Elektrik Asas

  • View
    2.114

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of Elektrik Asas

KERTAS PENERANGANKURSUS / TRADE TAHAP / LEVEL TOPIK / TOPIC NO. KOD : HUKUM OHM Penjaga Jentera Elektrik / Chargeman AO ELEKTRIK ASAS Elektrik asas-2006 Muka : 1 Drp: 43

Di awal kurun ke-19, George Simon Ohm telah melakukan beberapa siri ujian dan mendapati pertalian wujud antara arus, voltan dan rintangan. Pertanian tersebut dinamakan hukum ohm yang menyatakan di dalam litar arus terus, LITAR SIRI terus dengan voltan dan berkadar sonsang dengan rintangan pada suhu tetap. arus berkadar Litar siri ialah litar yang mengandungi beberapa perintang disambung dari hujung ke hujung. Penyambungan jenis ini jarang diamalkan dalam pendawaian domestik mahupun V I industri kerana voltan bekalan akan diagih-agihkan antara beban-beban yang ada dalam litar berkenaan, menjadikan beban tersebut tidak berfungsi sepenuhnya. I 1/R Walaubagaimana pun, penyambungan jenis (I) akan bertambah. Dan jika V dikurangkan, makancasakan berkurangan. Ini bermakna jika voltan (V) ditambah, arus ini digunakan pada litar lampu hiasan, membuat I bateri basah dan beberapa kegunaan lagi. berkurangan dan jika rintanga (R) dikurangkan, I akan bertambah. Hukum ohm boleh ditulis Jika R ditambah, I akan dalam bentuk formula seperti berikut : Bagi mengira jumlah rintangan dalam litar siri kita boleh campurkan nilai rintangan di setiap perintang atau komponen. Arus yang mengalir dalam litar akan melalui perintang-perintang yang ada. Arus bekalan adalah sama dengan arus yang I = V/R mengalir di setiap perintang. R = V/I V=RxI Contoh : 1. Berapakah nilai arus yang mengalir di dalam litar yang mempunyai rintangan sebanyak 5 dan voltan 10V. R = 5 V = 10V I=? I = V/R I = 10/5 I = 2A. Berapakah jumlah rintangan yang mana voltan sebanyak 60V menyebabkan arus mengalir sebalik 3 Amp? V = 60V I = 3A R=? R = V/I Kesimpulan : R = 60/3 Dalam litar siri voltan bekalan adalah sama dengan jumlah voltan pada tiap-tiap perintang. R = 20. Vt = V1 + V2 + V3 Jumlah rintangan adalah jumlah nilai rintangan pada tiap-tiap perintang. Rt = R1 + R2 + R3 Jumlah arus bekalan adalah sama dengan arus yang mengalir di tiap-tiap perintang. It = I1 + I2 + I3 Contoh : 1. Perintang 50 dan 70 disambung siri dalam litar. Kira jumlah rintangan. Rt = R1 + R2 Rt = 50 + 70 Rt = 120 2. Di dalam sebuah litar siri yang mengandungi 2 perintang R1 23.8. Berapakah nilai rintangan R2 jika arus 10A mengalir dan bekalan 240V disambungkan. R = V/I = 240/10 = 24 Rt = R1 + R2 Elektrik asas-2006 No. Kod Muka : 2 Drp: 43 24 = 23.8 + R2 R2 = 24-23.8 R2 = 0.2 2.

R1

R2

R3

V1 I

V2

V3

V

LATIHAN 1. 2. 3. Kirakan jumlah-jumla perintang yang disambungkan secara siri kepada bekalan 240V. Nilai perintangperintang tersebut ialah 60, 70 dan 0.1k. Berapakah arus yang melalui litar berkenaan. Kirakan nilai voltan di tiap-tiap beban (perintang). Arus yang mengalir ialah 10A dengan nilai rintangan 3, 1.5 dan 2.5 disambung secara siri, Tiga perintang disambung siri dengan bekalan 12V. nilai rintangan ialah 1, 2 dan 3. Berapakah susutan nilai voltan pada perintang 2? Jumlah arus yang mengalir di dalam litar berpecah atau diagih-agihkan kepada cabang-cabang yang ada. Oleh itu, jumlah arus dalam litar adalah jumlau nilai di tiap-tiap komponen atau perintang. It = I1 + I2 + I3 + .. In Voltan atau beza uapaya yang terdapat di tiap-tiap perintang adalah sama dengan voltan bekalan. Vt = V1 = V2 = V3 = Vn Contoh : 1. 3 perintang tiap-tiap satu 4, 6 dan 8 disambung dalam bentuk siri. Kirakan jumlah rintangan. 1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/4 + 1/6 + 1/8 =6+4+3 24 Rt = 24 13 = 1.85

No. Kod

Elektrik asas-2006

Muka : 3 Drp: 43

Litar kompleks merupakan kombinasi di antara 2 jenis litar, litar siri dan selari. Litar ini banyak diamalkan dalam industri elektronik. Kaedah penyelesaian dalam litar ini adalah sama sahaja. Litar selari hendaklah diselesaikan terlebih dahulu, kemudian barulah bentukkan dalam litar siri.

Di dalam litar di atas, terdapat 4 perintang R1, R2, R3 dan R4 disambung siri-selari. R2 dan R3 disambung selari dan kemudian R1 dan R4 disambung siri dengan perintang R2, R3 tadi. Jumlah rintangan, Rt = R1 + R2 + R3 + R4 Di mana, i = 1 + 1 Rx R2 R3 Arus, It = I1 + I2 + I3 + I4 Di mana Ix = Ir2 + Ir3 Voltan, Vt = V1 + V2 + V3 + V4 Di mana Vx = Vr2 = Vr3 LATIHAN 1. Berapakah jumlah rintangan bagi litar di bawah dan jumlah arus yang mengalir bila bekalan 12 volt disambungkan. Elektrik asas-2006 No. Kod LITAR KOMPLEKS (SIRI SELARI)

Muka : 4 Drp: 43

I2 I1 R1 I3 R2 VR2 I4 R4

R3 VR3

V1

V2

V3

V

2.

Kirakan jumlah rintangan, jumlah arus dalam litar, dan arus yang mengalir melalui R6.

10

12

3.

Cari perintang R1.12

40

12

12V

No. Kod4.

Elektrik asas-2006

Muka : 5 Drp: 43

Dua perintang 4 dan 12 disambung selari. Satu perintang 10 disambung siri pada perintang tadi. Kirakan voltan bekalan jika : Arus 6A mengalir melalui perintang 10. 30 Arus 6A mengalir melalui perintang 12. 80 R4R1 R3R2

45 R5

17 R6 90

120

12V

? R1 25 R3 R2 25

30 Apabila daya digunakan untuk membuat atau menggerakkanR4 sesuatu, ini bermakna kerja dilakukan. Dalam litar elektrik voltan menggerakkan elektron disepanjang pengalir. Voltan ialah satu kuasa tekanan yang disebut juga daya I = 6A gerak elektrik. Ia menghasilkan kerja dalam bentuk cahaya, haba atau bunyi dan sebagainya.

Kadar sesuatu kerja yang dilakukan disebut kuasa (p), V = 50V dan disukat dalam unit watt. 1 Kw = 1,000 watt 1 Mw = 1,000,000 watt Setiap alat dan perkakas elektrik ada dinyatakan kadar voltan, arus serta kuasa. Contohnya : 250V ac 50 watt 250V ac 15 watt 220v 240v ac 80 watt 110V ac 60 watt 240V ac, 5 A Mengira kuasa dalam litar. Kuasa (power) = voltan x arus P=VxI V = P/I I = P/V P=VxI V=IxR P = I2R R = P/ I2 I = P/R P=VxI I = V/R P = V2/R R = V2/P Elektrik V = PR asas-2006

No. Kod Muka : 6 Drp: 43 KUASA (POWER) Jumlah kuasa yang digunakan di dalam sesuatu litar ialah dengan mencampurkan semua kuasa pada litar berkenaansama ada litar siri atau litar selari. Pt = P1 + P2 + P3 + P4 + .. + Pn Contoh : Kirakan kuasa dalam litar di bawah sekiranya bekalan voltan 6 volt dan arus 2A. Diberi, I = 2A V = 6V P=VxI P=6x2 P = 12 watt.

P

V

I

LATIHAN 1. Sebuah litar siri R1 = 30 dan R2 = 60 dikenakan arus 2A mengalir. Berapakah kadar kuasa yang diperlukan bagi litar ini. 2. 3. 4. Dua perintang disambungkan selari R1 = 30, dan R2 = 60. Arus 2A melalui R1 dan R2. Berapakah kadar kuasa bagi litar ini. Sebuah rumah mempunyai 10 point lampu yang tiap-tiap satu 60 watt dengan bekalan 240V. Berapakah I = 2A jumlah arus yang mengalir bila semua lampu menyala. Satu lampu elektrik berkadar 60 watt disambungkan dengan bekalan 240V. Berapakah nilai rintangannya? Jika lampu yang sama diberikan pula bekalan210 volt, berapakah kuasa yang boleh ditanggung oleh lampu 6V tersebut (rintangan lampu adalah tetap)? Kirakan : Jumlah rintangan. Arus di tiap-tiap perintang. Kuasa yang ditanggung oleh perintang 20. Jumlah kuasa dalam litar.

5.

No. Kod

Elektrik asas-2006

Muka : 7 Drp: 43

8

120V

20

40

120

Tenaga ialah kuasa yang dibuat atau digunakan di dalam jangka waktu tertentu. Tenaga elektrik diukur dalam unit kilowatt-jam (KWj). 401 KWj = 1000 watt-jam = 1 unit Satu kilowaat-jam bermakna 1000 watt kuasa digunakan dalam tempoh satu jam. Jika sebuah streka elektrik berkadar 1000 watt yang berfungsi sepenuhnya, jika digunakan selama satu jam, maka ia menggunakan 1000 watt sejam kuasa atau 1 kilowatt-jam atau 1 unit tenaga. Unit kilowatt-jam ini digunakan untuk menyukat tanaga yang digunakan oleh pihak berkuasa bekalan elektrik bagi menentukan bayaran kepada pengguna-pengguna elektrik. Alat yang digunakan untuk menyukat tenaga ialah jangka kilowatt-jam (kilowatt hour meter), KWh. Tenaga elektrik = kuasa x masa E=Pxt Terdapat 2 jenis jangka kilowat-jam iaitu jenis analog dan digital. Contoh : 1. Sebuah cerek elektrik berkadar 1500watt dipasang selama 4 jam. Berapakah tenaga yang digunakan? P = 1500watt, t = 4 jam, tenaga - ? Tenaga elektrik = kuasa x masa E=pxt E = 1500 x 4 E = 6000 watt-jam E = 6KWj. Elektrik asas-2006 No. Kod Muka : 8 Drp: 43 2. Sebuah rumah mengandungi beban-beban kuasa berkadar : 1000watt streka digunakan 2 jam, 1500watt TENAGA ELEKTRIK jam, 3 x 100watt lampu pijar digunakan 8 jam dan 30watt kipas digunakan 4 jam setiap cerek digunakan 1 hari. Kirakan kadar bayaran yang digunakan sehari. Jika pengguna menggunakan berterusan selama sebulan (28 hari), berapakah jumlah bayaran yang dikenakan jika harga seunit 20 sen. Streka = 1000 x 2 jam = 2000wj Cerek = 1500 x 1.5 jam = 2250wj Lampu = 3 x 100 x 8 jam = 2400wj Kipas = 30 x 4 jam = 120wj Jumalah tenaga = (2000 + 2250 + 2400 + 120) wj = 6770wj = 6.7KWj. Tenaga digunakan berterusan selama 28 hari, = 6.77Kwj x 28 hari = 189.56 unit. Jumlah bayaran yang dikenakan sebulan, = tenaga x harga seunit = 189.56 unit x 0.20 sen = RM37.91 sen.

No. Kod3.

Elektrik asas-2006

Muka : 9 Drp: 43

Kadar penggunaan beban bagi sebuah rumah seperti berikut : 3 x 60watt lampu pijar digunakan 15 jam sehari. 7Kw cooker digunakan 4 jam sehari. 1000watt streka digunakan 5 jam seminggu. 40watt peti sejuk digunakan 24 jam sehari. 50watt kipas digunakan 6 jam sehari. 2 x 40watt lampu pijar digunakan 15 jam sehari. Kirakan kadar bayaran yang dikenakan dalam tempoh sbulan (28 hari) dengan kadar 23 sen untuk 100 unit pertama dan 27 sen untuk unit yang berikutnya. Lampu = 3 x 60watt x 15 jam = 2700wj. Cooker = 7000watt x 4 jam = 28000wj. Peti sejuk = 40watt x 24 jam = 960wj. Kipas = 50watt x 6 jam = 300wj. Mentol = 2 x 40 watt x 15 jam = 1200waj. Streka = (1000watt x 5 jam)/7 hari = 714.3wj Jumlah tenaga = (2