7.2

21

Pusat Tuisyen Maka Bestari / Pusat Tuisyen InderaFizik Tingkatan 5 Subtopik 7.2

IDEA BEZA KEUPAYAAN / POTENTIAL DIFFERENCE IDEA

1.

Tekanan pada titik P ……………….... daripada tekanan pada titik Q. Apabila injap dibuka, air akan mengalir dari titik .......... ke titik .......... Ini disebabkan oleh ............................... tekanan di antara dua titik tersebut.

Pressure at point P is ____________ than the pressure at point Q Water will flow from _____ to _____when the valve is opened. This due to the _______________ in the pressure of water

2.

Tenaga keupayaan graviti pada titik X............................ daripada titik Y. Epal itu akan jatuh dari titik ............. ke titik ............ Ini disebabkan ................................. tenaga keupayaan graviti di antara dua titik

tersebut. Gravitational potential energy at X is __________ than the gravitational

Copyright Reseved©2016

21


potential energy at Y.

The apple will fall from _____ to _____ when the apple is released.

This is due to the ________________ in the gravitational potential energy.

3.

Keupayaan elektrik pada titik A lebih tinggi berbanding titik B.

Maka, elektron-elektron yang mengalir dari titik B ke titik A perlu melakukankerja.

Arus akan mengalir dari A ke B melalui mentol disebabkan wujudnya pengaliran cas dalam konduktor pada litar tersebut.

Sebelum merentasi mentol, elektronelektron bergerak dengan tenaga yangtinggi.

Selepas merentasi mentol, elektron elektron mengalami penyusutan tenaga dan kembali kepada sumber tenaga.

Kehilangan tenaga oleh elektron ini adalah disebabkan tenaga elektrik ditukarkan kepada tenaga cahaya dan tenaga haba semasa merentasi mentol.

Electric potential at A is ______________ than the electric potential at B. Electric current flows from A to B, passing the bulb in the circuit and

____________ the bulb. This is due to the electric ______________ between the two terminals. As the charges flow from A to B, work is done when electrical energy is

transformed to _________and __________energy.BEZA KEUPAYAAN / POTENTIAL DIFFERENCE


21


1.

(1) Objek bercas positif P menghasilkan satu medan elektrik di sekelilingnya.Positively charged object P produce an electric field at its surroundings.

(2)Medan elektrik ialah kawasan di mana daya elektrik bertindak.Electric field is the area where electric force acting.

(3)Keupayaan elektrik pada titik A lebih tinggi daripada keupayaan elektrik pada titik B kerana A lebih dekat dengan pusat P.Electric potential at point A is higher than the electric potential at point B.This is due to the factor A is nearer to the centre of object P.

(4) Jika satu cas positif diletakkan pada titik A, cas ini akan ditolak oleh medan elektrik jasad P.If a positive charge is placen at point A, the charge will be repelled by the electric field of P.

(5) Cas ini bergerak kerana wujudnya beza keupayaan antara titik A dengan titik B. This charge will move(mobile) because there is potential difference between point A and point B.

(6)Sebaliknya, jika cas positif itu digerakkan dari titik B ke titik A, kerja perlu dilakukan untuk menentang daya elektrik iaitu daya tolakan yang bertindak antara jasad P bercas positif dengan cas positif.Conversely, if positive charge is moved from point B to point A, work must be done to oppose the electric force, that is push force which act on the object P between positively charged and negatively charged.

2. Beza keupayaan, V, antara dua titik ialah kerja (W) yang dilakukan atau perludilakukan untuk menggerakkan 1 C cas(Q) antara dua titik dalam medan elektrik,The potential difference, V between two points in a circuit is defined as the work

done when 1 C of charge moves between two points in an electric field.


21


Beza Keupayaan, V = atau

Potential Difference , V = or

Unit for Potential Difference (Beza Keupayaan) = Volt (V) or Joule per coulomb (JC-1)

3 Apakah maksud 1 volt?What is meant by 1 volt ?

1 J tenaga(kerja) diperlukan untuk menggerakkan 1 C cas dari satu titik ke titik yang lain.1 Joule of work is done(energy) in moving 1 Coulomb of charge from one point to the other.

CONTOH PENGIRAAN / CALCULATION EXAMPLE

1 Contoh 1: Apabila suatu perintang elektrik disambung ke satu sel kering, 12 C casmengalir dan 36J tenaga elektrik dibekalkan kepada perintang. Berapakahbeza keupayaan merentasi perintang itu?

2 Contoh 2: Apabila berlaku ribut petir selama 2 saat,12.5 A arus terhasil dan bezakeupayaan 5 x 10 5 kV merentasi awan dan permukaan bumi. Tentukan(a) Jumlah cas terhasil.(b) Jumlah tenaga yang dijanakan.

PERANTI & SIMBOL / DEVICE & SYMBOL


21


MENGUKUR BEZA KEUPAYAAN & ARUS ELEKTRIK / MEASURING POTENTIAL DIFFERENCE AND CURRENT

Mengukur beza keupayaan / Measuring Potential Difference

Beza keupayaan atau voltan di antara dua titik dalam satu litar boleh diukur menggunakan voltmeter.

A voltmeter is used to measure potential difference between 2 points.

Voltmeter mesti disambung secara selari di antara dua titik tersebut.

Voltmeter should be connected in parallel between 2 points

Sebagai contoh untuk mengukur beza keupayaan yang merentasi sebiji mentol di dalam litar, sebuah voltmeter disambung secara selari dengan mentol itu.

Mengukur arus elektrik / Measuring Electric Current


21


Arus elektrik diukur menggunakan ammeter.An ammeter is used to measure current.

Ammeter mesti disambung secara bersiri dengan komponen elektrik di dalam suatu litar elektrik.

Ammeter should be connected in series across the electric device in a circuit

EKSPERIMEN KERTAS 3 / PAPER 3 EXPERIMENTEksperimen untuk menentukan hubungan antara arus dan beza keupayaan bagi satu konduktor ohm.To investigate the relationship between current and potential difference for an ohmic conductor.

InferensInference

HipotesisHypothesis

TujuanAim

Pemboleh ubahVariables

(i) Dimanipulasikan / Manipulated :(ii) Bergerak balas / Responding :(iii) Dimalarkan / Fixed :


21


Radas & BahanApparatus & Materials

Susunan RadasSet up (Arrangement)

ProsedurProcedure

Penjadualan DataData tabulation

Analisis DataAnalyzing Data

EXTRA QUESTION.

1. Sketch the graph V vs I and describe the shape of each graph.

ohmic conductor – constantant wire non ohmic conductor – light bulb

2. What is the relationship between V and I for the ohmnic conductor?


21


_________________________________________________________________________

3. Find the gradient of the graph for the ohmic conductor.

4. What is the physical quantity represented by the gradient of the graph?_________________________________________________________________________

5. Why are the two graphs in the experiment different from each other?_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

6. What is the function of the rheostat in the circuit?_________________________________________________________________________

7. What precautions must you take in order to obtain more accurate results?


21


__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

HUKUM OHM / OHM’S LAW

1 Hukum Ohm menyatakan bahasa arus, I yang mengalir melalui satu konduktor elektrik berkadar langsung dengan beza keupayaan, V merentasi dua hujung konduktor itu, dengan syarat suhu dan keadaan fizikal konduktor itu adalah tetap.

Ohm’s law states that the electric current, I flowing through a conductor is directly proportional to the potential difference, V across it if the temperature and other physical conditions are constant.

2 Daripada Hukum Ohm :

Maka, = pemalar = kecerunan graf


21


iFrom Ohm’s Law,

Thus, = constant = gradient of the graph

3 Untuk konduktor ohm, pemalar itu dikenali sebagai rintangan, R bagikonduktor itu:For ohmic conductor, the constant is known as resistor, R.

4. Rintangan, R satu konduktor boleh ditakrifkan sebagai nisbah beza keupayaan, V merentasi konduktor itu terhadap arus elektrik, I yang mengalir melaluinya, iaitu

The resistance (R) of a conductor is defined as the ratio of the potential difference (V) across the conductor to the current (I) flowing through it.

5. Unit bagi rintangan ialah volt per ampere (VA-1) atau ohm (Ω).The unit of resistance is volt per ampere (V A-1) or ohm (Ω)

6Persamaan boleh disusun sebagai

The equation can be arranged as

7. Konduktor Ohm ialah konduktor elektrik yang mematuhi Hukum Ohm.Konduktor Bukan Ohm ialah konduktor elektrik yang tidak mematuhi Hukum Ohm.An ohmic conductor is one which obeys Ohm‟s law, while a conductor which does not obey Ohm‟s law is known as a non-ohmic conductor


21


8.

FAKTOR MEMPENGARUHI RINTANGAN / FACTORS AFFECTING RESISTANCE

1 Rintangan merupakan satu ukuran halangan terhadap pengaliran arus dalam suatukonduktor.

The resistance of a conductor is a measure of the ability of the conductor to resist

the flow of an electric current through it.

2 Daripada V=IR, arus elektrik, I adalah berkadar songsang dengan rintangan , Rapabila nilai V dimalarkan,

From the formula V = IR, the current I is inversely proportional to the resistance, R.

3 Apabila rintangan, R besar, arus, I yang mengalir dalam satu konduktor adalah


21


rendah dan sebaliknya.

When the value of the resistance, R is large, the current, I flowing in the conductor is small

4 Faktor-faktor yang mempengaruhi rintangan satu konduktor ialah:(a) Panjang konduktor (b) Luas keratan rentas/ Diameter konduktor(c) Jenis bahan (d) Suhu konduktor

What are the factors affecting the resistance of a conductor? a) the length of the conductor b) the cross-sectional area of the conductor

c) type of material of the conductor d) the temperature of the conductor

5 PANJANG KONDUKTOR / LENGTH OF CONDUCTOR

Rintangan konduktorberkadar langsung denganpanjang konduktor.

Resistance is directly proportional to the length of a conductor

R l

6 LUAS KERATAN RENTAS KONDUKTOR / CROSS SECTIONAL AREA OF CONDUCTOR

Rintangan konduktorberkadar songsang denganluas keratan rentaskonduktor.

Resistance is inversely proportional to the cross-sectional area of a conductor

7 JENIS BAHAN / TYPE OF MATERIAL


21


Jenis konduktor logam yang berbeza mempunyai rintangan yang berbeza.Different conductors with the same physical conditions have different resistance

8 TEMPERATAURE // SUHU

Untuk jenis konduktor sama dan mempunyai panjang, l dan luas keratan rentas, A yang sama, rintangan, R bertambah dengan pertambahan suhu konduktor, Ɵ.The higher temperature of conductor, the higher the resistance, provided other factors are kept constant.

9 Perintang bagi sesuatu konduktor, dan

Maka, . Membentuk persamaan, (=keperintangan bahan)

Resistance of a conductor, and cross-

Hence, resistance of a conductor, or

where = resistivity of the substance

10 Perintang Semikonduktor / Semiconductor resistance


21


The resistance of a metal increases with temperature The resistance of a semiconductor decreases with temperature.

11. Superkonduktor / Superconductor

Rintangan suatu superkonduktor berkurang apabila suhu konduktor menurun untuk bahan tertentu (seperti aluminium) rintangan konduktor menjadi sifar sebaiksahaja disejukkan di bawah suhu genting, Tc seperti dalam graf di atas.

A superconductor is a material whose resistance becomes zero when its temperature drops to a certain value called the critical temperature.

Superkonduktor merupakan konduktor yang unggul kerana tidak ada rintangan dalamnya yang boleh menghalang pengaliran elektron.Literally no resistance in superconductor that can resist the flow of electrons.

Sekiranya satu arus dihasilkan pada gegelung superkonduktor, arus akan terusmengalir walaupun punca elektrik dihentikan. Arus akan terus mengalir dalamgegelung superkonduktor tanpa kehilangan tenaga. This enables superconductors to maintain a current with no applied voltage at that temperature.Other than that, superconductor are also Able to sustain large currents Smaller power loss during transmission Less heat energy is wasted Small-sized motors and generators can be used.

12 KEGUNAAN SUPERKONDUKTOR / APLICATION OF SUPERCONDUCTOR

a) Bidang pengangkutan / Transport Field


21


Kereta api yang terapung diperkenalkan dengan menggunakan magnetsuperkonduktor yang kuat. Magnetic-levitation is an application where superconductors perform extremely well. Transport vehicles such as trains can be made to ‘float’ on strong superconducting magnets, virtually eliminating friction between the train and its tracks.

b) Kabel penghantaran tenaga elektrik / Electric Transmission Cable

Kabel superkonduktor berintangan sifar meningkatkan kecekapan penghantarantenaga kerana tidak berlaku kehilangan tenaga dalam bentuk haba. Electric cable made of superconductors will increase the efficiency of electrical power transmission as the loss of energy in the form of heat is greatly reduced.

c) Bidang perubatan / Medical Field

Teknik pengimbasan MRI (Magnetic Resonance Imaging) diperkenalkan untuk mengantikan sinar-X. Magnetic resonance imaging (MRI) is to determine what is going on inside the human body. By exposing the body to a strong superconductor-derived magnetic field, hydrogen atoms that exist in the body’s water and fat molecules are forced to accept energy from the magnetic field. They then release this energy at a frequency that can be detected and displayed graphically by a


21


computer.


21



21


QUESTION 11- JOHOR 2009

QUESTION 10 – MRSM 2008


21


QUESTION 12- KELANTAN 2009


21


ESSAY


7.2

Documents