Penjanaan Tenaga ElektrikPenjanaan tenaga elektrik adalah satu alat yang digunakan untuk menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik.Arus elektrik yang dihasilkan di stesen kuasa adalah arus ulang-alik.Apabila satu wayar atau bahan konduktor elektrik yang bergerak memotong garis daya magnet, arus elektrik akan terhasil.Prinsip ini digunakan dalam operasi penjanaan tenaga elektrik di stesen penjana kuasa.Arus elektrik yang dihasilkan dengan cara ini disebut arus aruhan.

Terdapat pelbagai jenis penjana tenaga elektrik iaitu:Penjana elektrik terma(Thermal generator)Penjana elektrik hidro(Hydroelectric generator)Penjana elektrik diesel(Diesel generator)Penjana elektrik nuklear(Nuclear generator)Penjana elektrik turbin gas(Gas turbine generator)Jenis-jenis penjana tenaga elektrik

Pada amnya, semua penjana tenaga elektrik tersebut menggunakan prinsip penjanaan yang sama.

a) Penjana elektrik terma (Thermal generator)

Perubahan tenaga

b) Penjana elektrik hidro (Hydroelectric generator)

Perubahan tenaga

c) Penjana elektrik diesel (Diesel generator)

Perubahan tenaga

d) Penjana elektrik nuklear (Nuclear generator)Tenaga nuklear dihasilkan di dalam reaktor nuklear secara pembelahan nukleus.Tenaga haba yang dibebaskan mendidihkan air untuk menghasilkan stimStim di bawah tekanan tinggi memutarkan turbinDinamo digerakkan untuk menghasilkan tenaga elektrik

Perubahan tenaga

e) Penjana elektrik turbin gas (Gas turbin generator)

Perubahan tenaga

Sumber tenaga alternatif

Tenaga suriaBiojisim Tenaga yang diperoleh daripada matahari Tenaga cahaya tenaga elektrik Dua jenis alat digunakan untuk tujuan ini, a) sel suria b) pengumpul suhu tinggi Sel suria menyerap tenaga cahaya daripada matahari dan menukarkannya menjadi tenaga elektrik. Sel suria digunakan untuk membekalkan tenaga elektrik kepada: a) satelit b) kalkulator c) jam Pengumpul suhu tinggi mempunyai cermin-cermin melengkung yang memfokuskan sinar cahaya pada suatu bahan seperti kepingan logam. Bahan organik yang dapat ditukarkan kepada tenaga. Cth: sisa hasil pertanian, cebisan kertas dan tahi binatang. Tenaga dapat dibebaskan daripada biojisim melalui: a) pembakaran b) tindakbalas kimia atau tindakan bakteria c) Penapaian Biojisim berkemungkinan besar menjadi sumber tenaga utama pada suatu hari kelak.

TRANSFOMER

Struktur satu transfomer yang ringkas

Arus elektrik yang dihasilkan di stesen janakuasa adalah jenis arus ulang alik yang dapat dinaikkan dan diturunkan dengan menggunakan transfomer.Transformer digunakan untuk mengubah saiz voltan.Apabila arus yang tinggi mengalir melalui kabel, banyak haba akan terhasil dan menyebabkan pembaziran tenaga elektrik.Bagi mengurangkan kehilangan tenaga, arus yang mengalir melalui kabel perlu dikurangkan.Peranan transformer dalam penghantaran dan pengagihan elektrik

Dengan menaikkan voltan dengan menggunakan transfomer injak naik, arus yang mengalir dapat dikecilkan.Tenaga elektrik yang dihantar melalui kabel adalah pada voltan yang sangat tinggi (132kV atau 132000V dari stesen janakuasa) tetapi arus yang sangat kecil untuk mengurangkan pembaziran tenaga.Transfomer injak turun kemudian digunakan untuk menurunkan voltan yang tinggi kepada satu nilai voltan yang rendah yang bersesuaian dengan keperluan pengguna

Sistem Penghantaran dan Pengagihan Elektrik

Nilai voltan sesalur (utama) yang disalurkan ke rumah kita daripada pencawang bahagian adalah 240V.Alat-alat elektrik seperti peti sejuk, kipas angin, televisyen, komputer dan mesin basuh menggunakan voltan sebesar 240 V.Arus ulang alik dibekalkan ke rumah biasanya 50 Hz, ia menukarkan arahnya sebanyak 50 kali pada setiap saat.Arus elektrik disalurkan ke rumah melalui kabel yang terdiri daripada dua jenis dawai, iaitu:Dawai hidup membawa arus ke rumah dari pencawang.Dawai neutral mengembalikan arus ke pencawang.Bekalan Elektrik dan Sistem Pendawaian di Rumah

Jenis Pendawaian

Pendawaian satu fasa(Single phase wiring)Pendawaian tiga fasa(Three phase wiring) Biasanya digunakan di rumah kediaman yang memerlukan bekalan elektrik yang rendah dan sederhana. Ia jenis pendawaian yang paling ringkas. Biasanya digunakan dalam industri ringan dan berat kerana industri ini memerlukan nilai voltan yang tinggi (biasanya melebihi 415V) Namun, sesetengah rumah kediaman menggunakan motor elektrik dan alat penghawa dingin yang bervoltan tinggi perlu menggunakan pendawaian tiga fasa.

Sistem pendawaian elektrik di rumah termasuk: Kotak fius (Fuse box) Suis sesalur (Main switch) Pemutus litar (Circuit breaker) Dawai hidup (Live wire) Dawai neutral (Neutral wire) Dawai bumi (Earth wire) Meter elektrik (Electric meter)

Pendawaian elektrik di rumah

Sistem pendawaian elektrik di rumah

Pendawaian pada dinding di luar rumahPendawaian pada dinding di dalam rumah Terdapat dua dawai bertebat (bewarna hitam). Satu daripada dawai itu ialah dawai hidup dan satu lagi dawai neutral. Dawai hidup disambung kepada fius sesalur (utama). Kemudian, kedua-dua dawai hidup dan dawai neutral disambungkan ke meter elektrik. Dawai hidup disambungkan kepada suis sesalur (utama) dan kemudian ke pemutus litar. Kemudian, dawai hidup disambungkan ke kotak fius. Seterusnya, dawai hidup disambung melalui suis-suis ke mentol dalam litar lampu dan soket pada litar kuasa. Dawai bumi dihubungkan ke setiap soket 3-pin dalam litar kuasa.

Pemutus litar (Circuit Breaker) Pemutus litar yang disambung kepada suis sesalur ialah Pemutus Litar Bocor Bumi (ELCB-Earth Leakage Circuit Breaker) Litar elektrik diputuskan dalam sesetengah keadaan seperti berlakunya petir kilat. Kuantiti arus elektrik yang besar perlu dielakkan daripada mengalir melalui litar pada satu masa yang tertentu.Kotak Fius (Fuse Box) Setiap rumah yang menggunakan elektrik mempunyai satu kotak fius. Kotak fius mengandungi fius-fius bagi pelbagai bahagian litar di rumah. Jika arus berlebihan mengalir melalui bahagian litar yang tertentu, fius untuk bahagian ini akan lebur dan memutuskan arus.

Komponen sistem pendawaian elektrikFungsiDawai hidup (Earth wire) Membawa arus elektrik ke rumah dari pencawang bahagianDawai neutral (Neutral wire) Mengembalikan arus elektrik ke pencawang bahagianFius sesalur (Mains fuse) Mengawal jumlah arus yang mengalir ke dalam litar di rumah. Fius melebur dan memutuskan pengaliran arus jika arus berlebihan mengalir melalui litar.Meter elektrik/Meter joule(Electric meter/Joule meter) Menyukat kuantiti tenaga elektrik yang digunakan di rumah.Suis sesalur (Mains switch) Mengawal bekalan arus ke semua bahagian litar di rumah Membenarkan bekalan arus diputuskan untuk sementara untuk tujuan tertentu seperti membaiki dawai elektrik yang rosak.Pemutus litar (Circuit breaker) Memutuskan bekalan arus di rumah apabila arus berlebihan mengalir melaluinya.Kotak fius ( Fuse box) Mengandungi fius-fius yang dapat melebur dan memutuskan pengaliran arus untuk melindungi bahagian litar elektrik yang mengalami litar pintas atau penggunaan tenaga berlebihan.

Pendawaian palam 3-pin

Ringkasan fungsi komponen dan warna dawai dalam palam 3-pin

KomponenFungsiDawai bumi (Earth wire) Warna kuning berbelang hijauMengalirkan arus terbocor dari alat elektrik ke bumi.Dawai neutral (Neutral wire) Warna biruMengalirkan arus dari alat elektrik kembali ke pencawang bahagianDawai hidup (Live wire) Warna perangMengalir kan arus dari pencawang bahagian ke alat elektrik.Fius (Fuse)Dawai dalam fius melebur dan memutuskan pengaliran arus apabila arus yang berlebihan mengalir melaui alat elektrik (semasa berlaku litar pintas)

Kos Penggunaan Tenaga Elektrik

Alat elektrikVoltan (V)Kuasa (W)Kipas berdiri24075Peti sejuk240103Mesin basuh240400Pengisar buah240300Cerek elektrik220-2402000-2400Periuk nasi240650Pengering rambut240500-1000

Hubungan antara kuasa, voltan dengan arus

Hubungan antara tenaga elektrik, kuasa dan masa.

Kos menggunakan suatu alat elektrik adalah berdasarkan kuantiti tenaga elektrik yang digunakan.Tenaga elektrik disukat dalam unit kilowatt-jam. Satu unit tenaga elektrik bermakna satu kilowatt-jam (kWj) tenaga elektrik.

Pengiraan kos tenaga elektrik yang digunakan

Kegunaan tenaga elektrik (unit)Kadar bayaran (RM)Bagi 200 unit yang pertama0.128Bagi 800 unit yang seterusnya0.258Bagi unit tambahan yang seterusnya0.278

Penghawa dingin dengan 2 kW (2000W) digunakan selama 5 jam. Hitung kos tenaga elektrik yang digunakan jika satu unit tenaga (kilowatt-jam) berharga 20 sen.

Satu alat elektrik dengan kuasa 500W digunakan selama 2 jam. Hitung kos tenaga jika satu unit tenaga adalah RM 0.20.

Satu alat elektrik dengan kuasa 500W digunakan selama 2 jam. Hitung kos tenaga yang digunakan dalam sebulan jika satu unit tenaga adalah RM0.20.Latihan..cuba buat..

Sebuah pengering rambut ditandakan 1.5 kW dan 240V. Berapakah nilai arus yang digunakan oleh pengering rambut itu.

Empat buah kipas elektrik dengan setiap satunya 100W digunakan selama 5 jam. Jika satu kilowatt-jam tenaga berharga 25sen, berapakah kos tenaga elektrik yang digunakan?

Kadar tarif bagi penggunaan tenaga elektrik di rumah ditunjukkan seperti di bawah: 100 unit pertama 20 sen per unit 200 unit kedua 25 sen per unit Unit tambahan 28 sen per unitHitung kos penggunaan elektrik sebanyak 450 unit.Ada lagi..cuba buat..

Fungsi FiusDawai fiusFius kartrij pepejalFius arus besarFius kartrij kaca

Dawai bumi adalah alat keselamatan dalam sistem pendawaian elektrik.Dawai bumi menghubungkan badan logam alat elektrik seperti seterika, cerek elektrik atau peti sejuk ke bumi.Sebarang arus terbocor pada badan alat elektrik akan disalurkan dengan selamat melalui dawai bumi ke bumi. Arus elektrik terbocor dikatakan dibumikan.Jika tiada dawai bumi, seseorang yang tersentuh badan logam alat elektrik yang arusnya terbocor akan terkena renjatan elektrik dan menyebabkan kecederaan atau kematian.Peranan dawai bumi

Kepentingan Langkah-langkah Keselamatan dalam Penggunaan ElektrikJangan sentuh wayar elektrik atau alat elektrik dengan tangan yang basahJangan ganti dawai fius yang terputus dengan dawai biasa.Jangan guna alat elektrik semasa berlakunya guruh dan kilat.Jangan cucuk sebarang bahan ke dalam lubang soketJangan baiki sendiri alat elektrik atau litar elektrik yang rosak.Padamkan suis utama sebelum sebarang litar elektrik diperbaikiJangan sambung palam elektrik yang terlalu banyak pada punca kuasa yang samaJangan guna palam elektrik yang telah retak atau pecah.Jangan bermain berhampiran dengan punca kuasaJangan guna wayar elektrik yang penebatnya telah tertanggal

Matikan suis dengan segeraBawa mangsa ke klinik atau hospital dengan segeraJangan sentuh mangsa. Pisahkan mangsa daripada punca elektrik dengan menyentuhnya dengan penebat yang keringBerikan pertolongan cemas kepada mangsa yang tidak sedarkan diri atau telah berhenti nafas jika boleh.

Kepentingan Penjimatan Elektrik

Tindakan yang menyebabkan pembaziran elektrikCara menjimatkan elektrikLampu, kipas, televisyen, radio dan penghawa dingin dibiarkan beroperasi apabila tidak menggunakannya lagi.Matikan suis alat elektrik apabila tidak menggunakannya lagi.

Guna alat elektrik seperti seterika atau mesin pembasuh hanya untuk kuantiti pakaian yang sedikit.Kumpulkan kuantiti pakaian yang banyak sebelum menggunakan seterika atau mesin basuh.Guna alat elektrik yang berkuasa tinggiGantikan alat elektrik berkuasa tinggi dengan alat elektrik berkuasa rendah yang menjalankan fungsi yang sama.Buka pintu peti sejuk dengan kerapJangan buka pintu peti sejuk selalu. Banyak tenaga dibazirkan untuk menyejukkannya jika dibuka dengan kerap.

END OF CHAPTER

*