Cas dan Arus Elektrik

Cas Elektrik

Jirim (matter) terdiri daripada zarah halus dikenali sebagai atom. Rajah di bawah menunjukkan model struktur atom karbon.

Model struktur atom karbon.

Nukleus(nucleus) terletak di tengah atom yang terdiri daripadaprotondanneutron.

Zarah yang mengelilingi nukleus dipanggilelektron.

Proton mempunyai cas positif (+). Elektron mempunyai cas negatif (-) yangseimbang, manakala neutron pula adalah tidak bercas.

Cas elektrik diwakili oleh simbolQ. Unit SI bagi cas elektrik ialahcoulombyag diwakili oleh simbolC.

Cas satu elektron = -1.60 x 10-19CCas satu proton = +1.60 x 10-19C

Arus Elektrik

Rajah di bawah menunjukkan suatu penjana Van de Graaff yang disambungkan kepada mikroammeter yang sensitif.

Penjana Van de Graaff dan mikroammeter.

Apabila penjana Van de Graaff dihidupkan, cas pada kubahnya akan disalurkan ke bumi melalui mikroammerter, menyebabkan penunjuk mikroammerter terpesong. Inimenunjukkan arus elektrik adalah aliran cas elektrik.

Arus elektrik ditakrifkan sebagaikadar aliran charge(rate of flow of electric charge).

Jika jumlah cas yang mengalir melalui sebarang titik dalam litar elektrik dalam masatadalahQ, arusIyang mengalir ialah

I=Q/tatauQ=It

Unit SI arus elektrik ialahampere, yang diwakili oleh simbolA.

Arus elektrik yang mengalir melalui litar elektrik ialah 1 ampere jika jumlah cas yang mengalir melalui sebarang titik dalam suatu litar dalam satu saat adalah 1coulomb.

1 ampere = 1 coulomb per saat1 A = 1 Cs-1

Cas 1 coulombboleh ditakrifkan sebagai cas yang mengalir melalui sebarang titik dalam litar apabila arus tetap 1 ampere mengalir dalam satu saat.

1 coulomb = 1 ampere saat1 A = 1 As

Jumlah cas,Q, yang mengalir melalui suatu konduktor ditunjukkan olehQ=ne, dimananialah jumlah elektron daneialah cas dalam satu elektron, iaitu 1.6 x 10-19C.

Suatu litar elektrik mewakili laluan yang diambil oleh arus elektrik apabila ia mengalir dari terminal positif ke terminal negatif. Tanda atau simbol yang digunakandalam pelbagai komponen dalam litar elektrik adalah seperti dalam rajah di bawah.

Simbol komponen elektrik yang umum.

Contoh

MentolPdinyalakan selama 7 minit dengan menggunakan sebuah sel kering seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas. Andaikan bahawa sel kering memberikan arus tetapsepanjang tempoh itu.1. Berapakah kuantiti cas yang mengalir melalui mentol itu jika ammeter menunjukkan bacaan 0.2 A?Jawapan:Katakan casQ= cas yang dipindahkan melalui mentol.I= 0.2 At= 7 minit = 7 x 60 s = 420 sQ=It= 0.2 x 420Q= 84 C

2. Tentukan bilangan elektron yang mengalir melalui mentol itu jika cas pada satu elektron adalah 1.6 x 10-19C?Jawapan:Katakann= bilangan elektron yang mengalir melalui mentol.Q= 84 Ce= 1.6 x 10-19 Cn=Q/e= (84 / 1.6 x 10-19)n= 5.25 x 1020