erdapat pengaliran elektrik 4 (idak pengaliran elektrik 5 dalam litar. 8entol 3tidak

bernyala 4 bernyala5

#5 Voltmeter menunjukkan ba#aan 3 jumlah arus yang mengalir melalui sel kering 4 beCa

keupayaan yang melalui sel kering5

d5 "a#aan voltmeter ialah 3< V 4 1.+ V 4 ess than 1.+ V5

e5 "eCa keupayaan yang melalui sel pada l!ar er=uka ialah 3< V 4 1.+ V 4 ess than 1.+ V5.

0engan ini% daya gerakan elektrik% d.g.e.% 9 ialah 3< V 4 1.+ V 4 ess than 1.+ V5

f5 Ini bermaksud% 3< 7 4 less than 1.+ 7 4 1.+ 7 4 '.< 75 tenaga elektrik diperlukan untukmemindahkan 1 C #as melalui sel kering atau melengkapkan litar sepenuhnya.

!<

,o #urrent flo&

*

"a#aan voltmeter%

d.g.e

Voltmeter reading%

potential differen#e% V e.m.f.%

9

E < r

$urrent flo&ing





!. /&it#h adalah tertutup dalam gambar rajah 3b5.

a5 Gambar rajah 3b5 ialah 3litar terbuka 4 litar tertutup5

b5 3(erdapat pengaliran arus elektrik 4 (idak ada pengaliran arus5 dalam liatar. 8entol

3tidak bernyala 4 bernyala5

#5 "a#aan voltmeter ialah 3 beCa keupayaan melalui sel kering 4 beCa keupayaan memlui

mentol 4 daya gerakan elektrik5.

d5 "a#aan pada voltmeter ketika s&it#h tertutup 3lebih rendah 4 sama seperti 4 lebih

tinggi5 apabila s&it#h terbuka.

e5 7ika voltmeter dalam rajah 3b5 ialah 1.' V% ini bermaksud% tenaga elektrik yang

dihilangkan oleh 1$ #as apabila melalui mentol ialah 3<.! 7 4 1.' 7 4 1.+ 75

f5 "eCa keupayaan telah turun sebanyak 3<.! V4 1.' V 4 1.+ V5. Ini bermaksud% beCa

keupayaan telah hilang kerana rintangan dalaman% r yang ada pada sel kering 3<.! V4 1.'

V 4 1.+ V5.

g5 ,ytakan hubungan antara d.g.e% 9% beCa keupayaan melalui mentol% V* dan pengurangan

beCa keupayaan disebabkan rintangan dalaman% Vr .

2letro)oti3e %ore$ e.).%.$ 2 * Potential 4i%%erene 0 4ro( in Potential 4i%%erene

aross resistor$ 1 due to internal resistane$r

* V 1 0 V r &#ere V 1 * I1 and V r * Ir

* I1 0 Ir

* I 1 0 r+

!1





'.

i. -enapa nilai beCa keupayaan yang merentasi perintang tidak sama

dengan d.g.e sel kering?

"eCa keupayaan jatuh sebanyak 6. V disebabkan rintangan dalaman.

ii. -enal pastikan nilai rintangan dalaman.

8elalui formula 9 2 V H Ir

-.5 2 -.- 0 6.5 r

r 2 6.8 Ω

>leh itu% nilai rintangan dalaman ialah 6.8 Ω

iii. -irakan nilai rintangan luar%

0engan V 2 I*

-.- 2 6.5 *

* 2 . Ω

0engan ini% nilai rintangan luar ialah . Ω

!!

!omplete the exercise ".( in your exercise boo# $$$$$$





7.) TENAGA ELEKTRIK DAN KUASA

Tenaa Elekr!k

1. Penukaran teanaga

$a% $=%

!. Apabila peralatan elektrik dibuka% tenaga ..............................dari pun#a sumber

telah ................................... kepada bentuk tenaga tang lain.

'. 0engan ini% tenaga elektrik merupakan

!'

sel kering

3tenaga kimia5

#ahaya dan haba

arusarus

Penukaran tenaga

2letrial energ'→

9ig#t energ'0 eat energ'

sel kering

3tenaga kimia5

arusarus

Penukaran tenaga

2letrial energ'→

Kinetienerg'





Tenaa Elekr!k dan Kuasa Elekr!k

1. Bea keu3a;aan% V di antara dua titik ialah ............................ yang hilang atau

dipindahkan oleh satu 4-ul-,= -f 4as% 6 untuk melalui dua titik tersebut.

!. >leh itu%

'. 0engan%

). Kuasa ditakrifkan sebagai kadar tenaga hilang atau dipindah

+. 0engan

Tenaa Elekr!k< E Kuasa Elekr!k< 50ari definisi beCa keupayaan% V -uasa ialah kadar pemindahan tenaga elektrik%

(enaga elektrik ditukar% 9

di mana 6 2 It

0engan ini% di mana V 2 I*

0engan ini% di mana I 2 V *

0engan ini%

Enit /I )oule *)+ Enit /I )oule per second ) s-1 Watt*W+

5en!raan Kadar Kuasa dan 5enunaan Tenaa -le2 5el=aa! 5eralaan Elekr!k

!)

/ %0

/ %I t

/ I &

% & t

/

%0t

2 /

2 / %I

I & t

2 /

2 / I &

lectrical energy dissipated,

!harge, 0 3ea #eupayaan, % /

/ %0

nergy dissipated,

time, t

4uasa, 2

//





1. 7umlah tenaga elektrik yang digunakan pada jangka masa boelh dikira dengan

(enaga yang digunakan 2 -adar -uasa : 8asa

9 2 Pt di mana tenaga% 9 dalam 7oules

kuasa% P dalam &atts

masa% t dalam saat

!. Enit pengukuran tenaga elektrik yang digunakan untuk pengiraan penggunaan

elektrik ialah

………………………………………...

1 kDh 2 -666 ; /<66 =

2 '. : 1< 7

2 - unit

'. /atu kilo&attjam ialah tenaga yang hilang atau dipindahkan oleh ….. kD alat dalam

……... jam.

). Peralatan elektrik yang bekerja dengan kesan pemanasan biasanya ditandaka4dilabel

dengan% ……………… dan …………………..

+. -adar penggunaan elektrik peralatan bergantung kepada ……………… dan

……………………….% $ 2 * Pt

. -uasa hilang dalam perintang% tiga #ara untuk mengira kuasa%

*2 1<<Ω% I2<.+ A% 5>@

P 2 I!*

2 *.5+& 1

2 &5 watts

K-s Tenaa Elekr!k

!+





Peralatan -uantiti -uas 4 D -uasa 4 kD8asa

3 jam 5

Penggunaantenaga

3kDh5

8entol + <

Peti sejuk 1 )<< !)

#erek 1 1+<< '

/terika 1 1<<< !

7umlah tenaga yang digunakan% 9 2 6.8 0 >.< 0 .5 0 .6+

2 -<.58 kDh

-os 2 -<.58 kDh : *8 <.!

2 *8 .<

5er=and!nan 3el=aa! 3eralaan eler!k dar! se! ke=erkesanan 3enunaan enaa

1. ampu tungsten berfilamen

menukarkan ...............................kepada tenaga yang

berguna seperti .....................dan tenaga yang tidak bergunaseperti ...........................

!. ampu berpendarfluor atau Jlampu jimat tenagaJ

menghasilkan lebih sedikit tenaga haba berbanding

dengan lampu berfilament.

'. a5 -eberkesanan lampu berfilamen

Keberkesanan * ?ut(ut (

In(ut (o&er

* / ; -66<6

* 5 @

b5 -eberkesanan lampu berpendaflour atau J lampu

jimat #ahayaJ

Keberkesanan * ?ut(ut (o&er ; -66

In(ut (o&er

* / ;

-

!omplete the exercise ".5 in your exercise boo# $$$$$$

Documents

Bab 7 Keelektrikan ( Fizik Tingkatan 5)