Modul Elektrik Dan Elektronik

TAJUK 1 MESIN JAHIT

Modul Elektrik & Elektronik

TAJUK 1

ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

Pengenalan

Elektrik dan Elektronik akan membantu anda melaksanakan proses pengajaran pembelajaran dengan lebih berkesan mengikut matlamat Falsafah Pendidikan Kebangsaan. Bahagian ini merangkumi enam tajuk iaitu Asas dan Prinsip Elektrik, Konsep Asas Elektrik, Sumber Tenaga Elektrik, Komponen Elektronik, Litar Elektronik Asas serta Penyambungan Pemasangan Dan Pengujian Projek.

Hasil Pembelajaran

Di akhir bab ini anda seharusnya dapat

1. mengenal pasti jenis, fungsi dan simbol komponen elektronik;

2. mentafsir dan menterjemahkan litar skematik kepada litar

bergambar dan sebaliknya;

3. memasang dan menyambung projek elektronik yang mudah;

4. menghasilkan projek elektronik mudah berpandukan litar

skematik; dan lukisan bergambar.

5. mengamalkan langkah-langkah keselamatan semasa

melakukan kerja-kerja penyambungan dan pemasangan

projek elektronik.

6. melakukan ujian keterusan dan kefungsian menggunakan

meter pelbagai

1.1 Asas dan Prinsip Elektrik

a.Struktur atom pengalir dan penebat

Semua jirim terdiri daripada atom. Rajah 1.1 menunjukkan struktur asas suatu atom. Ianya terdiri daripada nukleus di bahagian tengah dan dikelilingi oleh elektron. Nukleus terdiri daripada proton dan neutron. Proton bercas positif manakala neutron tidak bercas. Kedua-dua zarah ini sentiasa kekal pada kedudukannya.

Rajah 1.1: Struktur asas atom

Atom mempunyai elektron yang sentiasa bergerak mengelilingi nukleus dalam orbit (juga dikenali sebagai shell). Elektron membawa cas negatif dan beratnya ialah 1/1840 berat proton. Bilangan elektron bergantung kepada jenis atom, misalnya karbon mempunyai 6 elektron, kuprum mengandungi 29 elektron dan sebagainya. Dalam keadaan biasa bilangan elektron sesuatu atom adalah sama dengan bilangan proton.

Atom mempunyai orbit berlapis-lapis. Setiap orbit mempunyai bilangan elektron dan paras tenaga yang tertentu. Orbit-orbit ini ditandakan dengan huruf K, L, M, N dan seterusnya. Orbit yang paling hampir dengan nukleus ialah orbit K dan orbit yang paling luar sekali dikenali sebagai orbit valensi. Elektron yang terdapat dalam orbit valensi dikenali sebagai elektron valensi. Bilangan maksimum yang boleh ditampung oleh setiap orbit ditentukan dengan menggunakan formula 2n2, di mana n mewakili nombor orbit mengikut kedudukan dari nukleus.

Mari lihat satu contoh untuk memahami struktur suatu atom dengan lebih mendalam. Jadual 1.1 menunjukkan bilangan elektron bagi setiap orbit bagi atom kuprum yang mempunyai 29 elektron. Rajah 1.2 menunjukkan taburan elektron dalam atom tersebut

OrbitBilangan Elektron Setiap Orbit

K2x(lxl)=2

L2x(2x2)=8

M2x(3x3)=18

N1

Jadual 1.1: Taburan elektron atom kuprum

Elektron bergerak mengelilingi nukleus dalam orbitnya. Elektron-elektron ini kekal beredar dalam orbitnya kerana kesan daya tarikan di antara proton dengan elektron. Elektron yang berada hampir dengan nukleus lebih kuat terikat. Ianya sukar dikeluarkan dari orbit berbanding dengan elektron yang berada jauh dari nukleus. Jika elektron di orbit valensi dikenakan tenaga luar, ia akan keluar dari orbitnya dan menjadi elektron bebas. Terdapat berbagai-bagai cara mengeluarkan elektron dari orbitnya. Antaranya adalah secara aruhan magnet, tindakan haba, kimia, cahaya, tekanan dan elektrik.

Bilangan elektron valensi sesuatu atom menentukan ciri elektrik atom itu. Pertalian ciri elektrik dengan bilangan elektron valensi ditunjukkan dalam Jadual 1.2.

Bilangan elektron valensiCiri elektrikContoh unsur

1, 2 atau 3Pengalirkuprum, emas aluminium

4Bahan separuh pengalir (Semikonduktor)karbon, silikon, germanium

5, 6 atau 7Penebatposforus, sulfur

Jadual 1.2: Kategori bahan berdasarkan bilangan elektron valensi

Jika dua objek yang berlainan cas dihampirkan, objek tersebut akan menarik antara satu sama lain. Sebaliknya, jika dua objek mempunyai cas yang sama, ianya akan menolak antara satu sama lain Hukum ini digambarkan dalam Rajah 1.3. Hukum ini dikenali sebagai hukum cas elektrik dan menjadi asas penting untuk memahami bagaimana aliran arus elektrik terjadi.

Rajah 1.3: Hukum Cas Elektrik

b. Sifat Pengalir dan Penebat

Rintangan yang diberikan oleh pengalir bergantung kepada empat faktor penting:

(1) Panjang bahan; semakin panjang suatu bahan, semakin tinggi rintangannya,

(2)Luas muka keratan bahan; semakin besar luas permukaan suatu bahan, semakin rendah rintangannya

(3)Jenis bahan; bahan yang berlainan mempunyai kerintangan yang berbeza

(4)Suhu; kebiasaannya semakin tinggi suhu bahan, semakin tinggi rintangannya

Terdapat satu lagi kelas bahan yang dinamakan bahan separuh pengalir (semikonduktor). Sifat rintangan bahan ini adalah di antara pengalir dan penebat. Silikon dan Germanium adalah contoh bahan separuh pengalir dan sering digunakan dalam pembuatan komponen seperti diod dan transistor.

Jawab soalan dibawah

Latihan

1. Pernyataan manakah yang benar mengenai atom?

(A) Nukleus bergerak mengelilingi atom

(B) Proton bergerak mengelilingi nukleus

(C) Elektron bergerak mengelilingi nukleus

(D) Elektron dan proton berada dalam nukleus2. Kumpulkan maklumat berkaitan struktur asas suatu atom. Bina satu

alat bantu mengajar struktur atom berdasarkan maklumat yang

diperolehi.

3 . Takrifkan istilah:

(i) pengalir

(ii) penebat

Aktiviti Tutorial

Tutorial

Bina projek Penguji Keterusan Litarberpandukan litar bergambar dalam

Rajah 1.4 Gunakan alatan tangan yang bersesuaian. Lakukan ujian keterusan bahan dalam Jadual 1.2 menggunakan hasil

projek Penguji keterusan litar yang telah anda bina. Tandakan ( )

dalam ruangan berkaitan untuk menunjukkan sama ada bahan tersebut

pengalir atau penebat

Komponen dan bahan yang diperlukan adalah seperti berikut:

Bongkah penyambung

(5 A)

Pemegang bateri 9V

Diod pemancar cahaya (LED)

Perintang tetap 1kilo ohm

Wayar teras tunggal

Bateri 9V

Pena ujian

Rajah 1.4: Projek Penguji Keterusan Litar

BahanPengalirPenebatBahanPengalirPenebat

kaca kuprum

getahtembikar

udaraplastik

emasair

karbonkertas

perakkain

Jadual 1.2: Kategori bahan pengalir dan penebat

.

Rumusan

Dalam tajuk ini, anda telah diperkenalkan dengan konsep struktur atom, penaglir dan juga penebat. Adalah dinasihatkan agar anda dapat memahmi konsep ini unutuk tajuk seterusnya.

Bacaan Asas

Yahya Emat (1989). Prinsip Elektrik. Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka.

Kementerian Pendidikan Malaysia (1990). Buku Teks Kemahiran Hidup Bersepadu Tingkatan 1 , 2, 3. Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka.

Rujukan

Kementerian Pendidikan Malaysia (1995). Pengajian Kejuruteraan Elektrik dan Elektronik : Tingkatan 4. Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka.

Stephen W. F. & Dale, R. P. (1984). Electricity and Electronics. New Jersey: Prentice Hall.

1.2Konsep Asas Elekktrik

a. Kuantiti elektrik

Cas

Tenaga elektrik terdiri daripada cas positif yang dibawa oleh proton dan negatif oleh elektron. Suatu objek dikatakan bercas positif jika mempunyai lebih bilangan proton, dan bercas negatif jika mempunyai lebih bilangan elektron. Jika objek itu mempunyai bilangan proton dan elektron yang sama banyak, ianya dikatakan neutral.

Kuantiti cas elektrik yang dibawa oleh satu proton dan satu elektron adalah sama besar. Kuantiti cas elektrik (Q) ini disukat dalam unit coulomb (C). Satu coulomb cas ialah jumlah cas yang dipunyai oleh 6.24 x 1018 proton (atau elektron).

Contoh:

Seutas dawai tembaga mempunyai 24.96 X 1018 elektron bebas. Berapakah jumlah cas yang terdapat dalam wayar tersebut?

Penyelesaian:

Diberi: bilangan elektron ialah 24.96 x 1018 elektron

1 coulomb ialah 6.24 X 10 18 elektron

Oleh itu:

24.96 X 1018 elektron

Cas (Q) =

6.24 X 1018 elektron

= 4 coulomb

Arus

Arus elektrik (I) disukat dalam unit ampere (A). Jika 1 coulomb cas mengalir melalui satu titik pada pengalir setiap saat, pengalir tersebut membawa arus sebanyak 1 ampere. Hubungan tersebut boleh ditulis dalam bentuk persamaan berikut:

=

di mana, I disukat dalam ampere, Q dalam coulomb dan t dalam saat

Contoh:

Hitung nilai arus yang mengalir dalam satu litar elektrik apabila 75 coulomb cas elektrik melalui titik tertentu selama 30 saat.

Penyelesaian

Diberi: Q= 75 C dan t = 30 s

= QFormula:

t

75C

Oleh itu:Arus=

30s

= 2.5 C/s

=2.5 A

Voltan

Apabila dua terminal suatu bateri disambungkan oleh pengalir, arus elektrik akan mengalir. Satu terminal akan membekalkan elektron melalui pengalir tersebut manakala terminal yang satu lagi menerimanya. Pengaliran arus ini disebabkan oleh voltan (V), atau beza upaya, merentasi kedua-dua terminal bateri itu. Semakin banyak elektron yang boleh dibekal dan diterima oleh terminal bateri tersebut, semakin tinggi voltannya. Voltan diukur dalam unit volt (V).

Rintangan

Rintangan ialah suatu ciri bahan pengalir yang menghalang pengaliran arus elektrik di dalamnya. Bagi satu nilai voltan (V) yang dikenakan pada suatu litar elektrik, kuantiti rintangan (R) dalam litar tersebut akan menentukan jumlah arus (I) yang mengalir.

Kuantiti rintangan (R) disukat dalam unit ohm ((). Satu bahan dikatakan mempunyai nilai rintangan 1 ohm apabila ianya dapat membenarkan arus 1 ampere mengalir dalam litar apabila voltan 1 volt dikenakan kepadanya.

Pertalian ketiga-tiga kuantiti ini dinyatakan dalam Hukum Ohm.

b.Arus Terus dan Arus Ulang Alik

Arus Terus (AT)

Arus elektrik ialah suatu pergerakan cas-cas. Kejadian ini boleh ditunjukkan dengan menyambung satu mentol kepada kutub positif dan negatif satu bateri melalui wayar kuprum seperti di dalam Rajah 1.5. Arus akan mengalir melalui wayar dan filamen mentol menyebabkan mentol menyala. Arus yang terhasil daripada bateri ini mengalir dalam satu arah sahaja dan dinamakan arus terus (AT). Mari kaji kejadian arus terus dengan lebih mendalam.

Dalam keadaan biasa, elektron bebas dalam wayar pengalir (seperti kuprum) bergerak secara rawak. Rajah 6menunjukkan keadaan pergerakan ini.

Apabila kutub negatif dan positif suatu bateri disambungkan kepada hujung wayar tersebut, elektron bebas bergerak dari satu atom ke atom lain dalam satu arah seperti yang digambarkan oleh Rajah 1.7. Aliran elektron ini menghasilkan arus elektrik yang dikenali sebagai arus terus (AT).

Kuantiti arus dalam litar seperti dalam Rajah 1.4 adalah tetap sepanjang masa. Keadaan ini menghasilkan gelombang arus terus berbentuk garis lurus. Rajah 1.8 menunjukkan gelombang arus terus melawan masa.

Perhatikan arah aliran arus yang digambarkan dalam Rajah 1.4 dan Rajah 1.6 Dalam kedua-dua rajah ini arus mengalir daripada kutub negatif ke kutub positif bateri. Aliran arus seperti ini dikenali sebagai arus elektron. Mengikut satu ketentuan lain, arus lazim (arus konvensional) mengalir daripada kuitub ke kutub negative.

Arus Ulang Alik (AU)

Bekalan elektrik daripada stesen janakuasa ke rumah, sekolah, kilang dan sebagainya mempunyai ciri aliran arus yang berlainan. Arah aliran arus ini sentiasa bertukar fasa dari positif ke negatif dan sebaliknya berulang-ulang. Arus seperti ini dinamakan arus ulang alik (AU). Rajah 1.5 menunjukkan gelombang arus ulang alik. Bentuk gelombang seperti ini dikenali sebagai gelombang sinus.

Perubahan arah aliran arus ulang alik disebabkan oleh perubahan kekutuban punca voltan secara berselang-seli. Rajah 1.9 menunjukkan bahawa nilai arus meningkat dari sifar ke maksimum pada fasa positif dan kemudian menurun ke sifar. Seterusnya, nilai arus ini akan menuju tahap maksimum pada fasa negatif dan kemudian kembali ke sifar.

Aktiviti: Buat bacaan lanjutan untuk mendapatkan maklumat lanjut mengenai jenis-jenis gelombang arus ulang alik selain daripada gelombang sinus.

c.Hukum ohm

Hukum ini menyatakan bahawa arus (I) yang mengalir melalui satu beban dalam tertutup adalah berkadar terus dengan voltan (V) yang merentasi beban dan berkadar songsang dengan rintangan (R) beban tersebut dengan syarat suhunya tetap. Hubungan V, I dan R ini dinyatakan oleh formula berikut:

di mana: I dalam ampere, V dalam volt dan R dalam ohm.

Rajah 1.10 boleh membantu anda mengingati formula tersebut.

Contoh Pengiraan:

Contoh 1:

Hitung arus yang mengalir melalui beban 24 ( jika sebuah bateri 12 V disambung merentasinya.

Penyelesaian:

Diberi : V = 12V, R= 24 (

V

Formula: I =

R

12V

Oleh itu, Arus (I)=

24 (

= 0.5 A

Contoh 2:

Beza upaya yang merentasi suatu beban ialah 12 V dan arus yang mengalir melaluinya ialah 0.4 A. Berapakah nilai rintangan beban tersebut?

Penyelesaian:

Diberi: V = 12 V, I = 0.4 A

V

Formula: R =

I

12V

Oleh itu, Rintangan (R) = = 30 ohm

0.4 A

d. Litar Siri dan Selari

Dalam tajuk ini anda akan pelajari jenis-jenis litar elektrik dan ciri-ciri penting setiap jenis litar. Anda juga akan mempelajari cara menganalisis suatu litar khususnya yang berkaitan dengan tiga kuantiti elektrik yang telah dipelajari dalam Tajuk 3.1. Formula Hukum Ohm juga akan digunakan dalam tajuk ini.

Sesetengah pelajar mendapati tajuk ini membingungkan kerana banyak perkara yang perlu diberi perhatian dan melibatkan kerja-kerja pengiraan. Pada hakikatnya, tajuk ini tidaklah sukar untuk dipelajari. Sebagai langkah pertama, anda perlu memahami ciri-ciri litar siri dan selari termasuk yang berkaitan dengan kuantiti-kuantiti elektrik. Langkah seterusnya ialah memahami cara bagaimana sekumpulan beban dalam suatu litar disambung adakah ianya disambung secara siri atau selari. Kemudian membuat analisis atau pengiraan kuantiti-kuantiti mengikut jenis litar yang terlibat. Sebagai permulaan, mari pelajari apakah yang dimaksudkan dengan litar elektrik.

Litar elektrik ialah laluan untuk arus mengalir daripada sumber elektrik, kepada satu atau lebih beban dan kembali semula ke sumber bekalan melalui dawai pengalir. Anda boleh rujuk Rajah 4 .

Sumber elektrik mempunyai daya gerak elektrik yang mewujudkan beza upaya merentasi beban supaya arus dapat mengalir dalam litar apabila suis di tutup. Satu contoh litar yang asas adalah terdiri daripada sel, wayar, suis, dan mentol.

Penggunaan tenaga elektrik dalam kehidupan harian adalah bergantung kepada litar elektrik. Tenaga elektrik dapat dimanfaatkan jika ianya ditukar kepada bentuk tenaga lain seperti tenaga cahaya, haba, bunyi dan sebagainya oleh beban dalam suatu litar. Contoh beban ialah perintang, mentol, elemen pemanas, pembesar suara dan sebagainya. Setiap beban mempunyai rintangan. Sekarang mari pelajari istilah-istilah penting berkaitan dengan litar elektrik asas.

Litar terbuka

Litar terbuka Rajah 1.11 ialah litar yang terputus dan tidak lengkap. Arus tidak dapat mengalir melalui litar terbuka. Oleh itu, beban tidak boleh berfungsi.

Sebab-sebab litar terbuka:

(a) suis terbuka

(b)wayar terputus

(c)beban terbakar

(d) sambungan yang longgar

Nilai rintangan dalam litar ini adalah infiniti.

Litar tertutup

Litar Rajah 1.12 dikatakan litar tertutup. Sambungan antara sumber elektrik dengan beban* adalah lengkap. Arus dapat mengalir dalam litar dan beban dapat berfungsi.

Contoh beban ialah:

* peintang

lampu

alatan-alatan elektrik

Litar pintas

Litar pintas berlaku apabila terdapat sentuhan di antara dua wayar terdedah (Rajah 1.13). Arus tidak melalui jalan asalnya. (arus mengalir tanpa melalui beban). Keadaan ini menyebabkan arus yang mengalir menjadi terlalu besar kerana wayar pengalir mempunyai rintangan yang sangat rendah. Arus yang terlalu besar boleh meningkatkan suhu wayar. Litar pintas sangat merbahaya kerana boleh menyebabkan kerosakan wayar pengalir dan kebakaran.

Litar elektrik ialah laluan untuk pengaliran arus. Ianya terdiri daripada sumber elektrik, wayar penyambung, dan beban atau perintang. Litar elektrik yang mudah terdiri daripada sel, wayar, suis, dan mentol. Litar elektrik penting kerana tanpanya tenaga elektrik tidak dapat digunakan dalam kehidupan harian.

Litar siri

Litar siri adalah susunan litar elektrik dengan hanya satu laluan arus. Arus elektrik tidak ada jalan lain kerana semua komponen elektrik disambungkan secara berurutan atau bersiri.

Sambungan litar siri membolehkan arus mengalir melalui setiap komponen. Arus elektrik tidak dapat mengalir dan litar tidak berfungsi jika mana-mana bahagian pada litar terputus atau terbuka.

Rintangan dalam litar siri

Jumlah nilai rintangan bagi perintang yang disambung secara siri dalam satu litar adalah jumlah semua rintangan.

Bagi mendapatkan jumlah rintangan dalam litar siri, formula berikut digunakan:

Rj = R1 + R2 + R3 + + RnRj ialah jumlah rintanganR2 ialah perintang 2

R1 ialah perintang 1

R3 ialah perintang 3

Contoh:

Rajah 1.14: Litar selari

Arus dalam litar siri

Dalam litar siri, arus yang melalui mana-mana bahagian dalam litar adalah sama. Bagi mendapatkan jumlah arus melalui perintang dalam litar siri, formula berikut digunakan:

IJ = I1 = I2 = I3 . InVoltan dalam litar siri

Dalam litar siri, nilai voltan pada setiap perintang akan susut. Kadar susutan bergantung kepada nilai rintangan dalam beban tersebut. Jumlah susutan voltan pada setiap beban itu adalah sama dengan voltan punca bekalan.

Litar selari

Litar selari adalah sambungan litar elektrik dengan dua atau lebih laluan arus. Jika satu laluan terputus, aliran arus masih boleh mengalir melalui laluan yang lain. Oleh itu, litar selari digunakan untuk litar elektrik rumah.

Bagi mendapatkan jumlah voltan dalam litar, formula berikut digunakan:

Vj = V1 + V2 + V3 + + VnRintangan dalam litar selari

Apabila perintang disambung secara selari, jumlah rintangan dalam litar itu akan berkurangan kerana tendapat lebih laluan arus. Semakin banyak laluan arus, semakin kurang jumlah rintangan. Nilai voltan adalah sama pada setiap laluan arus dalam litar selari.

Arus dalam litar selari

Dalam litar selari, terdapat beberapa laluan arus. Kuantiti arus yang mengalir melalui setiap laluan bergantung kepada nilai rintangan pada laluan yang berkenaan. Jika rintangan laluan itu tinggi, arus yang mengalir berkurangan tetapi jika rintangan itu rendah, arus yang mengalir meningkat. Jumlah arus dalam litar selari boleh dikira dengan menggunakan formula berikut::

Ij = IR1 + IR2 + ..+ IRn

Ij ialah jumlah arus

Voltan dalam litar selari

Dalam sambungan litar selari, nilai voltan pada beban adalah sama dengan nilai voltan pada setiap laluan arus. litar siri-selari digunakan di dalam radio, televisyen, dan dalam perusahaan elektrik dan elektronikBagi mendapatkan jumlah voltan dalam litar selari, formula benikut digunakan:

Vj = V1 = V2 = V3Contoh pengiraan kuantiti-kuantiti elektrik dalam litar selari

Berpandukan Rajah 1.15, tentukan: (i) jumlah rintangan Rj (ii) beza upaya VR1 dan VR2 (iii) jumlah arus Ij arus IR1, dan IR2 jika R1 = 20 (, R2 = 30 ( dan Vj = 5V.

Rajah 1.15 Litar selari

Penyelesaian:

Diberi:R1= 20 (, R2 = 30 ( dan Vj = 5 V

(i)Jumlah rintangan:

Formula:

1

1

1

1

=

+

+ +

Rj

R1

R2

Rn

Oleh itu,

1

1

1

3+ 2

=

+

=

Rj

20

30

60

5

1

=

=

60

12

Rj = 12 ((ii)Beza upaya dalam litar selari adalah sama: V1 = V2 = Vj Oleh itu, V1 = V2 = 5V(iii) Jumlah arus Ij:

Formula: Ij = Vj/Rj

Oleh itu, jumlah arus, Ij = 5 V/12 ( = 0.42 A

Arus I1:

Formula: I1 = V1/R1

Oleh itu, arus I1 = 5 V/20 ( = 0.25 A

Arus I2:

Formula: I2 = V2/R2

Oleh itu, arus I2 = 5 V/30 ( = 0.17 AKebaikan litar selari

(a)Semua lampu menyala dengan kecerahan yang sama terang.

(b)Setiap lampu dan alat elektrik dapat dihidupkan dan dimatikan secara

berasingan.

(c)Kerosakan atau kebakaran sesuatu lampu atau alat elektrik tidak memberi

sebarang kesan kepada perkakas yang lain.

(d)Voltan yang melintasi setiap perkakas elektrik adalah sama.

Litar siri-selari

Rajah 1.16 Litar siri selari

Litar siri-selari merupakan gabungan litar siri dengan litar selari dalam satu litar yang sama. Rajah 1.16 menunjukkan bentuk asas suatu litar siri-selari. Dalam contoh ini, perintang R2 dan R3 bersambung secara selari. Kedua-duanya bersambung secara siri pula dengan perintang R1.

Formula berikut digunakan untuk mendapatkan jumlah rintangan dalam litar selari:

R = R1 X R2 .(1) 1/Rj = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/Rn .. (2) R1 + R2

i.Rintangan dalam litar siri-selari

Rintangan dalam litar siri-selari dikira berdasarkan sambungan yang dibuat. Untuk pengiraan, bahagikan litar siri-selari itu kepada litar siri dan litar selari. Kira rintangan dalam litar selari dahulu dan kemudian campurkan nilainya dengan rintangan dalam litar siri.

Cari rintangan dalam litar selari dahulu, iaitu jumlah rintangan R2 dan R3 di atas

Gunakan formula:

1

1

1

=

+

Rj

R2

R3

1

1

1

=

+

Rj

20

20

1

2

=

Rj

20

Rj = 20 / 2

Rj = 10 ohm

Kemudian campurkan 10 ohm itu dengan rintangan R1 = 5 ohm,

oleh itu 10 ohm + 5 ohm = 15 ohm. Perbandingan antara litar siri dan litar selari

Litar siriLitar selari

1.Arus yang sama mengalir melalui semua perintang.1. Arus yang mengalir melalui setiap perintang adalah bergantung kepada rintangan masing masing.

2.Beza upaya merentasi setiap perintang R ialah I x R.2. Beza upaya yang sama merentasi semua cabang.

3.Vj = V1 + V2 + V3 + + Vn3. Ij = 11 + 12 + 13 + .. +In

4.Rj = R1 + R2 + R3 + + Rn4. 1/Rj = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... +1/ Rn

Litar siri-selari

Litar siri-selari terdiri daripada litar siri dan litar selari yang digabungkan

bersama. Rajah 17 menunjukkan contoh cara tiga perintang dapat digabungkan

dalam litar siri-selari.

(a) (b)

Rajah 1.17 Gabungan tiga perintang dalam litar siri selari

Untuk mendapatkan nilai jumlah rintangan setara litar siri-selari, langkah berikut boleh diikuti:

(a) kenal pasti kumpulan perintang yang bersiri dan selari.

(b) gunakan formula untuk menentukan nilai setara rintangan siri dan rintangan

selari (RjA dan RjB).

(c) gabungkan RjA dan RjB untuk mendapatkan nilai jumlah rintangan Rj.

Contoh 6:

Jika R1= 2(, R2= 2(, R3 = 4(, R4 = 4( dan R5 = 3( hitungkan nilai jumlah rintangan bagi litar Rajah 18(a) dan 18(b).

Rajah 1.18(a)Rajah 1.18(b)

Penyelesaian

(a) Diberi: R1 = 2(, R2 = 2(, R3 = 4( dan R4 = 4(Formula:Rj = RjA + RjB

1/RjA = 1/R1 + 1/R2

R1 R22 X 2

Rintangan setara: RjA = ----------- = ----------- = 1(

R1 + R22 + 2

3.4.3 Komponen komponen Asas Sambungan Litar Elektrik

Suis

1. Dalam penyambungan litar, suis digunakan untuk menyambung atau memutuskan aliran arus elektrik. Suis juga digunakan untuk menukar aliran arus melalui berbagai-bagai litar. Suis disambung secara bersiri kepada beban dalam litar dan dipasang pada wayar hidup.

2. Terdapat berbagai-bagai suis, antaranya ialah suis pisau dan suis togol.

Suis pisau

Suis pisau biasanya digunakan untuk penyambungan litar voltan rendah sahaja seperti membuat eksperimen di makmal. Contoh suis pisau mengikut kegunaan tertentu adalah seperti berikut:

Untuk mengawal hanya satu litar sahaja.

Untuk mengawal dua litar yang disambung kepada satu punca.

Untuk mengawal dua litar berlainan pada masa yang sama.

Untuk mengawal dua litar yang disambung kepada dua punca berasingan pada masa yang sama.

Diminta rujuk pensyarah ketika menjalankan aktiviti ini.

Aktiviti

Penyambungan litar siri, selari, dan siri-selari bersuisAlatan dan bahan:

Bekalan elektrik 6V A.T. wayar penyambung, 9 biji mentol 6 volt pemegang mentol, 3 suis pisau satu kutub satu anah, dan 3 papan litar.

Langkah:

(a)Sambungkan litar siri bersuis seperti Rajah 19 di bawah.

(b)Buat penyambungan litar selari bersuis berpandukan Rajah 2 di bawah.

(c)Buat penyambungan litar siri-selari bersuis berpandukan Rajah 3 di bawah.

(a)Litar siri

(b)Litar selari

(c)Litar siri-selari

(d)Tutup ketiga-tiga suis pada litar siri, litar selari, dan litar siri-selari.

(e) Perhatikan kecenahan mentol pada ketiga-tiga jenis penyambungan litar.

(f)Isikan pemerhatian anda dalam lajur yang disediakan dengan perkataan cerah, sederhana cerah, atau malap.

1.Berapakah jumlah rintangan bagi litar siri-selari yang ditunjukkan di bawah?

2.Jika mentol Z dalam rajah di bawah terbakar, mentol manakah yang akan terus menyala?

Latihan

Aktiviti 1.

Anda dikehendaki memahami konsep aasas elektrik dan menghitung kuantiti arus, voltan dan rintangan dalam liatar siri dan selari.

KuantitiSimbolUnit

Cas

Arus

Voltan

Rintangan

Aktiviti 2

Senaraikan perbezaan antara arus terus dan arus ulang alik.

PerbezaanArus terusArus ulang alik

Sumber

Pengaliran arus

Bentuk Gelombang

Kebaikan

Aktiviti tutorial

Tutorial

Anda diminta menyediakan jawapan bagi soalan berikut ketika bertemu dengan pensyarah pembimbing anda.

1. Mengikut pengalaman anda, beri satu contoh aktiviti di mana anda mengingkatkan kesedaran unsur keselamatan dalam sebuah bengkel. Bincangkan.

2. (a) Huraikan kosep struktur atom and hubungannya dengan penebat dan

pengalir.

(b) Bagaimanakah konsep ini memberi implikasi terhadap pengajaran

dan pembelajaran elektrik?

3. Selaku guru KH, terangkan cara penyambungan meter pelbagai di

dalam litar untuk mengukur voltan, rintangan dan arus , kepada

murid.

Rumusan

1. Litar buka ialah litar yang tidak lengkap dan terputus.Arus elektrik tidak dapat mengalir melaluinya.

2. Litar tutup ialah litar yang lengkap dan arus elektrik dapat mengaliur melaluinya.

3. Litar pintas berlaku apabila arus mengalir secara terus dalam litar tanpa melaui beban atau jalan asalnya. Litar pintas sangat berbahaya kerana boleh merosakkan komponen dan menyebabkan kebakaran.

4. Litar siri aadalah susunan litar elektrik dengan hanya satu laluan arus.

Arus yang mengalir dalam litar siri adalah sama pada mana-mana bahagian dalam litar.

5. Litar selari adalah sambungan litar elektrik yang mempunyai dua atau lebih laluan arus elektrik. Jika satu laluan terputus, aliran arus masih boleh mengalir melalui lauan yang lain.

6. Litar siri selari adalah gabungan litar siri dan litar selari. Litar siri selari digunakan dalam kebanyakan perkakas seperti radio dan televisyen.

7. Suis digunakan dalam litar untuk menyambung atau meutuskan aliran arus elektrik. Suis disambung secara bersiri kepaada beban dan dipasang pada wayar hidup.

8. Voltmeter digunakan untuk mengukur daya gerak elektrik (d.g.e.) atau beza upaya di antara dua titik dalam unit volt. Voltmeter mesti disambungkan secara selari dengan beban.

Bacaan Asas

Yahya Emat (1989). Prinsip Elektrik. Kuala Lumpumpur: Dewan Bahasa dan Putaka.


Rujukan



1.3Sumber Tenaga Elektrik

Selain daripada keperluan asas untuk hidup, manusia ingin meningkatkan keselesaan hidup. Bagi mencapai keinginan ini, pelbagai barangan termasuk perkakas dan peralatan elektrik dan elektronik telah direkacipta. Perkembangan ini menyebabkan permintaan terhadap tenaga elektrik meningkat dan menjadi semakin penting. Di samping barangan pengguna, tenaga elektrik juga perlu dalam bidang industri dan perniagaan. Dalam tajuk ini anda akan belajar mengenai pelbagai cara menghasilkan tenaga elektrik.

Tenaga elektrik boleh dihasilkan daripada beberapa sumber tenaga lain seperti cahaya, haba, dan kimia. Tenaga elektrik untuk kegunaan harian banyak dihasilkan dengan tindakan kimia dan kemagnetan. Berikut adalah beberapa cara menjana tenaga elektrik

Tenaga elektrik dapat dihasilkan melalui proses

a. Tindakan kimia

b. Tindakan Kemagnetan

c. Tindakan Cahaya

d. Tindakan Haba

e. Tindakan Tekanan

f. Tindakan Geseran

a.Tenaga elektrik daripada tindakan kimia

I.Terdapat sel kering dan sel basah

ii. Sel kering

Rajah 1.19 Sel Kering

a. Digunakan untuk alat-alat yang tidak memerlukan tenaga elektrik yang banyak .

b. Apabila sel kering digunakan, tindakan kimia berlaku di dalam sel.

c. Voltan sel kering yang biasa ialah 1.5 volt.

d. Sel kering boleh didapati dalam berjenis bentuk dan saiz.

e. Jenis arus elektrik sel kering ialah arus terus.

f. Sel basahRajah 20 Sel basah

a. Sel basah dapat menghasilkan tenaga elektrik yang banyak.

b. Sel asid plumbum ialah sejenis sel basah.

c. Bekas sel basah dibuat daripada plastik atau getah.

d. Plat positif berbilangan ganjil dan plat negatif berbilangan genap.

e. Voltan sel asid plumbum biasa ialah 2 volt.

f. Sel basah boleh dicas apabila tenaga elektrik menjadi lemah.

g. Apabila paras elektrolit berkurangan, boleh dipenuhkan dengan air suling.

h. Bacaan meter tumpat kurang daripada 1.2 menunjukkan sel itu perlu dicas semula.

b.Tenaga elektrik daripada kemagnetan:

i. Arus elektrik boleh dijanakan apabila

a. satu pengalir memotong medan magnet yang tidak bergerak

b. medan magnet bergerak memotong pengalir yang tidak

bergerak

ii. Arus yang dihasilkan boleh ditambahkan sekiranya

a. magnet yang lebih kuat digunakan

b. bilangan lilitan pengalir ditambah

c. kelajuan pemotongan di antara pengalir dengan medan magnet ditambah

iii. Penghasilan arus melalui aruhan ialah prinsip yang digunakan di

Dalam sebuah dinamo:

Rajah 21 Dinamo basikal

a. Roda berpusing di dalam dinamo memutarkan magnet

b. Putaran ini mengaruhkan tenaga elektrik di dalam gelung dawai yang

dililit di sekeliling teras besi

c. Teras besi meningkatkan lagi arus yang dijanakan

d. Arus yang dijanakan oleh dinamo adalah arus ulang alik

c.Tenaga elektrik daripada cahaya

i. Sedikit arus elektrik terhasil apabila cahaya memancar ke atas permukaan bahan tertentu seperti kalium, natrium, selenium dan kalsium.

ii. Tenaga elektrik yang dihasilkan seperti ini digunakan di dalam satelit.

iii. Sel solar digunakan untuk menukar cahaya daripada matahari kepada tenaga elektrik.

iv. Sel-sel solar digunakan dalam kalkulator dan kamera.

Rajah 21 Sel Solar

a. Tenaga elektrik daripada haba:

i. Arus elektrik boleh dihasilkan oleh dua logam berlainan yang dibelit dan dipanaskan.

ii. Alat ini disebut termokupel dan digunakan sebagai termometer untuk menyukat suhu haba dalam relau gas automatik dan oven.

b. Tenaga elektrik daripada tekanan

i. Sedikit arus elektrik boleh dihasilkan apabila tekanan dikenakan pada sejenis hablur seperti kuartz dan garam Rochelle .

ii. Kuasa elektrik yang dihasilkan bergantung kepada banyaknya tekanan dikenakan ke atas hablur yang terkapit di antara dua plat logam.

iii. Prinsip ini digunakan dalam alat penyala gas, alat pemain piring hitam dan mikrofon.

Rajah 22 Tenaga elektrik daripada tekanan

c. Tenaga elektrik daripada geseran:

i. Apabila benda-benda tertentu seperti getah keras, kaca, lilin, bulu binatang dan nilon digeserkan, elektron berpindah dari satu bahan ke bahan yang lain.

ii. Bahan yang menerima elektron itu menjadi cas negatif dan yang menghilangkan elektron menjadi cas positif.

iii. Apabila dua bahan yang berlainan cas disambungkan, cas elektrik bergerak.

iv. Pergerakan cas elektrik ini dipanggil elektrik statik.

Latihan

1.Nyatakan perbezaan antara sel primer dan sel sekunder

Sel PrimerSel Sekunder

2. Apakah tenaga yang terhasil apabila arus mengalir melalui elemen pemanas?

3. Apakah sebuah motor elektrik berputar, apakah tenaga yang

dihasilkannya?

4. Apakah tenaga yang terhasil daripada diod pemancar cahaya?

Tutorial

Anda diminta mengenal pasti jenis-jenis sumber tenaga dan senaraikan dalam bentuk pengurusan grafik.

Rumusan

Setelah selesai anda mempelajari tajuk ini adalah diharapkan anda telah mencapai hasil pembelajaran yang telah ditetapkan. Anda dapat mengenal jenis jenis sumber tenaga. Tajuk ini juga menjelaskan konsep tenaga elektrik yang boleh ditukar kepada tenaga yang lain seperti haba, cahaya, bunyi dan mekanik. Tenaga elektrik boleh dihasilkan daripada sumber tenaga lain seperti geseran, tindakan bahan kimia, cahaya, tekanan, haba dan kemagnetan. Adalah dinasihatkan agar anda dapat memahami konsep ini untuk tajuk seterusnya.

Bacaan Asas



Rujukan



1.4Komponen Elektronik

Sebagai seorang pelajar baru dalam bidang elektrik dan elektronik, anda mungkin kebingungan apabila melihat komponen-komponen yang terdapat pada satu papan litar. Anda mungkin tertanya-tanya tentang apakah nama, kegunaan, binaannya dan pelbagai soalan lain mengenai komponen-komponen berbagai-bagai itu. Dalam tajuk ini anda akan diperkenalkan dengan jenis, simbol dan fungsi beberapa komponen elektronik.

Komponen-komponen elektronik boleh dikelaskan sebagai komponen pasif dan komponen aktif. Komponen pasif ialah komponen-komponen yang tidak menyumbang kepada gandaan voltan, dan arus kepada suatu litar. Ianya tidak memerlukan sebarang input untuk berfungsi. Contoh komponen pasif ialah perintang, pemuat dan pearuh.

Komponen aktif pula merupakan komponen yang mempunyai kebolehan an gandaan voltan, dan arus. Komponen ini juga boleh menghasilkan tindakan pensuisan dalam suatu litar. Kebanyakan komponen jenis ini dibina menggunakan bahan separuh pengalir. Contoh komponen aktif ialah transistor, diod dan litar bersepadu.

1.4.1 Komponen Pasif

a.Perintang

Perintang merupakan komponen yang paling biasa terdapat dalam suatu litar elektronik. Kegunaan utamanya ialah menghadkan aliran arus dalam litar kerana adanya rintangan. Perintang juga digunakan sebagai pembahagi voltan. Komponen ini melesapkan tenaga elektrik dalam bentuk haba. Unit untuk menyukat rintangan ialah ohm (().

Terdapat dua jenis perintang:

Perintang tetap perintang yang mempunyai nilai rintangan yang tetap

Perintang boleh ubah perintang yang nilai rintangannya boleh diubah-ubah

Contoh perintang tetap dan boleh ubah serta simbol skematiknya ditunjukkan dalam Rajah 1. 25.

Nilai perintang tetap dinyatakan dalam bentuk kod warna. Suatu perintang tetap jenis karbon biasanya ditandakan dengan 4 atau 5 jalur warna pada badannya. Mari kita pelajari cara menterjemah kod warna perintang yang terdiri daripada 4 jalur warna.

Rajah 1.25 menerangkan maksud jalur-jalur warna dan nombor yang diwakili oleh setiap warna.

WarnaJalur 1Jalur 2Jalur 3Jalur 4

Digit PertamaDigit KeduaPendarabHad Terima

Hitam001001 1%

Perang1110110 2%

Merah22102100

Oren331031000

Kuning4410410000

Hijau55105100000

Biru661061000000

Ungu7710710000000

Kelabu88108100000000

Putih991091000000000

Emas10-10.1 5

Perak10-20.01 10

Tiada warna 20

Contoh: Terjemahkan kod warna perintang berikut:

hijau hitam kuning emas

5

0104 5%

Penyelesaian:

Berdasarkan Rajah 1.25:

Warna hijau mewakili nombor 5

Warna hitam mewakili nombor 0

Warna kuning mewakili pendarab 104 atau 10000

Warna emas mewakili had terima 5%

Oleh itu, nilai rintangan = (50 X 10000) ( 5%

= 500000 5%

nilai had terima= 500000 X 5% = 25000 (Maka,

Had terima maksimum =500000 + 25000 = 525000 (

= 525 k(Had terima minimum=500000 25000= 475000 (

= 475 k(b.Pemuat

Pemuat merupakan satu komponen pasif yang dapat menyimpan cas elektrik. Ia boleh dicas dan dinyahcas. Jenis dan simbol pemuat ditunjukkan dalam rajah 1.26.

Pemuat mampu menghalang aliran arus terus apabila ianya dicas sepenuhnya. Sebaliknya pemuat membenarkan arus ulangalik mengalir dalam litar.

Binaan Pemuat

Pemuat dibina daripada dua plat pengalir yang dipisahkan oleh bahan dielektrik seperti ditunjukkan dalam rajah 1.27. Bahan dielektrik adalah jenis penebat elektrik seperti udara, kertas, mika, dan seramik.

Jenis Pemuat

Komponen kapasitor atau pemuat boleh didapati dalam banyak rupa bentuk dan saiz. Walau bagaimanapun kesemua kapasitor boleh dibahagikan kepada dua jenis iaitu pemuat tetap dan pemuat boleh ubah.

Pemuat tetap

Pemuat tetap ialah pemuat yang nilai kemuatannya tetap. Pemuat jenis ini ada yang berkutub seperti pemuat elektrolitik. Anda perlu pastikan pemuat berkutub disambung pada kekutupan yang betul. Pemuat tetap jenis tidak berkutub seperti pemuat seramik, mika dan kertas pula boleh disambung tanpa mengambilkira kekutupan sambungannya.

Pemuat boleh ubah

Pemuat boleh ubah ialah jenis pemuat yang nilai kemuatannya boleh dilaras. Nilai kemuatan dapat diubah sama ada dengan melaraskan luas permukaan plat yang berkesan atau jarak antara plat.

Kemuatan

Kemampuan sesuatu pemuat untuk menyimpan cas dinyatakan dalam kemuatan, C. Unit bagi kemuatan ialah farad, F. Nilai kemuatan sesuatu pemuat dinyatakan pada badan pemuat itu dengan menggunakan salah satu daripada cara berikut:

Nilai sebenar dicetak terus pada badan pemuat

Nilai dinyatakan menggunakan kod warna

Nilai dinyatakan menggunakan kod nombor tiga digit

Cara menterjemah nilai pemuat yang dinyatakan dengan kod nombor ditunjukkan dalam contoh berikut:

Kod nombor bagi pemuat dalam rajah 28 ialah 102. Dua digit pertama kod ini adalah nombor asas dan digit ketiga ialah pendarab. Jadi, nilai yang dinyatakan oleh 102 dalam rajah 28 ialah:

10 X 102 = 1000 piko Farad = 10 nano Farad = 0.001 mikro Farad.

Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai kemuatan sesuatu pemuat ialah:

luas permukaan plat jika luas permukaan plat bertambah, nilai kemuatan juga bertambah;

jarak di antara dua plat jika jarak di antara plat bertambah, nilai kemuatan akan berkurangan;

jenis bahan dielektrik bahan dielektrik yang berbeza mempengaruhi nilai kemuatan sesuatu pemuat

Penggunaan pemuat :

Jenis LitarPenggunaan pemuat

Litar PenapisMengurangkan voltan riak atau meratakan gelombang untuk mendapatkan voltan malar

Litar motorPembaik faktor kuasa litar

Mengurangkan kesan gangguan hingar kepada alatan lain

Litar penalaanMenentukan kadaran frekuensi penjana dan frekuensi radio

Spesifikasi pemilihan pemuat

Semasa memilih sesuatu pemuat untuk menyediakan sesuatu projek elektronik, spesifikasi berikut perlu diberi perhatian:

SpesifikasiKeterangan

Nilai kemuatanNilai kemuatan dinyatakan samada dengan menggunakan kod tercetak atau kod warna pada badan pemuat

Had terima pemuatHad terima menunjukkan kejituan julat nilai sebenar pemuat iaitu nilai kemuatan minimum dan maksimum

Voltan kerjaVoltan kendalian maksimum yang mampu diterima oleh pemuat sebelum pecah tebat dielektrik dilampaui.

Pearuh / Gelung / Induktor

Pearuh dibina daripada dawai pengalir yang dililit dalam bentuk gegelung. Rajah 1.29 menunjukkan simbol skematik pelbagai jenis pearuh. Nilai kearuhan sesuatu pearuh disukat dalam unit Henry, H. Kebanyakan pearuh mempunyai rintangan yang rendah. Pearuh menentang arus ulang-alik. Penentangan ini dinamakan regangan induktif, XL. Ianya biasa digunakan untuk menghasilkan voltan aruhan.

1.4.2Komponen Aktif

Diod

Diod ialah komponen yang membenarkan arus elektrik mengalir dalam satu arah.

Diod dibina dengan mencantumkan bahan semikonduktor jenis-P dan jenis-N. Cantuman ini menghasilkan diod simpang.

Bahagian diod yang dibina daripada bahan jenis-P dinamakan anod (+) sementara bahagian bahan jenis-N dinamakan katod (-). Rajah 13 menunjukkan diod simpang dan simbol skematiknya.

Bahagian katod ditandakan dengan satu gelang yang tercetak berhampiran

dengannya.

Satu fungsi penting diod simpang ialah menukarkan arus ulang alik kepada arus terus.

Diod mengalirkan arus apabila dipincang hadapan dan menghalang aliran arus apabila mendapat pincang balikan. Lihat rajah 31


Diod pemancar cahaya (LED) adalah satu jenis diod yang dapat memancarkan cahaya apabila mendapat punca voltan positif pada anod dan negatif pada katod.

LED membenarkan arus elektrik mengalir sehala.

LED biasa digunakan sebagai penunjuk.

LED beroperasi pada voltan rendah (sekitar 1.5V).

Perintang perlu disambung secara siri kepadanya untuk mengelakkan arus berlebihan mengalir melaluinya.

Rajah 1.32 menunjukkan bentuk fizikal dan simbol skematik LED.

Ada tiga cara untuk menentukan kaki LED:

a. Kaki yang hampir dengan permukaan rata adalah katod, dan yang jauh adalah anod.

b. Bagi LED yang baru, kaki anod lebih panjang dari kaki katod

c. Hujung kaki berbentuk bendera (di dalam badan LED) adalah katod

Transistor (Simpang DwiKutub) - BJT

dicipta pada 1948

membuka era baru dalam bidang elektronik

sumbangan transistor kepada bidang elektronik:

litar menjadi lebih kecil

litar beroperasi tanpa kuasa pemanas menjimatkan tenaga

menggandakan isyarat dengan sumber voltan rendah

peralatan elektronik lebih tahan lasak

Binaan dan Simbol transistor BJT

Terdapat dua jenis transistor BJT

PNP --- satu lapisan nipis bahan separa pengalir jenis-N diapit oleh bahan separa pengalir jenis-P

NPN --- satu lapisan nipis bahan separa pengalir jenis-P diapit oleh bahan separa pengalir jenis-N

Kaji binaan serta simbol skematik kedua-dua jenis transistor dalam rajah 33

setiap bahan separa pengalir ini disambungkan dengan kaki (pin)

nama dan fungsi kaki transistor adalah seperti dalam jadual 1:

Nama KakiFungsi

tapak (base B)mengawal arus pemungut

pengeluar (emitter E)membekalkan cas-cas kepada pemungut

pemungut (collector C)mengumpulkan cas daripada pengeluar

Memincang Transistor

Memincang Transistor NPN

Cara memincang transistor NPN dengan betul ditunjukkan dalam rajah 1.33.

Beri perhatian khusus kepada kekutupan punca bekalan yang disambung kepada setiap kaki transistor. (Kesilapan semasa membuat sambungan ini akan menyebabkan transistor rosak atau tidak berfungsi).

Kendalian transistor NPN apabila dipincang dengan betul dapat diterangkan seperti berikut:

Lapisan tapak sangat nipis (0.0025 cm) dan mempunyai sedikit sahaja lohong

Lapisan pengeluar dan pemungut lebih tebal dan mempunyai lebih banyak elektron.

Apabila transistor dapat punca bekalan voltan yang betul (seperti dalam rajah 34), proses berikut akan berlaku:

Elektron dari sumber bekalan VBE akan menolak elektron pada pengeluar ke arah simpang. Sebahagian kecil daripada elektron ini diresap oleh lohong di dalam tapak manakala majoriti elektron di tarik masuk ke dalam pemungut kerana kesan tarikan cas positif punca bekalan VCE. Pergerakan elektron ini menghasilkan aliran arus tapak (IB), arus pemungut (IC) dan arus pengeluar (IE). Sejumlah 1 - 5% arus IE mengalir ke tapak menjadi arus tapak, IB dan 95 - 99% arus IE mengalir ke pemungut menjadi arus pemungut, IC. Pertalian matematik bagi IE, IB dan IC ialah

Memincang Transistor PNP

cara memincang transistor PNP dengan betul ditunjukkan dalam rajah 1.35

Beri perhatian khusus kepada kekutupan punca bekalan yang disambung kepada setiap kaki transistor. Kaki pengeluar (E) disambung kepada punca bekalan positif VBE, pemungut (C) disambung kepada punca bekalan negatif VCE. (Kesilapan semasa membuat sambungan ini akan menyebabkan transistor rosak atau tidak berfungsi).

Apabila transistor dapat punca bekalan voltan yang betul (seperti dalam rajah 1.35), proses berikut akan berlaku:

Lohong pada pengeluar ditolak ke arah simpang oleh sumber bekalan VBE. Sebahagian kecil daripada lohong bergerak ke punca bateri VBE melalui tapak. Manakala majoriti lohong di simpang di tarik masuk ke dalam pemungut kerana kesan tarikan cas negatif punca bekalan VCE. Pergerakan lohong ini menghasilkan aliran arus tapak (IB), arus pemungut (IC) dan arus pengeluar (IE).

Merujuk kepada rajah 35, perhatikan bahawa:

arus dalaman transistor melibatkan pengaliran lohong

arus luaran transistor melibatkan pengaliran elektron Fungsi Transistor

Transistor berfungsi sebagai suis elektronik

Komponen ini juga berfungsi sebagai penguat untuk menggandakan arus, voltan atau kuasa

Transistor sebagai suis

Rajah 1.36 menunjukkan contoh litar transistor yang berfungsi sebagai suis.

Apabila suis S1 terbuka, simpang pengeluar-pemungut mempunyai rintangan yang sangat tinggi dan menyebabkan transistor berada dalam keadaan tidak beroperasi. Keadaan ini menyebabkan arus yang mengalir dari pengeluar ke pemungut menjadi terlalu kecil. Kesannya, tiada output dari transistor dihasilkan dan lampu dalam litar output tidak menyala.

Apabila suis S1 ditutup, arus dapat mengalir dalam litar input dan menyebabkan rintangan simpang pengeluar-pemungut berkurangan. Ketika ini transistor beroperasi dan menyebabkan arus besar mengalir dalam litar output. Aliran arus output menyebabkan lampu menyala dan transistor bertindak sebagai suis tutup.

Kesimpulannya:

Transistor akan off jika tapak-pengeluar tidak dipincang hadapan

Voltan yang mengawal arus tapak menentukan nilai arus output

Transistor sebagai penguat (amplifier)

Rajah 1.37 menunjukkan contoh litar transistor yang berfungsi sebagai penguat.

Isyarat input a.u. sebesar 0.02V p-p dikenakan kepada tapak transistor Q1. Isyarat output yang dihasilkan adalah sebanyak 3V p-p (disukat menggunakan osiloskop). Gandaan voltan, AV a.u. yang diperolehi dari litar tersebut ialah :

AV = (V keluar) /(V masuk)

= 3V p-p/0.02V p-p

= 150

Ini bermakna transistor Q1 mempunyai faktor penguatan sebanyak 150 kali ganda.

Litar Bersepadu (IC)

Litar bersepadu ialah komponen yang mengandungi transistor perintang, kapasitor, diod yang disepadukan menjadi sekeping cip.

IC boleh dikelaskan dengan berbagai cara (seperti bentuk pakej, bilangan komponen - LSI, VLSI, dsb.).

Pemproses mikro adalah satu jenis IC yang sangat besar dari segi bilangan komponen yand ada di dalamnya. (Contoh: IC Pentium III mengandungi 6 juta transistor di dalamnya).

IC juga boleh dikategorikan sebagai:

IC analog - seperti amplifier radio

IC digital - litar pensuisan 'on' atau 'off'

Contoh pakej IC ditunjukkan dalam rajah 1.38.

Rajah 39 pula menunjukkan fungsi pin IC 555 dan simbol skematiknya.

Bahan

Bongkah Penyambung

Bongkah penyambung (rajah 1.40) digunakan untuk menyambung dawai dan komponen elektronik dalam pemasangan projek.

Kelebihan menggunakan bongkah penyambung dalam pemasangan projek ialah pemasangan komponen boleh diubah-ubah dengan mudah.

Alat tangan yang diperlukan untuk memasang komponen kepada bongkah penyambung ialah pemutar skru mata rata bersaiz kecil atau pena ujian sahaja.

Aktiviti Tutorial

Tutorial

Terangkan aktiviti yang dapat dijadikan sebagai satu alat bantu mengajar yang melibatkan salah satu daripada cara-cara menghasilkan tenaga elektrik.

Masa Rehat

Latihan:

1.Lengkapkan maklumat mengenai komponen-komponen dalam jadual berikut:

Nama KomponenBentuk FizikalSimbol SkematikFungsi

Perintang tetap

Perintang boleh laras

Suis togel SPST

Pemuat elektrolitik

Transistor CS9012

Transistor CS9013

Perintang peka cahaya (LDR)

Buzer

Diod simpang


Aktiviti Tutorial

Tutorial

1. Mengapakah nilai had terima maksimum dan minimum suatu perintang

perlu diketahui?

2. Apakah yang dimaksudkan dengan giga (G), mega (M), kilo (k), mili, (m),

mikro ((), nano (n) dan piko (p) apabila digunakan untuk menyatakan nilai

bagi sesuatu kuantiti elektrik?

3.Terjemahkan dan kirakan nilai had terima maksimum dan minimum bagi kod warna perintang berikut:

a.Perang Hitam Merah Emas

b.Oren Ungu Merah Emas

c.Kuning Hitam Emas Emas

4.Berikan kod warna bagi perintang-perintang berikut:

a.47k( ( 20%

b.22k( ( 10%

c.10k( ( 50%

d.47( ( 20%

e.4.7( ( 50%

5.Terjemahkan kod nombor berikut seperti yang tercatat pada pemuat seramik:

a. 103

b. 104

c.474

5.Nyatakan faktor-faktor yang mempengaruhi nilai rintangan sesuatu perintang.

Rumusan

1. Jumlah rintangan dalam litar siri adalah hasil tambah setiap rintangan dalam litar tersebut.

2. Jumlah rintangan dalam litar selari adalah lebih kecil daripada nilai rintangan yang terkecil dalam litar tersebut.

3. Nilai rintangan bagi sesuatu perintang bergantung kepada kod warna

perintang dan juga kod tercetak.

4.Had terima menunjukkan nilai minimum dan maksimum bagi perintang.

5. Saiz perintang menunjukkan kadar kuasa maksimum yang boleh diterima oleh perintang.

6.Perintang yan mempunyai kestabilan tinggi dapat mengekalkan rintangan dengan perubahan suhu dan jangka hayat.

Bacaan Asas



Rujukan



1.5 Penyambungan, Pemasangan dan Pengujian Projek

Dalam Tajuk 1.4 anda telah mempelajari jenis, simbol skematik dan kegunaan komponen-komponen elektronik. Dalam tajuk ini anda akan mempelajari cara-cara bagaimana simbol-simbol tersebut dapat disatukan untuk menghasilkan lukisan litar. Lukisan litar yang akan dipelajari ialah rajah blok, rajah litar bergambar, rajah litar skematik dan rajah papan litar bercetak (PCB).

a. Lukisan Litar

Rajah Blok

Rajah ini terbina daripada blok-blok berlabel yang mewakili suatu litar atau peringkat. Setiap blok litar atau peringkat dilabelkan berdasarkan fungsinya. Sesuatu blok disambung antara satu sama lain menggunakan garisan-garisan anak panah untuk menunjukkan arah aliran isyarat atau pertalian di antara blok-blok. Rajah 41 menunjukkan contoh rajah blok satu sistem audio.

Dalam rajah 41, isyarat-isyarat masukan beraras rendah daripada mikrofon diadun oleh PENGADUN AUDIO. Isyarat yang dikeluarkan oleh pengadun (masih beraras rendah) ini kemudian dimasukkan pula kepada PENGUAT KUASA AUDIO. Penguat ini mengeluarkan isyarat beraras tinggi yang dapat membunyikan pembesar suara. UNIT BEKALAN KUASA menukarkan bekalan voltan arus ulang alik kepada voltan arus terus yang diperlukan oleh sistem tersebut.

Rajah blok amat berguna untuk menerangkan sesuatu sistem yang kompleks dengan mudah. Ianya juga menunjukkan pertalian di antara peringkat-peringkat dalam suatu sistem elektronik. Rajah blok juga memudahkan kerja-kerja mengesan kerosakan. Contonya, jika tiada isyarat keluaran daripada pembesar suara sedangkan isyarat keluaran daripada pengadun dapat dikesan, maka bahagian yang mungkin rosak ialah sama ada penguat kuasa atau pembesar suara. Dengan demikian, hanya bahagian penguat kuasa atau pembesar suara sahaja yang perlu dibaiki.

Rajah Litar Bergambar

Binaan sesuatu sistem elektronik boleh dipersembahkan dengan menggunakan rajah litar bergambar. Dalam rajah ini komponen-komponen dilukiskan menyerupai bentuk fizikalnya yang sebenar. Rajah 1.42 menunjukkan rajah litar bergambar suatu projek yang di pasang menggunakan bongkah penyambung.

Rajah ini sesuai digunakan oleh orang yang baru menceburi bidang elektronik. Ianya juga sesuai digunakan untuk membina projek elektronik yang kecil dan mudah. Ciri penting rajah ini ialah ianya menunjukkan susun atur fizikal sebenar sesuatu litar. Rajah ini membolehkan kebanyakan orang memahami suatu litar dengan mudah kerana kurang berbentuk teknikal.

Rajah Litar Skematik

Apabila sesuatu projek menjadi semakin besar, litarnya akan menjadi semakin kompleks. Bilangan dan jenis komponen yang terlibat juga bertambah banyak dan berbagai-bagai. Jika litar kompleks dilukis menggunakan rajah litar bergambar, ruang yang diperlukan untuk melukisnya lebih besar. Tambahan pula, pertalian di antara komponen-komponen semakin sukar dilihat. Oleh itu, rajah litar bergambar tidak sesuai digunakan untuk mempersembahkannya. Rajah litar skematik lebih sesuai digunakan untuk mempersembahkan suatu litar yang besar atau kompleks. Rajah ini membolehkan suatu litar besar dilukis dengan kemas dan dimuatkan dalam ruangan yang lebih kecil. Rajah 1.43 menunjukkan rajah litar skematik bagi projek dalam rajah 1.42

Bagi orang yang tiada latar belakang elektronik, rajah litar skematik kelihatan membingungkan. Jangan bimbang dengan keadaan ini kerana anda sudah mengenali simbol beberapa komponen elektronik dalam tajuk-tajuk yang lalu. Sebenarnya, rajah ini tidak jauh bezanya dengan peta jalan kerana kedua-duanya dilukis menggunakan simbol-simbol. Anda hanya perlu perbanyakkan latihan, kesabaran dan ketelitian.

Lukisan rajah litar skematik menggunakan simbol skematik piawai untuk mewakili sesuatu komponen tertentu. Garisan-garisan digunakan untuk menunjukkan sambungan di antara komponen-komponen. Selain daripada simbol, komponen-komponen juga dilabelkan dengan huruf-huruf (seringkali berserta nombor) tertentu. Label ini penting untuk pengenalan komponen. Biasanya satu rajah litar skematik disertakan dengan senarai komponen yang mengandungi maklumat penting mengenai sesuatu komponen.

Rajah skematik tidak memberi gambaran sebenar tentang perkara berikut:

1. susun atur fizikal komponen-komponen yang bakal dipasang

2. saiz dan ruang yang diperlukan oleh sesuatu litar yang hendak dipasang kerana saiz, bentuk dan warna suatu komponen adalah berbeza-beza walaupun saiz simbolnya sama

Bagi tujuan pembelajaran dan sebab-sebab yang lebih praktikal, anda perlu menguasai kemahiran menterjemah rajah litar skematik kepada rajah litar bergambar dan sebaliknya. Dengan cara ini, kefahaman anda terhadap sesuatu litar juga akan menjadi lebih mudah.

Rajah Papan Litar Bercetak

Peralatan elektronik komersial biasanya dipasang menggunakan papan litar bercetak. (Papan litar bercetak seringkali dipanggil PCB - singkatan bagi Printed Circuit Board). Rajah 1.44menunjukkan satu contoh projek elektronik yang dipasang menggunakan papan litar bercetak. Ciri utama PCB ialah penggunaan balapan kuprum tercetak menggantikan kebanyakan wayar-wayar penyambung komponen-komponen.

Beberapa kebaikan PCB:

1.Binaan litar biasanya kecil kerana kurangnya penggunaan wayar-wayar penyambung. Ciri ini menyebabkan penjimatan ruang.

2.Pemasangan litar lebih kemas dan komponennya tersusun rapi

3.Pembinaan litar boleh dijalankan dengan cepat cuma perlu letakkan komponen di tempat yang disediakan dan pateri.

4. Kesilapan semasa memasang litar dikurangkan kerana pendawaian dan susunan komponen telah ditentukan lebih awal.

5.Kaedah yang ekonomik jika litar yang sama hendak dihasilkan dengan banyak.

Kerja penting semasa melukis rajah litar jenis ini ialah menentukan susun atur komponen-komponen yang akan dipasang serta melakar balapan kuprum yang menyambungkannya. Saiz sebenar sesuatu komponen perlu diberi perhatian semasa melukis rajah papan litar bercetak. Pastikan anda melakar satu lubang untuk setiap pin (kaki) komponen. Kedudukan suatu komponen di atas papan litar bercetak boleh ditunjukkan dengan lukisan bentuk fizikal komponen berkenaan atau simbol skematiknya. Kedudukannya juga dilabelkan dengan label huruf (bernombor) untuk mengelakkan kesilapan semasa memasang komponen. Rajah 1.45 menunjukkan bagaimana suatu rajah papan litar bercetak disediakan berdasarkan rajah litar skematik.

Hasil lukisan rajah litar bercetak ini dipindahkan ke atas bod berlapik kuprum nipis untuk dicetak. Saiz lukisan rajah ini biasanya sama dengan saiz sebenar papan litar bercetak yang akan dihasilkan.

Langkah-langkah mencetak papan litar bercetak adalah seperti berikut:

1.Dapatkan sekeping bod berlapik kuprum untuk cetakan PCB.

2.Bersihkan permukaan kuprum dengan bahan penggilap logam atau atau berus keluli yang halus.

3.Pindahkan rajah papan litar bercetak yang telah disediakan ke permukaan kuprum.

4.Surih semula rajah yang telah dipindahkan ke atas permukaan kuprum dengan pen berdakwat kalis bahan kakis.

5.Punarkan permukaan kuprum dengan merendamkannya dalam larutan ferik klorida. (Larutan ferik klorida disediakan dengan melarutkan 250g hablur ferik klorida dalam 1 liter air). Berhenti menunar apabila semua bahagian kuprum yang tidak dikehendaki telah dikakis. Cuci bod kuprum dengan air dan keringkan bod.

6.Buat lubang pandu pada setiap tempat untuk memasukkan kaki komponen.

7.Tebuk lubang pada lubang pandu menggunakan gerudi mini berdiameter 1mm.

8. Bersihkan dakwat kalis bahan kakis dengan bahan pelarut yang sesuai (seperti thinner)

9. Uji keterusan balapan dengan menggunakan meter pelbagai.

Langkah selanjutnya selepas rajah litar berkaitan disediakan ialah pemasangan dan penyambungan.

b. Penyambungan dan pemasangan

Menghasilkan Projek Elektronik

Penghasilan projek elektronik boleh dilakukan dengan berbagai cara menyambung dan memasang komponen-komponen elektronik. Sesetengah cara melibatkan penggunaan bahan dan alatan yang murah dan mudah diperolehi. Ada pula cara yang memerlukan peralatan dan kemahiran yang khusus.

Komponen-komponen sesuatu projek boleh dipasang secara sementara atau kekal. Pemasangan sementara melibatkan kerja pemasangan yang berubah-ubah serta pengujian dan pembaikan yang kerap. Komponen-komponen boleh digunakan berulang-kali untuk beberapa projek yang berlainan. Pemasangan ini selalunya digunakan dalam kerja-kerja seperti mereka bentuk litar, latihan, ujian dan kajian makmal. Pemasangan jenis kekal pula digunakan untuk membina projek yang telah mantap reka bentuknya dan biasanya melibatkan pematerian. Dalam tajuk ini anda akan pelajari cara pemasangan projek elektronik.

Cuba anda kaji beberapa cara pemasangan projek yang biasa digunakan dalam penghasilan sesuatu projek elektronik seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.46 dan Rajah 1.47 hingga Rajah 1.48.

Susun Atur Komponen

Pemasangan projek elektronik melibatkan langkah-langkah kerja berikut:

1.Kaji susun atur komponen yang terbabit berdasarkan rajah litar yang disediakan. Jika perlu, ubahsuaikan susun atur komponen dengan melukis semula rajah litar. Rajah ini perlu disesuaikan dengan cara pemasangan yang dipilih. Anda perlu merancang susun atur komponen-komponen dengan teliti sejak dari peringkat awal pembinaan sesuatu projek. Langkah ini dapat mengelakkan kesukaran semasa menyiapkan projek.

2.Dapatkan bahan yang diperlukan berdasarkan kepada cara penyambungan yang dipilih serta komponen-komponen seperti yang dinyatakan dalam rajah litar dan senarai komponen yang disertakan. Beri perhatian kepada nilai dan jenis komponen yang diperlukan.

3.Uji semua komponen untuk memastikan ianya berkeadaan baik sebelum di pasang.

4.Ambil satu komponen pada satu-satu masa dan susunkan mengikut kedudukan yang ditunjukkan dalam rajah litar yang dirujuk. Perkara-perkara berikut perlu diberi perhatian semasa meyusun komponen di peringkat memasang (dan juga semasa melukis rajah litar):

a.Komponen-komponen berkaki tiga atau lebih (seperti transistor, penerus terkawal silikon (silicone controlled rectifier SCR dan litar bersepadu - IC) hendaklah disusun terlebih dahulu. Komponen lain yang berkaitan dengannya hendaklah disambungkan ke bahagian yang betul. Sambungan yang salah bukan sahaja mengakibatkan litar itu tidak berfungsi bahkan boleh merosakkan komponen itu. Anda perlu mengetahui cara-cara menalpasti kedudukan kaki komponen tersebut.

b.Komponen-komponen yang berkutub (seperti pemuat elektrolit, diod pemancar cahaya dan buzer piezo) di sambungkan mengikut kutubnya. Kaki positif mestilah disambungkan ke punca voltan positif dan kaki negatif kepada punca voltan negatif. Sambungan yang salah boleh merosakkan komponen.

5. Setiap kali suatu komponen dipasang, pastikan kaki komponen itu disambung dengan mantap. Jika perlu, goyangkan badan komponen untuk memastikan sambungan itu mantap. Sambungan yang longgar menyebabkan litar terbuka dan projek akan gagal berfungsi.

6. Setelah semua komponen dipasang, semak semula susun atur komponen berdasarkan rajah litar.

Setelah sesuatu projek siap dipasang dan disemak jangan tergesa-gesa untuk mengenakan sumber voltan. Anda perlu melakukan kerja pengujian litar.

Pematerian

Kerja memateri melibatkan penggunaan alat dan penguasaan kemahiran tertentu. Kerja ini tidaklah begitu sukar untuk dilakukan. Tetapi jika pematerian tidak dilakukan dengan sempurna, kegagalan untuk sesuatu projek berfungsi sentiasa sedia menanti. Oleh itu, berusahalah untuk menguasai kemahiran memateri dengan baik.

Timah pateri ialah satu aloi yang terdiri daripada campuran timah dan plumbum pada kadar 60:40 (iaitu 60% timah dan 40% plumbum). Timah pateri boleh didapati dalam beberapa saiz mengikut diameter. Timah pateri yang baik mengandungi bahan lakur atau fluks di bahagian tengahnya. Rajah 49 menunjukkan contoh timah pateri berserta bahan lakur. Fungsi bahan ini ialah:

membantu mengalirkan timah pateri lebur

mengelakkan pengoksidaan berlaku ketika kerja memateri

mengasingkan lapisan oksida pada tempat yang dipateri

Apabila melebur (pada suhu sekitar 370oC), timah pateri bertukar menjadi cecair yang kemudiannya melekatkan bahagian-bahagian logam yang hendak dicantum. Elakkan timah pateri lebur daripada terkena sambungan lain kerana ianya boleh menyebabkan litar pintas.

Alat pemateri digunakan untuk meleburkan timah pateri. Rajah 1.50 menunjukkan satu contoh alat pemateri elektrik yang sering digunakan dalam kerja elektrik dan elektronik. Alat ini diletakkan pada pemegang khas yang disertakan dengan sejenis span apabila digunakan.

Beri perhatian khusus kepada perkara-perkara berikut semasa memilih alat pateri:

1.Kadar kuasa 20 hingga 40 watt

2.Hujung bit pemanas bermuncung tajam atau rencung di satu sisi

3. Kebolehan untuk menukar ganti bit apabila perlu

Langkah-langkah memateri:

1.Buat persediaan berikut:

alat pemateri dipanaskan secukupnya

span telah lembabkan dengan air

timah pateri disediakan secukupnya

kaki komponen yang hendak dipateri digosok sedikit dengan kertas las

2. Panaskan kaki komponen dan balapan kuprum dengan hujung bit secara serentak kira-kira 2 hingga 3 saat.

3. Kenakan timah pateri pada kaki komponen yang telah dipanaskan dan biarkan timah melebur (Lihat Rajah 51)

4. Alihkan timah pateri dan kemudian alat pemateri.

5. Dapatkan hasil pematerian yang baik seperti dalam Rajah 1.52 untuk mendapat sambungan yang baik.

Di samping alat kelengkapan pematerian, anda juga perlu mengenali dan menggunakan beberapa alat tangan lain dengan cara yang selamat dan betul. Amalan tabiat kerja yang baik bukan sahaja dapat mengelakkan kecederaan semasa bekerja tetapi juga dapat memastikan alatan tersebut sentiasa berada dalam keadaan baik untuk satu tempoh yang lama. Beberapa alat tangan yang sering digunakan adalah seperti dalam Rajah 1.53 dan kegunaannya adalah seperti berikut:

Playar Muncung Tirus

memegang benda kerja kecil, membentuk dan menyerap haba semasa memateri

memotong dawai elektrik

Pemotong sisi

memotong dawai elektrik dan kaki komponen

Penjalur Wayar Spring

menanggalkan penebat dawai elektrik

Pemutar Skru

melonggar dan mengetatkan skru

dua jenis pemutar skru yang lazim digunakan ialah pemutar skru mata rata dan pemutar skru philip

Penyedut Timah Pateri

menyedut timah pateri yang hendak ditanggalkan daripada bod litar setelah lebur (digunakan serentak dengan alat pemateri)

Beberapa lagi alat tangan lain mungkin diperlukan dalam kerja elektrik dan elektronik. Sila dapatkan maklumat lanjut mengenai alatan ini daripada bahan rujukan lain.

Pengujian Litar

Pengujian litar perlu dilakukan setelah pemasangan disemak. Langkah ini perlu dilakukan sebelum bekalan sumber voltan dikenakan kepada projek yang siap dipasang. Terdapat dua ujian yang perlu dilakukan iaitu ujian keterusan dan ujian kefungsian.

Ujian Keterusan

Ujian ini dilakukan untuk memastikan sambungan-sambungan yang dibuat mempunyai keterusan. Pada masa yang sama, ujian ini juga dilakukan untuk mengesan keadaan litar terbuka dan litar pintas.

Ujian keterusan boleh dilakukan dengan dua cara:

a. Pemeriksaan Visual Semasa membuat pemeriksaan visual, tanda-tanda tertentu yang mungkin menyebabkan litar pintas dan litar terbuka dikesan melalui pemeriksaan dengan mata kasar. Antara tanda-tanda yang perlu diperhatikan dan kesannya adalah seperti berikut:

Tanda-tanda visualKesan

Sambungan kaki komponen longgarLitar terbuka

Kerosakan fizikal pada komponen yang dipasang (seperti tanda hangus pada perintang tetap)

Kaki komponen yang terdedah bersentuhan satu sama lainLitar pintas

Timah pateri yang melimpah melepasi balapan lain

Timah pateri menyambungkan dua komponen yang tidak sepatutnya bersambung

Komponen berkutub disambung dengan kekutuban yang salahLitar terbuka atau litar pintas atau kerosakan komponen

Apabila litar terbuka, arus elektrik tidak dapat mengalir ke dalam bahagian-bahagian tertentu litar seperti yang sepatutnya. Keadaan ini menyebabkan projek gagal berfungsi. Kejadian litar pintas pula bukan sahaja menyebabkan projek gagal berfungsi tetapi juga

b.Pemeriksaan Menggunakan Alat Ujian

Pemeriksaan visual tidak dapat mengesan beberapa keadaan tertentu pada sesuatu litar. Oleh yang demikian, pemeriksaan selanjutnya perlu dilakukan dengan menggunakan alat pengujian tertentu. Meter pelbagai adalah satu alat pengujian yang paling biasa digunakan dalam pemeriksaan ini. Satu daripada tujuan pemeriksaan ini ialah untuk memastikan bahawa jumlah rintangan keseluruhan litar yang dipasang tidak sifar atau infiniti. Jika bacaannya sifar, projek mempunyai litar pintas dan jika bacaannya infiniti, projek mempunyai litar terbuka.

Langkah-langkah berikut perlu dilakukan dalam ujian jenis ini:

1.Setkan meter pelbagai kepada fungsi meter ohm, pilih julat yang paling rendah dan buat pelarasan sifar (0 ohm).

2.Sentuhkan prob negatif dan positif kepada setiap punca penyambung bateri dan perhatikan bacaan nilai rintangan keseluruhan litar yang ditunjukkan oleh meter ohm. Perhatikan nilai rintangan yang ditunjuk oleh jarum penunjuk. Pastikan nilai rintangan yang ditunjukkan oleh meter itu tidak sifar atau infiniti. Jika projek dipasang dengan suis, ubah kedudukan tuil suis beberapa kali sambil memerhatikan kedudukan jarum penunjuk meter. Anda perlu menukar julat satu tahap lebih tinggi jika disyaki bahawa nilai rintangan keseluruhan litar melebihi bacaan maksimum yang boleh diukur oleh meter pada julat yang dipilih.

3.Terbalikkan kutub prob dan ulangi langkah 2.

Jika projek dipasang menggunakan verobod, ada kalanya pemeriksaan secara visual tidak dapat mengesan dua balapan kuprum bersebelahan yang pintas (kerana limpahan timah pateri yang terlalu kecil). Keadaan ini boleh dikesan menggunakan meter ohm mengikut langkah berikut:

4.Setkan meter pelbagai kepada fungsi meter ohm, pilih julat yang paling rendah dan buat pelarasan sifar (0 ohm).

Sentuhkan satu prob pada satu balapan dan prob yang satu lagi pada balapan bersebelahan. Bacaan meter ohm sepatutnya menunjukkan bacaan infiniti (kecuali jika balapan bersebelahan memang sengaja disambung menggunakan wayar pelompat).

5.Jika bacaan sifar ohm diperolehi, lalukan bit alat pemateri panas di sepanjang balapan untuk mencair dan membuang limpahan timah pateri.

.Ulangi langkah 2 untuk memastikan masalah litar pitas telah diatasi.

Setelah kedua-dua ujian keterusan telah dilakukan dan semua masalah litar pintas, litar terbuka atau kerosakan fizikal komponen dibaiki, barulah projek tersebut boleh dikenakan punca voltan.

Walau bagaimanapun, anda perlu pastikan perkara-perkara berikut sebelum menyambung bekalan voltan kepada projek:

6.Wayar-wayar penyambung bateri telah disambungkan mengikut punca yang betul. Wayar merah adalah wayar positif (+) manakala wayar hitam adalah wayar negatif (-).

7.Pastikan voltan sumber bekalan kuasa elektrik adalah seperti yang dikehendaki untuk sesuatu projek berfungsi dengan sempurna. Voltan yang lebih tinggi boleh merosakkan komponen manakala voltan yang rendah tidak akan memberi kesan yang memuaskan.

8.Projek yang memerlukan bekalan kuasa arus terus TIDAK boleh disambungkan ke soket bekalan kuasa elektrik 240 V arus ulangalik.

Latihan:

1.Namakan dua bahan yang digunakan untuk pemasangan projek elektronik secara sementara dan pemasangan kekal.

2.Bahan untuk pemasangan sementara:

a.

b.

3Bahan pemasangan kekal:

a. b.

4.Namakan dua komponen yang boleh dipasang tanpa mengambilkira kekutubannya.

a. b.

3.Namakan dua komponen yang perlu dipasang mengikut kekutuban yang betul.

a. b.

Aktiviti Tutorial

Tutorial

1. Kaji rajah litar skematik dan senarai komponen projek Pengesan Lembapan.

2. Pelajari contoh terjemahan rajah litar skematik kepada rajah litar bergambar untuk pemasangan menggunakan verobod bersaiz 17 lubang X 24 baris.

3. Terjemahkan rajah litar skematik tersebut kepada rajah litar bergambar menggunakan sekeping verobod bersaiz 14.5 cm X 6.5 cm dalam kertas verobod yang disediakan. Sila buat beberapa salinan kertas verobod kosong ini.

4. Semak lukisan yang anda sediakan berdasarkan rajah litar skematik.

5. Bawa rajah litar bergambar anda semasa menghadiri tutorial untuk melakukan kerja pemasangan.

6. Anda digalakkan untuk cuba melakukan kerja pemasangan secara

bersendirian jika berkemampuan sebelum menghadiri tutorial di maktab.

2.Lukiskan setiap komponen pada kedudukan yang betul di atas

3 Tandakan dengan bulatan pada komponen yang susunaturnya salah.

Rumusan:

Dalam tajuk ini anda telah didedahkan dengan isi-isi pelajaran yang berikut:

Suatu projek elektronik dipasang secara sementara jika bahan seperti blok kayu berskru/paku dan bongkah penyambung digunakan. Pemasangan kekal dibuat dengan memateri komponen pada verobod atau papan litar bercetak.

Susun atur komponen bagi sesuatu projek elektronik boleh dirancang

dengan melukis rajah litar bergambar dan rajah papan litar bercetak

berdasarkan rajah litar skematik.

Komponen berkutub hendaklah dipasang mengikut kekutuban yang betul supaya projek dapat berfungsi dan komponen tersebut tidak rosak. Komponen yang mempunyai tiga atau lebih kaki perlu dipasang dengan kedudukan yang betul dalam litar.

Pematerian perlu dilakukan dengan menggunakan alat, bahan dan

teknik yang betul supaya sambungan komponen mempunyai

keterusan yang dikehendaki dan tidak pintas.

Alat tangan perlu digunakan dengan cara yang betul dan selamat supaya kecederaan diri dan kerosakan alat serta projek yang dikerjakan tidak rosak.

Terdapat empat jenis lukisan litar dalam kerja-kerja elektronik iaitu: rajah rajah blok, rajah litar bergambar, rajah litar skematik dan rajah papan litar bercetak.

Rajah blok mewakili peringkat-peringkat dalam sesuatu litar dengan blok-blok berlabel yang dihubungkan dengan garisan anak panah dan membantu dalam memahami litar dan kerja mengesan kerosakan.

Rajah litar bergambar menunjukkan binaan suatu litar elektronik menggunakan bentuk fizikal komponen. Rajah ini mudah difahami dan digunakan dalam kerja memasang litar mudah.

Rajah litar skematik juga menunjukkan binaan litar elektronik tetapi menggunakan simbol-simbol skematik. Rajah ini sesuatu untuk melukis litar yang besar dan lebih bersifat teknikal.

Rajah papan litar bercetak perlu dilukis berdasarkan rajah skematik untuk mencetak bod litar PCB.

PCB dihasilkan dengan cara penunaran bod berlapik kuprum yang telah dilukis dengan rajah papan litar bercetak menggunakan larutan ferik klorida.

Bacaan Asas:

Abu Bakar Mohd. Sheikh et. al. (2000). Fokus PMR Kemahiran Hidup Bersepadu (Teras dan Kemahiran Manipulatif Tambahan). Bangi: Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

Rujukan:

Floyd, T. L. (1997). Principles of Electric Circuit 5th Edn. New Jersey, U.S.: Prentice-Hall International, Inc.

Reis, R. A. (1985). Introduction to Electronic Components and Circuit Assembly. Irvine, California: EKI International Inc.

Schuler, C. A. (1994). Electronics: Principles and Applications 4th Edn. International Editions. New York: McMillan-McGraw-Hill.

Stensel, P., Tung, T. & Soh, B.S. (2000). Keeping Up With Design Technology for Upper Secondary. Singapore: Pearson Education Asia Pte Ltd.

SELAMAT BELAJAR DAN SEMOGA BERJAYA

Arah balapan kuprum

Nota:

Bahagian bertanta x menunjukkan balapan kuprum perlu dipotong

AHLI PANEL PENGGUBALAN MODUL PEMBELAJARAN

Bil.NamaKelayakan

1.PENGERUSI

Jasmani bin Sarif

Maktab Perguruan Batu Pahat

KM 7.75 Jln Keluang

83000 Batu Pahat

012-6794745B. Sc Electrical & Electronic Eng. Technology

Guru SPU 12 tahun

Pensyarah KH (KMT) Elektrik & Elektronik 16 tahun

2.AHLI

Rosly bin Ismail

Maktab Perguruan Perlis

012-4321656B.Tech. Ed.(Hons) Elektrik

M.Ed. (Teknologi Pendidikan)

Pensyarah 18 tahun

Kemahiran Hidup 10 tahun.

3.AHLI 2

Fauziah binti Haji Jamil

Maktab Perguruan Sultan Mizan

Jalan Bukit Keluang

22200 Besut, Terengganu.

019-9409738Bac Pendidikan (Sains Pertanian)

MBA (Pengurusan Pendidikan)

Guru Sains Pertanian 13 tahun

Guru Kemahiran Hidup (ERT & Manipulatif) 4 tahun.

Pensyarah KH 4 tahun

4.AHLI 3

Siti Khamariah binti Rizuwan

Maktab Perguruan Batu Lintang

Kuching Sarawak.

016-8682574Bac.Pendidikan ERT

Msc. Pendidikan Teknik & Vokasional

Guru KH 10 tahun

Pensyarah KH/ERT 4 tahun

5.AHLI 4

Norzalia binti Muhamad

Maktab Perguruan Batu Pahat

Jln Keluang

83000 Batu Pahat

012-6795890Bac. Pendidikan Sains Pertanian

Sarjana Psikologi Kaunseling

Guru Sains Pertanian 12 tahun

Guru KH 6 tahun

Kaunselor pelajar 7 tahun

6.AHLI 5Nor Azmah binti Sujai

Maktab Perguruan Keningau

Jalan Nabawan

Beg Berkunci No 11

89009 Keningau, Sabah.

019-2087416Bac. Pendidikan Sains Pertanian

Sarjana Pengurusan Pendidikan

Guru KH 14 tahun

Pensyarah KH 2 tahun.

7.

PENYELARAS

Tn. Hj. Syed Hadzir bin Syed Hussain

Bahagian Pendidikan Guru

03-2507275

B.Tech. Ed.(Hons) Elektrik

SILA GUNAKAN ICON-ICON BERIKUT

BAGI TUJUAN / MAKSUD SEPERTI YANG DINYATAKAN

Gunakan pita rakaman audio atau radio.

Dokumen atau tugasan perlu juga disimpan atau diserahkan kepada pensyarah dalam bentuk soft copy.

Masa rehat (panduan sebelum dan selepas sesi pembelajaran).

Gunakan bahan-bahan multimedia.

Rancangkan jadual aktiviti mengikut masa yang ditentukan.

Rujuk kepada individu tertentu yang pakar atau mahir.

Buatkan ujikaji.

Hasilkan bahan dengan disokong dengan grafik atau ilustrasi.

Senarai semak.

Senarai buku-buku rujukan yang digunakan oleh penulis dalam penyediaan modul.

Latihan untuk menguji kefahaman konsep-konsep, isu-isu penting dengan membuat ulasan.

Buatkan catatan atau nota-nota penting.

Akses CD-Rom untuk bahan-bahan seperti yang dinyatakan dalam modul.

Senarai penerangan makna ba gi sesuatu istilah.

Akses bahan pembelajaran dalam bentuk video atau VCD.

Layari laman web untuk mendapatkan maklumat tambahan.

Rujukan surat khabar.

Panduan kepada pengguna.

Dapatkan seberapa banyak maklumat di perpustakaan atau pusat sumber yang berdekatan.

Sediakan geraf yang sesuai supaya dapat memberi gambaran yang lebih jelas.

Fikir mengenai soalan yang diberikan. Satu soalan yang dibentuk untuk membawa pelajar secara beransur-ansur ke isi pelajaran.

Hasilkan interpretasi anda mengenai sesuatu bahagian yang telah dibaca dengan cara lukisan atau lakaran (peta konsep, rajah, jadual, lukisan).

Aktiviti Tutorial

Itu saja yang perlu anda lakukan.......SELAMAT BERJAYA.

EMBED Unknown

EMBED Unknown

EMBED Unknown

Rajah 24: Contoh-contoh Perintang

Jalur 1 - mewakili digit pertama

Jalur 2 - mewakili digit kedua

Jalur 3 - mewakili nilai pendarab

Jalur 4 - mewakili had terima

Rajah 1.25: Kod Warna Perintang

Jenis pemuat

Simbol

Rajah 1.26: Jenis dan simbol pemuat

Rajah 1.27: Binaan pemuat

Rajah 1.28: Kod nombor

Teras udara

Pearuh praset

Pearuh boleh ubah

Teras besi

Teras ferit

Rajah 1.29: Simbol skematik jenis-jenis pearuh

Adalah bahan yang tidak membenarkan arus elektrik mengalir melaluinya. Satu bahan penebat yang baik mempunyai rintangan yang sangat tinggi. Contoh bahan penebat ialah plastik, kertas, getah, PVC dan kain. Kebanyakan penebat digunakan sebagai bahan untuk menghindarkan kebocoran arus elektrik. Namun begitu, arus masih boleh melalui suatu bahan penebat jika dikenakan voltan yang cukup tinggi.

Penebat

EMBED Visio.Drawing.6

Rajah 1.11: Litar Terbuka

Ialah bahan yang membenarkan arus elektrik mengalir melaluinya. Aliran arus dalam suatu pengalir tidak dapat bergerak bebas kerana halangan daripada elektron dan atom-atom dalam pengalir ini. Dalam bidang elektrik dan elektronik halangan ini dikenali sebagai rintangan.

Suatu bahan pengalir dengan rintangan yang rendah adalah pengalir yang baik. Kebanyakan logam seperti kuprum, aluminium, emas besi dan plumbum adalah bahan pengalir elektrik yang baik.

Pengalir

Rajah 1.10: Segi Tiga VIR

V

I =

R


I = Q

t

Rajah 1.30: Diod simpang dan simbol skematik

pincang hadapan

pincang balikan

Rajah 31 Cara memincang diod

Rajah 32: Bentuk fizikal dan simbol skematik LED

Rajah 1.33: Struktur asas dan simbol skematik transistor

Simbol Struktur transistor PNP

Simbol Struktur transistor NPN

pengeluar

pengeluar

dasar

dasar

Jadual 1: Nama dan fungsi kaki transistor BJT

pengeluar dan dasar --- pincang hadapan

pemungut dan pengeluar --- pincang balikan

E

B

C

Rajah 1.34: Cara memincang transistor NPN

VCE

pincang balikan

pincang hadapan

IE = IB + IC

E

C

B

Rajah1.35: Cara memincang transistor PNP

pincang hadapan

pincang balikan

arus lohong

Rajah 1.36: Transistor sebagai suis

Rajah 1.37: Taransistor sebagai penguat

Rajah 1.38: Contoh pakej IC

EMBED Word.Picture.8

Rajah 1.39 Fungsi pin dan simbol skematik IC 555

Rajah 1.40: Bongkah penyambung.

Rajah 1.41: Rajah Blok Sistem Penguat Kuasa Audio


Rajah 42 Rajah Litar Bergambar

Rajah 1.43: Rajah Litar Skematik

Rajah 1.44: Papan Litar Bercetak

Rajah 1.45 Rajah Papan Litar Bercetak

Rajah 1.46 . Pemasangan Projek Menggunakan

Bongkah Kayu Berskru Atau Paku

Rajah 1.47: Pemasangan Projek Menggunakan Bongkah Penyambung

Rajah 1.48: Pemasangan Projek Menggunakan Verobod

Rajah 1.49 Timah Pateri

Rajah 1.50 Alat Pemateri dan Pemegang

Rajah 1.52 Hasil Pematerian

Rajah 1.51: Teknik Memateri

Rajah 1.53 : Alat Tangan

Litar Skematik Pengesan Lembapan

Senarai Komponen:

R1 & R2Perintang tetap 1 k(W

R3Perintang tetap 100 k(W

R4Perintang tetap 10 (W

R5Perintang tetap 220 (W

C1Pemuat seramik 0.01 (F

TR1Transistor CS 9013 (NPN)

IC1Litar bersepadu 555

LED1Diod pemancar cahaya (sebarang warna)

S1Suis SPST

SP1Pembesar suara (8(W)

Penyambung Bateri 9V

Bateri 9V

Plat sentuh

Verobod

Soket IC 8 pin

Contoh Rajah Litar Bergambar (Pemasangan verobod 17 lubang X 24 baris)



EMBED Unknown

Rajah 1.9 Gelombang Arus Ulang Alik

Rajah 1.8: Bentuk Gelombang Arus Terus (AT)



Rajah 1.7: Aliran arus terus


Rajah 1.6: Pergerakan elektron secara rawak

Rajah 1.5 Litar asas arus terus

Cas (Q)

Arus (I) =

Masa (t)

Cas (Q)

Arus =

Masa (t)

EMBED Photoshop.Image.5 \s

Rajah 1.2: Atom kuprum



Rajah 1.12: Litar Tertutup


Rajah 1.13: Litar Pintas






Rajah1.23Tenaga elektrik daripada geseran

PAGE 1 - 7

_1112527664.vsd

_1113119426.vsd

_1113254864.vsd

_1113615380.vsd

_1113127810.vsd

_1113119838.vsd

_1112727036.vsd

_1113075852.vsd

_1113076649.vsd

_1113075587.vsd

_1112710993.vsd

_1112713114.vsd

_1112709473.vsd

_1045999880.vsd

_1112514978.vsd

_995577150.psd

_1007236670.psd

_1038614834.doc

_1007236473.psd

_1007236605.psd

_1007236423.psd

_995576913.psd

Documents

Modul Elektrik Dan Elektronik