ke elek tro magnet an

86
Pendahuluan Bahan ber magnet Bahan bermagnet ialah bahan-bahan yang ditarik oleh magnet seperti besi , nikel dan kobalt. Elektromagnet Elektromagnet ialah magnet yang diahasilkan oleh arus elektrik. Elektromanget merupakan magnet sementara. Medan magnet Medan magnet ialah suatu kawasan di mana bahan-bahan bermagnet mengalami suatu daya disebabkan kehadiran manet atau electromagnet. Arah medan magnet adalah dar kutub utara ke kutub selatan. Medan magnet disebabkan oleh arus yang mengalir dalam konduktor lurus . Corak medan yang dihasilkan adalah bulatan-bulatan sepusat di mana konduktor itu merupakan pusatbulatan.Semakin menghampiri dawai semakin rapatjarak antara bulatan kerana kekuatan medan semakin bertambah. Arah medan ditentukan oleh: (i) Hukum Putaran Skru Maxwell. Bayangkan suatu skru diskrukan di sepanjang dawai. Arah gerakan skru disepanjang dawai menunjukkanarah arus manakala arah putaran skru merupakan arah medan. (ii) Hukum Genggaman Tangan Kanan Genggam tangan kanan kamu dengan ibu jari diluruskan. Arah ibu jari menunjukkan arah arus manakala arah empat jari yang lain menunjukkan arah medan. 1 PELAJARAN 1 KESAN MAGNET DISEBABKAN OLEH KONDUKTOR BERARUS

Upload: mbt8385

Post on 06-Feb-2016

356 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

fizik ting. 5

TRANSCRIPT

Pendahuluan

Bahan ber magnet

Bahan bermagnet ialah bahan-bahan yang ditarik oleh magnet seperti besi , nikel dan kobalt.

Elektromagnet

Elektromagnet ialah magnet yang diahasilkan oleh arus elektrik.Elektromanget merupakan magnet sementara.

Medan magnet

Medan magnet ialah suatu kawasan di mana bahan-bahan bermagnet mengalami suatu daya disebabkan kehadiran manet atau electromagnet.

Arah medan magnet adalah dar kutub utara ke kutub selatan.

Medan magnet disebabkan oleh arus yang mengalir dalam konduktor lurus .

Corak medan yang dihasilkan adalah bulatan-bulatan sepusat di mana konduktor itu merupakan pusatbulatan.Semakin menghampiri dawai semakin rapatjarak antara bulatan kerana kekuatan medan semakin bertambah.Arah medan ditentukan oleh:

(i) Hukum Putaran Skru Maxwell.Bayangkan suatu skru diskrukan di sepanjang dawai.Arah gerakan skru disepanjang dawai menunjukkanarah arus manakala arah putaran skru merupakan arah medan.

(ii) Hukum Genggaman Tangan Kanan

Genggam tangan kanan kamu dengan ibu jari diluruskan.Arah ibu jari menunjukkan arah arus manakala arah empat jari yang lain menunjukkan arah medan.

(iii) Rajah pemetaan medan magnet disebabkan oleh arus yang menaglir

dalam wayar menegak melalui sekeping kad yang mendatar.

(iv) Arah pesongan jarum kompas dengan

1

PELAJARAN 1KESAN MAGNET DISEBABKAN OLEH KONDUKTOR BERARUS

arah medan magnet.

Medan magnet disebabkan oleh arus yang mengalir dalam konduktor dalam gegelung bulat .

Corak medannya terbahagi kepada dua bahagian.Bagi kawasan berhampiran dawai corak medanadalah merupakan bulatan-bulatan sepusat dandi bahagian tengah dawai medannya adalah lurus.Arahnya boleh ditentukan dengan Hukum PutaranSkru Maxwell atau Hukum Genggaman TanganKanan.

Medan magnet disebabkan oleh arus yang mengalir dalam konduktor berbenuk solenoid

Corak medannya sama seperti corak medan magnet yang berbentuk bar.

Oleh itu pada kedua-dua hujungnya terdapat kutub.Cara menentukan arah medan ialah

(i) Menggunakan Hukum Genggaman Tangan Kanan

iaitu empat jari mewakili arah arus dan ibu jari mewakili arah medan magnet di bahagian tengah

atau

(ii) Menentukan jenis kutub di hujungnya

iaitu " Bawa hujung yang hendak ditentukan kutub bertentangan mata.Jika arah arus melawan arah putaran jam kutubnya adalah utara dan jika arah arus mengikut arah putaran jam kutubnya adalah selatan"

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan elektromagnet.

2

(1) Arus

Semakin bertambah arus semakin bertambah kekuatan elektromagnet.

(2) Bilangan lilitan dawai

Semakin bertambah bilangan lilitan dawai semakin bertambah kekuatan elektromagnet.

(3) Jenis teras

Teras yang diperbuat daripada bahan yang berlainan mempunyai kekuatan electromagnet yang berlainan.Teras besi lembut paling tinggi kekuatan kerana ia dapat menumpukan fluks magnet.

(4) Bentuk teras

Teras berbentuk U adalah mempunyai kekuatan yang tinggi daripada bentuk rod kerana mempunyai dua kutub berlainan melengkapi satu sama lain dan akan menumpukan fluks dalam ruang anatara kutub-kutub itu.

Perbandingan teras besi lembut dengan teras keluli.

Teras besi lembut Teras keluliMudah dimagnetkan dan dinyahmagnetkan.

Sukar dimagnetkan dan dinyahmagnetkan.

Sesuai digunakan untuk membuat magnet sementara (elektromagnet

Sesuai dijadikan magnet kekal

Eksperimen untuk mencari hubungan antara kekuatan elektromagnet dengan bilangan lilitan

Hipotesis:

Jika bilangan lilitan bertambah maka kekuatan elektromagnet bertambah

Tujuan eksperimen :

Eksperimen untuk mencari hubungan antara kekuatan elektromagnet dengan bilangan lilitan

Pembolehubah eksperimen:

P.u.manupulatif : bilangan lilitanP.u.respons :kekuatan elektromagnet P.u.dimalarkan :jenis teras dan magnitud arus

Senarai alat radas dan bahan ;

Teras besi , solenoid , jarum peniti , bekalan kuasa, ammeter , reostat ,wayar penyambung dan suis dan kaki retot.

Susunan radas:

Prosedur eksperimen termasuk mengawal pembolehubah manupulatif dan kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas:

Catatkan bilangan lilitan solenoid yang digunakan =NHidupkan suis.Dekatkan jarum peniti pada hujung teras besi.Catatkan bilangan jarum peniti yang ditarik oleh hujung besi= MUlangi lagi eksperimen sebanyak 5 kali dengan bilangan lilitan yang berlainan pula.

Menjadual data:

3

N M

Menganalisis data:

Lukis graf M melawan N

Eksperimen untuk mencari hubungan antara kekuatan elektromagnet dengan arus

Hipotesis:

Jika arus bertambah maka kekuatan elektromagnet bertambah

Tujuan eksperimen :

Eksperimen untuk mencari hubungan antara kekuatan elektromagnet dengan arus.

Pembolehubah eksperimen:

P.u.manupulatif : arusP.u.respons :kekuatan elektromagnet P.u.dimalarkan :jenis teras dan bilangan lilitan

Senarai alat radas dan bahan ;

Teras besi , solenoid , jarum peniti , bekalan kuasa, ammeter , reostat ,wayar penyambung dan suis dan kaki retot.

Susunan radas:

Prosedur eksperimen termasuk mengawal pembolehubah manupulatif dan kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas:

Hidupkan suis.Ukur nilai arus dengan menggunakan ammeter =IDekatkan jarum peniti pada hujung teras besi.Catatkan bilangan jarum peniti yang ditarik oleh hujung besi= MUlangi lagi eksperimen dengan melaraskan rheostat sebanyak 5 kali dengan nilai arus yang berlainan pula.

Menjadual data:

I M

Menganalisis data:

Lukis graf M melawan N

Bagaimana keluli dijadikan magnet kekal

Hidupkan arusTeras keluli akan dimagnetkanMatikan arus.Teras keluli terus menjadi magnet.

4

Aplikasi alat yang menggunakan prinsipElektromagnet.

(i) Loceng Elektrik

Apabila suis dihidupkan arus mengalir melaluisolenoid,maka elektromagnet terhasil.Elektromagnet menarik kepingan besi lembut,pengetuk memukul loceng untuk menghasilkan bunyi.Litar diputuskan,elektromagnet hilang kuasanya dandengan bantuan spring kepingan besi lembutkembali pada kedudukan asal.Jika suis terus dihidupkan loceng terus berbunyi.Jika kita ingin menjadikan loceng ini berbunyi sekalisahaja apabila suis dihidupkan sekali,sambungkansatu dawai penyambung yang panjang di antarakepingan besi lembut dan penyentuh.

(ii) Geganti Ringkas

Geganti ringkas berfungsi sebagai satu suis untuk menghidup dan mematikan litar lain yang mempunyai arus lebih besar.Apabila arus mengalir melalui solenoid,teras besi menjadi elektromagnet.Kepingan besi lembut tertarik ke elektromagnet menyebabkan sesentuh C akan dihidupkan menyebabkan arus mengalir dalamlitar lain.

Apabila arus dimatikan,elektromagnet hilang kuasanya,sesentuh akan dimatikan dan arus tidak mengalir dalam litar lain.(iii) Cuping Telinga Telefon

Apabila kita bercakap melalui telefon,mikrofon menukarkan tenaga bunyi kepada arus berubah-ubah(a.u)Arus berubah-ubah ini mengalir masuk ke solenoid.Teras besi lembut dilektromagnetkan dengan kekuatan berubah-ubah.Diafragma besi ditarik oleh elektromagnet dengan daya yang mempunyai kekuatan berubah-ubah.Diafragma besi bergetar.Udara di hadapan diafragma akan dimampat dan direnggangkan.Gelombang bunyi dihasilkan dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi arus yang mengalir.

(iv) Pemutus litar

Pemutus litar berfungsi sama seperti sebuah fius yang direka untuk memutuskan bekalan kuasa apabila arus yang terlalu besar melalui satu litar.Apabila arus yang terlalu besar mengalir daya medan magnet yang kuat menarik kepingan besi lembut meyebabkan sesentuh terpisah dan arus berhenti mengalir. Spring P mengekalkan kedudukan sesentuh.Apabila butang reset ditekan,Spring Q menarik kepingan besi lembut pada kedudukan asal.

(v) Kegunaan lain elektromagnet1. Pengangkat besi buruk2. Alat mengeluarkan serpihan logam yang

masuk ke mata3. Kad elektronik4. Mesin bayaran tempat letak kereta

5

5. Pengesan bahan 6. Pengangkutan kontena7. Pita perakam8. Keretapi laju (MAGLEV tra

1 Seorang pelajar sedang mencuba untuk mencari medan megnet yang terhasil oleh arus dalam satu dawai lurus. Antara kaedah berikut, yang manakah benar?

2 Rajah menunjukkan satu wayar yang mengalirkan arus beserta dua kompas berlabel R dan S diletak berhampirannya.

Antara berikut manakah yang menunjukkan arah yang betul bagi aliran arus dan kompas pada R dan S?

3 Rajah menunjukkan sebuah kompas yang terletak di atas sekeping kadbod yang mengufuk dengan penunjuknya menunjuk ke arah utara.Dawai itu melalui kadbod dengan menegak.

Apabila suis dihidupkan,penunjuk itu akan

A bergerak ke arah baratB bergerak ke arah timurC kekal menuju ke arah utaraD bergetar di sekitar kedudukan asalnya.

4 Rajah menunjukkan dua kompas M dan N diletakkan di sekeliling seutas dawai tegak yang membawa satu arus

.Apakah kesan yang akan berlaku kepada penunjuk kompas-kompas itu apabila suis S dihidupkan ?

A Kedua-dua kompas akan memesong

melalui 90o dalam arah yang bertentangan

B Kedua-dua kompas akan memesong

melalui 90o dalam arah yang sama

6

arah arus R S

A

B

C

D

TUTORIAL 1

C Kedua-dua kompas akan memesong

melalui 180o

D Kompas M memesong melalui 180o manakala kompas N tetap

pegun.5 Antara berikut yang manakah menunjukkan

dengan betul corak medan magnet di sekeliling seutas dawai berarus ,jika arah aliran arus adalah tegak lurus ke dalam kertas.

6 Rajah menunjukkan susunan radas bagi mengkaji pola medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang mengalir dalam satu dawai lurus.

Rajah manakah menunjukkan pola serta arah yang betul bagi medan magnet yang akan dilihat oleh pemerhati itu?

7 Rajah menunjukkan sebuah kompas diletakkan di atas satu wayar.

Rajah yang manakah menunjukkan kedudukan jarum kompas yang betul apabila arus mengalir dari X ke Y?

8 Rajah menunjukkan PQRS adalah seutas dawai kuprum yang dibengkokkan dan diletak di atas sebuah meja ufuk. .X dan Y adalah dua kompas kecil yang diletakkan di atas dawai

itu

. Apabila suis S dihidupkan,apakah yang berlaku kepada kompas-kompas itu?

7

A Kedua-dua penunjuk kompas terpesong ke timur

B Kedua-dua penunjuk kompas terpesong ke barat

C Kedua-dua penunjuk kompas tidak terpesong

D Penunjuk kompas X tidak terpesong tetapi penunjuk kompas Y terpesong ke

timur

9 Rajah menunjukkan sebuah kompas berhampiran dengan dawai lurus XY.

Di manakah kompas itu harus diletakkan supaya ia menunjuk ke Timur apabila K dihidupkan?

A Di atas dawai XYB Di bawah dawai XYC Di sebelah kiri dawai XY D Di sebelah kanan dawai XY

10 Rajah menunjukkan seutas dawai yang dibengkokkan dan diletakkan di atas meja yang rata.W ialah sebuah kompas yang diletakkan di bawah dawai itu.

Apakah arah pesongan kompas itu apabila suis S dihidupkan.

11 Rajah menunjukkan sebuah gegelung yang membawa arus. Serbuk besi ditaburkan keatas kadbod untuk memetakan corak medan magnet

Antara yang berikut yang manakah merupakan corak medan magnet yang betul?

12 Rajah menunjukkan satu corak medan magnet yang diperolehi dari satu eksperimen

8

Corak medan magnet itu adalah disebabkan oleh,

A gegelung bulat B dawai lurusC solenoid D magnet bar

13 Rajah menunjukkan satu solenoid dipasang di atas sekeping kadbod. Arus terus mengalir dalam solenoid itu

Antara gambar rajah berikut yang manakah corak dan arah medan magnet yang terhasil?

14 Rajah yang manakah menunjukkan corak medan magnet pada suatu solenoid yang membawa arus dalam arah yang ditunjukkan?

15 Rajah menunjukkan susunan radas untuk

mengkaji medan magnet disebabkan arus dalam sebuah solenoid. Apabila suis, K, dimatikan, jarum kompas menunjuk ke arah utara.

Arah manakah akan ditunjuk oleh jarum kompas apabila suis K dihidupkan?

A Utara B SelatanC Timur D Barat

16 Rajah menunjukkan empat buah kompas diletakkan berhampiran dengan suatu solenoid.

Yang manakah antara berikut menunjukkan arah pesongan kompas yang betul apabila arus mengalir melalui solenoid?

9

17 Rajah menunjukkan sebuah kompas diletakkan di sisi satu magnet bar.

Antara berikut yang manakah menunjukkan pesongan jarum kompas yang betul?

18 Rajah menunjukkan sebatang elektromagnet PQR.

Jenis kutub itu pada P,Q dan R masing-masing adalah,

P Q RA Utara Selatan SelatanB Selatan Utara UtaraC Selatan Utara SelatanD Utara Selatan Utara

19 Rajah menunjukkan satu teras besi lembut berbentuk-U dililitkan dengan dawai kuprum bertebat yang disambungkan ke bateri.

Apabila suis dihidupkan,jenis kutub magnet yang terhasil apada X,Y dan Z masing-masing adalah,

X Y ZA Utara Utara SelatanB Utara Selatan UtaraC Selatan Utara UtaraD Selatan Utara Selatan

20 Rajah menunjukkan sebuah elektromagnet.

Apakah kekutuban pada X dan Y apabila arus mengalir?

X YA Utara UtaraB Utara SelatanC Selatan SelatanD Selatan Utara

10

21 Rajah menunjukkan dua teras besi dililitkan dengan dawai

.Apakah yang akan terjadi pada R dan S apabila arus mengalir?

A R dan S adalah pegunB R dan S menarik satu sama lainC R dan S menolak antara satu sama lainD Rdan S mula menolak dan kemudian

menarik.

22 Rajah menunjukkan dua batang paku besi yang digantung bebas dalam sebuah solenoid.

Apabila arus mengalir melalui solenoid,paku-paku itu akan

A mengekalkan keadaan asalnyaB menarik satu sama lainC menolak antara satu sama lainD berayun dengan frekeunsi yang tetap

23 Dua litar disusun seperti rajah. Rod besi diletak berdekatan dan bebas bergerak.

Apakah yang berlaku kepada saiz ruang X apabila suis S ditutup?

A bertambahB berkurangC tidak berubah

24 Rajah menunjukkan sebuah solenoid dan magnet kekal.

Apakah yang akan berlaku apabila suis dihidupkan?

A Magnet akan bergetarB Solenoid dan magnet kekal akan saling

menarikC Solenoid dan magnet kekal akan saling

menolakD Tiada apa-apa yang akan berlaku kepada

magnet

25 Manakah antara berikut boleh digunakan untuk menentukan arah medan magnet yang terhasil oleh konduktor berarus?

A Hukum LenzB Hukum FaradayC Hukum Tangan Kiri FlemingD Hukum Genggaman Tangan Kanan

26 Satu gegelung dawai yang mengelilingi satu rod besi disambungkan di dalam litar seperti di bawah.

11

Bilangan jarum-jarum yang ditarik oleh rod besi akan bertambah jika

A arus yang lebih kecil digunakanB bilangan gegelung ditambahC jarak antara gegelung- gegelung

ditambahD satu rod besi yang lebih besar

diameternya di gunakan

27 Rajah menunjukkan susunan radas untuk mengkaji kekuatan suatu ektromagnet.

Bilangan pin yang tertarik ke arah rod besi lembut boleh ditambah dengan

P mengurangkan rintangan rheostat.Q menambahkan bilangan lilitan gegelung.R menambahkan ketebalan wayar kuprum

bertebat.

A P dan QB P dan RC Q dan RD P, Q, R

28 Rajah menunjukkan litar suatu loceng elektrik.

Manakah yang berikut tidak mempengaruhi kekuatan bunyi loceng apabila suis ditutup?

A Menukarkan kekutuban sel kering.B Menambahkan bilangan sel kering.C Menambahkan bilangan lilitan gegelung.D Kehadiran teras besi lembut

29 Di antara pasangan bahan teras dan bilangan lilitan wayar bertebatberikut,yang manakah boleh digunakan untuk membina sebuah elektromagnet yang paling kuat?

Bahan teras

Bilangan lilitan wayar bertebat

A kuprum 500B kuprum 100C Besi 500D Besi 100

30 Rajah menunjukkan satu eksperimen untuk mengkaji kesesuaian logam sebagai teras elektromagnet.Empat rod logam berlainan bahan dimasukkan satu persatu ke dalam gegelung kuprum.

Jadual di bawah menunjukkan bilangan klip kertas yang terlekat pada rod logam apabila suis dihidupkan dan apabila suis dimatikan.

Rod logam

Bilangan klip kertas yang terlekat pada rod logamApabila suis dihidupkan

apabila suis dimatikan

A 40 35

12

B 38 5C 25 4D 1 0

Antara rod logam A,B,C dan D yang manakah paling sesuai digunakan sebagai teras elektromagnet

31 Seorang pelajar menyediakan suatu susunan radas seperti dibawah untuk membina suatu geganti.

Logam yang manakah patut digunakan untuk dijadikan teras?A AluminiumB KuprumC Besi lembutD Keluli

32 Rajah menunjukkan satu susunan untuk memagnetkan teras supaya membentuk satu magnet kekal.

Bahan yang paling sesuai digunakan sebagai teras adalah

A Besi lembut B KeluliC Kuprum D Perak

33 Kekuatan elektromagnet bergantung kepada faktor – faktor berikut kecuali

A magnitud arusB arah pengaliran arusC bilangan lilitan gegelungD jenis teras yang digunakan

34 Rajah menunjukkan sebuah elektromagnet.

Antara faktor berikut yang manakah tidak mempengaruhi kekuatan elektromagnet?

A Bahan yang digunakan untuk dawaiB Bahan yang digunakan untuk penebatC Bilangan lilitan wayarD Arus mengalir melalui wayar

35 Antara dua bahan berikut yang manakah digunakan untuk gegelung dan teras dalam sebuah elektromagnet?

Gegelung Teras

A Kuprum KuprumB Kuprum BesiC Kuprum KeluliD Keluli Besi

36 Rajah menunjukkan tiga bentuk berlainan elektromagnet P, Q dan R.

13

Kekuatan elektromagnet disusun mengikut tertib menaik adalah

A P, Q ,R B P,R , QC R, Q, P D Q, R, P

37 Antara alat berikut, yang manakah tidak mengaplikasikan kesan elektromagnet dalam prinsip kerjanya?

A Jangka masa detikB Penjana ArusC Pemutus litarD Loceng elektrik

38 Antara berikut yang manakah beroperasi tidak menggunakan prinsip elektromagnet?

A FiusB Kad KreditC Pita perakamD Cuping telinga telefon

39 Rajah 39.1 menunjukkan sekeping kadbod ufuk yang mempunyai 4 buah kompas kecil terletak di atasnya.Satu wayar dilalukan menerusi satu lubang di tengah-tengah kadbod itu,berserenjang kepada kadbod.Ketika arus tidak dihidupkan melalui wayar itu,jarum-jarum kompas itu menunjuk ke arah utara.

Rajah 39.1

(a) Pada Rajah 39.2 ,bulatan-bulatan mewakili kompas-kompas.Lukiskan anak-anak panah dalam bulatan itu untuk menunjukkan arah mana jarum-jarum kompas itu akan menunjuk apabila arus dialirkan tegak ke bawah melalui wayar itu.

Rajah 39.2

(b) Rajah 39.3 menunjukkan arus elektrik dialirkan melalui satu gegelung wayar PQ Bulatan-bulatan berhampiran hujung-hujung P dan Q itu mewakili kompas-kompas.Berdasarkan Rajah 39.3(i) Lukiskan anak-anak panah dalam

bulatan -bulatan itu untuk menunjukkan arah jarum-jarum kompas itu menunjuk.

(ii) Gegelung PQ itu bertindak

seperti sebuahmagnet.Nyatakan jenis kekutuban di hujung P dan di hujung Q.

P................................................. Q................................................

(c) Pada Rajah 39.4,lakarkan garis-garis medan magnet di sekeliling dan di dalam gegelung PQ.Masukkan anak panah pada garis-garis ini untuk menunjukkan arah medan itu.

14

Rajah 39.4

40 Rajah 40.1 dan Rajah 40.2 menunjukkan corak susunan serbuk besi yang terbentuk apabila solenoid disambungkan kepada bateri.

Rajah 40.1

Rajah 40.2(a) Apakah maksud

elektromagnet?………………………………………………………………………………

(b) Sebuah kompas diletakkan pada titik P dalam Rajah 40.1. Dengan menggunakan anakpanah, tandakan arah penunjuk kompas.

(c) Berdasarkan Rajah 40.1 dan Rajah

40.2, bandingkan;(i) bilangan lilitan solenoid.

………………………………...………………………………...

(ii) Bilangan garis daya medan magnet.………………………………....……………….........................

(iii) magnitud arus yang mengalir melalui soleniod.………………………………………………………………

(d) Nyatakan hubungan antara bilangan

lilitan gegelung dengan kekuatan medan magnet.………………………………………………………..................................

(e) (i) Apakah yang terjadi kepada

kekuatan elektromagnet jika satu teras besi lembut dimasukkan ke dalam solenoid?………………………………..

(ii) Terangkan jawapan anda dalam (e) (i).………………………………………………………………..................................................................................................

41 Rajah 41 menunjukkan sebuah elektromagnet ringkas digunakan untuk mengangkat dan melepaskan sebuah bola logam yang kecil.

15

Rajah 41

(a) Dalam Rajah 41, tandakan arah arus yang mengalir dalam solenoid apabila suis dihidupkan.

(b) (i) Namakan kutub magnet pada hujung teras P apabila suis dihidupkan?……………………………………

(ii) Nyatakan petua yang digunakan untuk menentukan kutub medan magnet .………………………………………

(iii) Berdasarkan solenoid dalam Rajah 41, lukiskan garisan medan magnet yang terbentuk di sekitar solenoid apabila suis dihidupkan. Dalam rajah tunjukkan arah garisan medan magnet.

(c)Bahan digunakan untuk teras

Bentuk teras

Keluli

Soft iron

Aluminium

Jadual 41

(c) Berdasarkan Jadual 41, nyatakan sifat-sifat yang sesuai untuk dipilih bagi membina sebuah elektromagnet dan nyatakan sebab bagi pilihan anda.

(i) Bahan digunakan untuk teras

……………………………………Sebab……………………………………

(ii) Bentuk teras ……………………………………

Sebab…………………………………….

42 Rajah 42.1 dan Rajah 42.2 menunjukkan gegelung dawai disambungkan dengan ammeter, suis dan bekalan kuasa a.t.

Rajah 42.1

16

Rajah 42.2

Apabila suis dihidupkan dan serbuk besi dengan kuantiti yang sama ditaburkan pada permukaan kedua-dua kadbod , corak serbuk besi yang terbentuk adalah ditunjukkan seperti rajah-rajah tersebut.

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan medan magnet?

(b) Menggunakan Rajah 42.1 dan Rajah 42.2 ,bandingkan bilangan lilitan gegelung dawai , corak serbuk besi dan sudut pesongan penunjuk ammeter.

(c) Nyatakan hubungan antara kekuatan medan magnet dengan(i) corak serbuk besi,(ii) bilangan lilitan gegelung dawai.

43 Rajah 43 menunjukkan loceng elektrik.

Rajah 43

(a) (i) Nyatakan perubahan tenaga yang

berlaku apabila loceng electrik

berbunyi(ii) Berdasarkan pada Rajah 43,

terangkan bagaimana loceng elektrik itu berbunyi apabila suis dihidupkan.

(b) Loceng elektrik pada Rajah 43 dapat

menghasilkan bunyi yang kuat..Jadual 43 menunjukkan ciri-ciri pada loceng eletrik P,Q,R,S danT yang boleh menghasilkan bunyi yang kuat

Locengelektrik

Saizpemukul

Jarak antara pemukul dan gong/cm

BilanganLilitan gegelung pada teras besi

Saiz gong

P Besar 2.0 50 Besar

Q Besar 5.0 100 Besar

R Besar 5.0 100 Kecil

17

S Kecil 5.0 50 Kecil

T Kecil 2.0 100 Kecil

Jadual 43Anda ditugaskan untuk mengkaji ciri-ciri pada loceng elektrik P,Q,R,S dan T.Terangkan kesesuaian setiap ciri-ciri pada loceng elektrik dalam Jadual 43 dan seterusnya tentukan loceng dapat menghasilkan bunyi yang paling kuat.Berikan sebab untuk pilihan anda.

44 Rajah 44.1 menunjukkan sebuah elektromagnet bagi kren digunakan untuk mengangkat besi terbuang di kawasan kilang besi. Apabila arus yang mengalir dalam elektromagnet itu ditambahkan, didapati pemerhatian adalah seperti dalam Rajah 44.2.

Rajah 44.1 Rajah 44.2

Berdasarkan pemerhatian itu:

(a) Nyatakan satu inferens yang boleh dibuat.

(b) Nyatakan satu hipotesis yang sesuai untuk suatu penyiasatan.

(c) Dengan menggunakan radas seperti solenoid,wayar penyambung sel kering dan lainlain, terangkan satu rangka kerja eksperimen untuk menguji hipotesis anda.Dalam penerangan anda jelaskan perkaraberikut:(i) Tujuan ekaperimen(ii) Pembolehubah yang terlibat dalam

eksperimen itu(iii) Senarai radas dan bahan(iv) Susunan radas(v) Prosedur eksperimen termasuk

kaedah mengawal pemboloehubah yang dimanipulasikan dan kaedah mengukur pembolehubah bergerak balas

(vi) Cara anda akan menjadualkan data

(vii) Cara anda akan menganalisis data

Pengenalan

PemerhatianApabila bekalan kuasa dihidupkan , wayar kuprum pendek akan bergerak ke …………………………..

Penerangan

Apabila arus mengalir melalui dawai kuprum pendek medan magnet dihasilkan di sekelilingnya.Saling tindakan berlaku antara medan magnet terhasil dengan medan magnet kekal.Daya dihasilkan menyebabkan wayar kuprum pendek bergerak.

18

PELAJARAN 2DAYA SALING TINDAKAN ANTARA KONDUKTOR BERARUS DENGAN MEDAN MAGNET KEKAL (HUKUM TANGAN KIRI FLEMING DAN MEDAN LASTIK)

Arah gerakan ditentukan oleh Petua Tangan Kiri Fleming.

Petua Tangan Kiri Fleming.Susun jari telunjuk,jari hantu dan ibu jari tangan kiri berserenjang antara satu sama lain.Jika arah jari telunjuk menunjukkan arah medan (U S),jari hantu menunjukkan arah arus ( + -) ,maka ibu jari akan menunjukkan arah daya (gerakan).

Medan lastik ( Medan paduan)

Medan lastik ialah medan gabungan samada

(i) medan yang dihasilkan oleh konduktor lurus yang berarus dengan medan magnet kekal

atau

(ii) medan yang dihasilkan oleh dua konduktor lurus yang berasingan dan berarus.Penghasilan medan lastik boleh dijelaskan secara gambarajah berikut:-

Medan lastik jenis 1 :

Sama arah melasik dan bertentangan arah saling membatal.Arah medan lastik ditentukan oleh Petua Tangan Kiri Fleming.

(i)

19

(ii)

Medan lastik jenis 2 :

(i) Jika arus mengalir dalam konduktor sama arah ,arah medan magnet antara dua dawai adalah bertentangan . Dua dawai akan mengalami daya tarikan dan merapati satu sama lain.

20

(ii) Jika arus mengalir dalam konduktor bertentangan arah ,arah medan magnet antara dua dawai adalah sama . Dua dawai akan mengalami daya tolakan dan menjauhi satu sama lain.

Faktor-faktor yang mempengaruhi magnitud daya saling tindakan antara konduktor berarus dengan medan magnet kekal.

1. Kekuatan medan magnet kekal.

Apabila kekutan medan magnet bertambah, daya bertambah.

2. Magnitud arus .

Apabila magnitude arus bertambah, daya bertambah.

Eksperimen untuk mengkaji hubungan antara magnitud daya saling tindakan antara konduktor berarus dengan medan magnet kekal dengan magnitud arus.

Hipotesis:

Daya saling tindakan antara konduktor berarus dengan medan magnet kekal bertambah apabila dengan magnitud arus.

Tujuan eksperimen :

Mengkaji hubungan antara magnitud daya saling tindakan antara konduktor berarus dengan medan magnet kekal dengan magnitud arus.

Pembolehubah eksperimen:

P.u.manupulatif : magnitud arus.P.u.respons : daya saling tindakan antara konduktor

berarus dengan medan magnet keka

P.u.dimalarkan :kekuatan medan magnet kekal

Senarai alat radas dan bahan ;

Magnet magnadur , Dening besi berbentuk -U, wayar kuprum tebal, wayar kuprum pendek , bekalan kuasa a.t, , pembaris meter.

21

Susunan radas:

Prosedur eksperimen termasuk mengawal pembolehubah manupulatif dan kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas:

Bekalan kuasa a.t. dihidupkan.Voltan bekalan a.t. dicatatkan = V Jarak antara dawai kuprum pendek bergerak diuukr dengan pembaris meter. = L Eksperimen diulangi sebanyak 5 kali dengan nilai voltan bekalan kuasa a.t. yang berbeza..

Menjadual data:

Jadualkan data.V L

Menganalisis data:

Lukis graf L melawan V

Daya putaran kesan daripada dawai gegelung membawa arus dalam satu medan magnet.

Apabila satu dawai gegelung membawa arus dalam satu medan magnet , dua sisi gegelung yang berserenjang dengan medan magnet mengalami daya-daya dalam arah yang bertentangan(Menggunakan Petua Tangan Kiri Fleming.) Pasangan daya yang sama magntud dan bertentangan arah ini menghasilkan kesan putaran.

Aplikasi daya saling tindakan antara konduktor berarus dengan medan magnet kekal (Medan lastik)

1. Ammeter gegelung bergerak

22

Apabila arus mengalir melalui gegelung, medan magnet terhasil terhasil di sekelilingnya.Saling tindakan antara medan magnet ini dengan medan magnet kekal menghasilkan medan lastik dan daya putaran.Gegelung akan berputar ,spring akan termampat dan penunjuk berhenti untuk menunjukkan bacaan.

2. Motor elektrik a.t,

Apabila arus mengalir melalui gegelung, medan magnet terhasil terhasil di sekelilingnya.Saling tindakan antara medan magnet ini dengan medan magnet kekal menghasilkan medan lastik dan daya putaran.Komutator memastikan gegelung berputar dalam satu arah sahaja.

3. Motor elektrik a.u,

Apabila arus mengalir melalui gegelung, medan magnet terhasil terhasil di sekelilingnya.Saling tindakan antara medan magnet ini dengan medan magnet kekal menghasilkan medan lastik dan daya putaran.Gelang gelincir memastikan gegelung berputar dalam satu arah sahaja.

4. Pembesar suara gegelung bergerak

23

Apabila arus mengalir melalui gegelung, medan magnet terhasil terhasil di sekelilingnya.Saling tindakan antara medan magnet ini dengan medan magnet kekal menghasilkan medan lastik dan daya pada kon kertas.Kon kertas bergetar pada frekuensi yang sama dengan gelombang bunyi.Molekul-mlekul udara di hadapan kon kertas juga akan bergetar untukj menghasilkan bunyi asal.

1 Rajah menunjukkan satu wayar kuprum PQ dalam berada satu medan magnet.

Arah gerakan PQ boleh ditentukan dengan

A Hukum LenzB Hukum FaradayC Petua Tangan Kiri FlemingD Petua Tangan Kanan Fleming

2 Rajah menunjukkan satu rod Loyang diletakkan dalam satu medan magnet kekal.

Apabila suis dihidupkan,ke arah manakah rod loyang akan bergerak.?

3 Rajah menunjukkan arus mengalir dalam satu dawai yang berada dalam satu medan magnet,

Ke arah manakah dawai itu bergerak?

24

TUTORIAL 2

4 Rajah menunjukkan satu rod logam diletakkan dalam satu medan magnet.

Ke arah manakah rod logam itu bergerak?

5 Rajah menunjukkan satu konduktor yang diletakkan dalam satu medan magnet.

Apabila arus mengalir keluar daripada kertas ke arah manakah konduktor itu bergerak?

6 Rajah menunjukkan konduktor membawa arus dalam satu medan magnet kekal.

Ke arah manakah konduktor itu bergerak?

7 Apabila suis dalam rajah dihidupkan , dawai R akan bergerak.

Ke arah manakah wayar R akan bergerak ?

A W ke Y B Y ke WC X ke Z D Z ke X

8 Susunan radas yang mana satu akan menggerakkan dawai PQ ke timur ?

25

9 Rajah menunjukkan seutas wayar tanpa

penebat PQ diletakkan pada dua batang rod logam yang dipegang pada suatu sudut dengan ufukan.

Rajah manakah menunjukkan sambungan yang betul bagi bateri dan arah medan magnet, B, untuk mencegah PQ daripada menggelongsor turun?

10 Rajah menunjukkan satu gegelung dawai diletakkan dalam satu medan magnet.

Apakah terjadi kepada gegelung dawai apabila arah arus yang

26

mengalir adalah ditunjukkan seperti pada rajah.

A pegunB bergetarC berputar ikut arah pusingan jamD berputar arah lawan pusingan

jam

11 Rajah(a) menunjukkan medan magnet yang terhasil di sekitar satu konduktor lurus yang mengalirkan arus.Rajah(b) menunjukkan satu medan magnet kekal.

Apabila kedua-duanya bertindih,gambar rajah yang menunjukkan medan paduannya adalah

12 Rajah menunjukkan fluk magnet yang disebabkan oleh magnet dan dawai P dan Q mengalirkan arus.

Manakah yang berikut menunjukkan medan elektrik yang dihasilkan

13 Rajah menunjukkan susunan radas yang digunakan untuk mengkaji corak medan magnet apabila arus mengalir melalui konduktor.

Corak medan magnetkah yang manakah adalah betul yang terbentuk pada kadbod itu?

27

14 Rajah menunjukkan susunan radas yang digunakan untuk mengkaji corak medan magnet apabila arus mengalir melalui konduktor.

Corak medan magnetkah yang manakah adalah betul yang terbentuk pada kadbod itu?

15 Rajah menunjukkan susunan radas yang digunakan untuk mengkaji corak medan magnet apabila arus mengalir melalui konduktor PQ dan RS.

Apakah yang terjadi kepada konduktor PQ dan RS?

A Tidak berubahB Menjauhi satu sama lainC Mendekati satu sama lain

16 Rajah menunjukkan arus mengalir dari satu bateri melalui dua solenoid.

Medan magnet yang manakah berikut terbentuk di P?

28

17 Rajah menunjukkan gegelung membawa arus dalam medan magnet

Antara berikut yang manakah benar .

18 Rajah menunjukkan reka bentuk sebuah motor elektrik.

Corak medan magnet berikut yang manakah benar apabila suis dihidupkan?

19 Sebuah motor elektrik digunakan untuk menukarkan

A tenaga mekanik kepada tenaga elektrik

B tenaga elektrik kepada tenaga mekanik

C arus terus kepada arus ulangalikD arus ulangalik ke pada arus terus

20 Rajah menunjukkan sebuah motor arus terus.

Pernyataan yang manakah adalah tidak benar?

A Gegelung berputar ikut arah lawan pusingan jam.

B Tiada arus mengalir ketika gegelung berserenjan g dengan medan magnet.

C Motor berfungsi berdasarkan konsep medan lastik.

D Komutator berfungsi menukarkan arus terus kepada arus ulangalik.

29

21 Rajah menunjukkan sebuah motor arus terus (a.t.)

Antara pernyataan berikut yang manakah benar tentang sebuah motor arus terus?

A Berus karbon digunakan untuk menambahkan kelajuan putaran gegelung.

B Komutator digunakan untuk mengekalkan arah putaran gegelung.

C Kelajuan gegelung boleh ditambah dengan menggunakan gegelung dawai yang lebih halus.

D Arah putaran gegelung ditentukan dengan menggunakan peraturan tangan kanan Fleming.

22 Seorang pelajar menjalankan eksperimen untuk mengkaji kesan medan magnet terhadap satu dawai berarus. Dawai bergerak ke atas seperti ditunjukkan dalam rajah.

Apakah yang patut dilakukan oleh pelajar tersebut supaya dawai itu bergerak ke bawah?

A Gunakan magnet yang lebih kuat.B Menukar arah arusC Merapatkan kutub-kutub magnet ituD Mengurangkan arus dalam dawai.

23 Antara alat berikut yang manakah beroperasi berdasarkan prinsip medan lastik?

A motor elektrikB penjana elektrikC transformerD loceng elektrik

24 Rajah 24.1 dan Rajah 24.2 menunjukkan rod kuprum yang serupa diletakkan di atas dawai kuprum tidak bertebat di dalam medan magnet.

Rajah 24.1

Rajah 24.2Apabila suis dihidupkan, jarum ammeter terpesong dan rod kuprum digerakkan ke kedudukan akhir seperti yang ditunjukkan dalam rajah-rajah tersebut.

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan medan magnet?.................................................................

.... (b) Perhatikan Rajah 24.1 dan Rajah 24.2.

(i) Bandingkan pesongan jarum bagikedua-dua ammeter itu..........................................................

...(ii) Bandingkan kedudukan akhir bagi

kedua-dua rod kuprum itu.

30

.........................................................

(c) Hubungkaitkan kedudukan akhir rod kuprum dengan magnitud arus elektrik..................................................................

....(d) (i) Terangkan mengapakah rod kuprum

itu bergerak mengikut araah seperti yang ditunjukkan pada rajah-rajah itu apabila suis dihidupkanExplain why .........................................................

............................................................

...(ii) Namakan petua yang

digunakan untuk menentukan arah rod kuprum itu.................................................

............(e) Nyatakan satu kaedah lain yang boleh

menggerakkan rod dengan lebih jauh lagi..................................................................

....

25 (a) Rajah 25.1 menunjukkan dua hujung magnet kekal masing-masing berkutub

utara dan selatan.Pada rajah di atas lukiskan corak medan magnet di antara

kutub utara dan kutub selatan.

Rajah 25.1

Pada Rajah 25.1 lukiskan corak medan magnet di antara kutub utara dan kutub selatan.

(b) Rajah 25.2 menunjukkan keratan rentas dua konduktor masing-masing mengalirkan arus,I,masuk ke dalam dan keluar dari permukaan kertas.

Rajah 25.2

Pada Rajah 25.2 ,lukiskan corak medan magnet yang dihasilkan oleh arus,I.

(c) Rajah 25.3 dua konduktor yang menghasilkan arus I diletakkan dalam medan magnet kekal.Saling tindakan antara medan magnet kekal dengan medan magnet dari konduktor yang mengalir arus akan menghasilkan medan lastik.

Rajah 25.3

Pada Rajah 25.3(i) lukiskan corak medan

lastik terhasil(ii) tandakan arah daya

yang terhasil pada kedua-dua konduktor itu.

(d) Nyatakan dua alat yang beroperasi berdasarkan prinsip seperti pada rajah di atas.

31

....................................................................

....................................................................

26 Rajah 26 menunjukkan daya yang bertindak pada satu konduktor yang membawa arus dalam medan magnet.

Rajah 26

(a) Apabila suis dihidupkan, ke arah manakah dawai kuprum bergerak?……………………………………………

(b) Namakan petua yang terlibat dalam menentukan jawapan anda di (a).…………………………………………

(c) (i) Jika arah arus disongsangkan apakah

yang terjadi kepada arah pesongan dawai kuprum itu?………………………………………

(ii) Lukiskan corak medan magnet yang terhasil di (a)?

(iii) Bagaimanakah magnitud daya

yang menyebabkan dawai kuprum itu bergerak boleh tersebut boleh ditambah?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

27 Rajah 27 menunjukkan sebuah motor elektrik arus terus disambungkan kepada sebuah bateri.

Rajah 27

(a) Nyatakan fungsi motor itu?

…………………………………………….

…………………………………………….(b) Namakan bahagian berlabel X.

…………………………………………….(c) Nyatakan fungsi berus karbon.

…………………………………………………………………………………………

(d) Berdasarkan Rajah 27, ke arah manakah motor itu berputar apabila arus mengalir?……………………………………………

(e) Bagaimanakah anda dapat mengubahsuai motor tersbut menjadi (i) motor elektrik arus ulanglik.

………………………………............

……………………………...............

………………………………............

(ii) Penjana elektik arus terus

……………………………................

……………………………................

………………………………............

32

……………………………................

……………………………................

………………………………............28 Rajah 28 menunjukkan sebuah

miliammeter gegelung bergerak Alat ini beroperasi berdasarkan interaksi antara electromagnet dengan medan magnet kekal.

Rajah 28(a) Apakah yang dimaksudkan

dengan elektromagnet?………………………………………………………………………………

(b) Jadual 28 menunjukkan spesifikasi empat buah miliammeter J, K, L dan M.

Miliammeter

Dawai digunakanuntukgegelung

Bahan teras

BilanganLilitangegelun

J Nipis Besilembut

Banyak

K Tebal Keluli SedikitL Nipis Keluli SedikitM Tebal Besi

lembut

banyak

Jadual 28

Berdasarkan Jadual 28 , nyatakan kesesuaian spesifikasi gegelung dan teras untuk membolehkan miliammeter itu lebih cekap.Nyatakan sebab untuk setiap spesifikasi berdasarkan aspek-aspek berikut:

(i) Dawai digunakan untuk gegelung.

………………………………………Sebab:………………………………………

(ii) Bahan teras.………………………………………Sebab:………………………………………

(iii) Bilangan lilitan gegelung.………………………………………Sebab:………………………………………

(c) Berdasarkan jawapan anda dalam (b) , tentukan miliammeter yang paling sesuai digunakan dalam Jadual 28 untuk mengukur arus dengan lebih cekap.……………………………………………

29 Rajah 29.1 dan 29.2 menunjukkan sebuah motor elektrik digunakan untuk mengangkat baldi berisi simen ke tingkat atas di sebuah tapak pembinaan bangunan.

Rajah 29.1

Rajah 29.2

33

(a) Apakah maksud medan lastik ?..........................................................................................................................................

(b) (i) Pada ruang dibawah , lukiskan corak

medan lastik yang terhasil pada Rajah 29.1 .

(ii) Nyatakan arah putaran motor seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 29.1..…………………………………………..

(c) Berdasarkan Rajah 29.1 dan Rajah 29.2,

(i) motor yang manakah yang paling sesuai digunakan untuk mengangkat baldi yang berisi simen ?

..............................................................

(ii) Terangkan jawapan anda pada c(i).

....................................................

....................................................

................

............................................................

(d) Jika sumber arus a.t menjadi lemah, pekerja pembinaan terpaksa menggunakan sumber a.u.Terangkan pengubahsuaian yang patut dibuat pada motor itu supaya motor dapat digunakan.…………………………………………………………………………………………………………..................................................................................................................

(e) Kuasa input motor itu 2000 W. Jika motor itu mengangkut 10 kg simen pada ketinggian 12 m, hitungkan kecekapan motor itu.

30 (a) Rajah 30.1 menunjukkan dua jalur

kuprum nipis yang disambungkan ke satu litar elektrik.

Rajah 30.1

Terangkan apakah terjadi kepada jalur dawai PQ dan RS apabila suis dihidupkan?

(b) Rajah 30.2 menunjukkan sebuah

motor elektrik yang dibekalkan dengan 12 V a.u.

Rajah 30.2(i) Terangkan

bagaimanakah motor itu berputar apabila arus dihidupkan.

(ii) Menggunakan bekalan 12 V a.u. terangkan pengubahsuaian yang

34

perlu dilakukan kepada motor dan litar luar untuk membolehkan motor itu berputar lebih laju.

31 Rajah 31.1 menunjukkan satu peranti yang digunakan untuk menguji kecekapan sebuah helikopter mainan yang di reka oleh seorang penuntut.Rajah 32.2 menunjukkan perubahan yang berlaku kepada kelajuan bilah kipas apabila bilangan bateri ditambah.

Rajah 31.1

Rajah 31.2

Berdasarkan maklumat dan pemerhatian itu:

(a) Nyatakan satu inferens yang boleh dibuat

(b) Nyatakan satu hipotesis yang sesuai untuk suatu penyiasatan.

(c) Dengan menggunakan radas seperti swayar penyambung, magnet magnadur magnets , dening besi berbentuk-U, solenoiddan lain-lain, terangkan satu rangka kerja

eksperimen untuk menguji hipotesis anda.Dalam penerangan anda jelaskan perkaraberikut:(i) Tujuan ekaperimen(ii) Pembolehubah yang

terlibat dalam eksperimen itu

(iii) Senarai radas dan bahan(iv) Susunan radas(v) Prosedur eksperimen

termasuk kaedah mengawal pemboloehubah yang dimanipulasikan dan kaedah mengukur pembolehubah bergerak balas

(vi) Cara anda akan menjadualkan data

(vii) Cara anda akan menganalisis data

35

Maksud aruhan elektromagnet.

Aruhan elektromagnet ialah proses penghasilan d.g.e. aruhan (arus aruhan) tanpa menggunakan bekalan kuasa tetapi menggunakan gerakan relatif di antara konduktor dan magnet.

Maksud gerakan relatif

Rajah(a)

Rajah(b)

Rajah (c)

Rajah (d)

Untuk Rajah(a) dan Rajah(b):(a) Gerakkan magnet dengan konduktor

di pegunkan.(b) Gerakkan konduktor dengan magnet

dipegunkan. (c) Gerakkan magnet dan konduktor

dalam arah yang bertentangan.(d) Gerakkan magnet dan konduktor

dalam sama arah dengan kelajuan yang berlainan.

Untuk Rajah(c)

36

PELAJARAN 8.3 ARUHAN ELEKTROMAGNET

(a) Ketika suis S dihidupkan dan dimatikan,

(b) Melaraskan reostat R sambil suis S dihidupkan berterusan.

(c) Menggerakkan solenoid P mendekati atau menjauhi solenoid Q sambil suis S dihidupkan berterusan.

(d) Menggantikan bateri dengan bekalan a.u sambil suis S dihidupkan berterusan.

Untuk Rajah (d)

Ayunkan bandul dalam medan magnet.

Mekanisme penghasilan arus aruhan atau d.g.e. aruhan.

Penghasilan arus aruhan atau dg.e aruhan adalah disebabkan berlakunya pemotongan antara konduktor dengan garis medan magnet atau kerana berlakunya perubahan fluksmagnet.

Jenis-jenis arus aruhan

(i) Arus terus (a.t.)

A.t terhasil apabila magnet digerakkan pada satu arah tertentu dalam solenoid samada digerakkan masuk atau digerakkan keluar.

(ii) arus ulangalik (a.u.)

A.u terhasil apabila magnet digerakkan pada satu arah bertentangan dalam solenoid iaitu digerakkan masuk dan digerakkan keluar secara berterusan.

Hukum Faraday – penentuan magnitud arus aruhan.

Magnitud d.g.e aruhan(arus aruhan) berkadar langsung dengan kadar perubahan fluks magnet.

37

Oleh itu untuk cara menambahkan magnitud arus aruhan ialah(a) Menambahkan kekuatan magnet(b) Menambahkan bilangan lilitan gegelung(c) Menambahkan halaju gerakan relatif antara magnet dan konduktor.

Hukum Lenz – penentuan arah arus aruhan.

Arah arus aruhan sentiasa mengalir pada arah yangbertentangan dengan perubahan fluks magnet yangmenghasilkannya

Untuk menggunakan Hukum Lenz ada tiga langkah perlu dilakukan :(i) Tentukan jenis daya ( tolakan atau tarikan )(ii) Tentukan jenis kutub ( utara atau selatan )(iii) Gunakan Petua Genggaman Tangan Kanan.

Contohnya adalah seperti berikut:

Semasa kutub Selatan magnet ditujah masuk melalui hujung P, daya .................................................... dihasilkan.Oleh itu hujung P menjadi kutub ....................................dan arah arus mengalir pada arah ............................................... .Sebaliknya semasa Selatan magnet dikeluarkan melalui hujung P, daya............................................... dihasilkan.Oleh itu hujung P menjadi kutub .................................dan arah arus mengalir pada arah .............................................................................

Konsep Hukum Lenz adalah berdasarkan prinsip keabadian tenaga iaitu:Tenaga mekanik(untuk mengerakkan magnet) Tenaga elektrikTenaga haba(dilesapkan dalam gegelung).

Petua Tangan Kanan Fleming – penentuan arah arus dalam penjana (dinamo).

Susun jari telunjuk,jari hantu dan ibu jari tangan kiri berserenjang antara satu sama lain.Jika arah ibu jari menunjukkan arah daya (gerakan arah jari telunjuk menunjukkan arah medan (U S), maka jari hantu menunjukkan arah arus ( + -) ,

Sebagai contoh :

38

Apabila gegelung WXYZ diputarkan mengikut arah lawan pusingan jam , arah arus adalah ………………

Eksperimen untuk mengkaji hubungan antara magnitud arus aruhan dengan laju gerakan relatif antara magnet dan konduktor.

Hipotesis:

Semakin bertambah laju gerakan relatif antara magnet dan konduktor , semakin bertambah magnitud arus aruhan.

Tujuan eksperimen :

Mengkaji hubungan antara magnitud arus aruhan dengan laju gerakan relatif antara magnet dan konduktor.

Pembolehubah eksperimen:

P.u.manupulatif : Laju gerakan relatif antara magnet dan konduktor. P.u.respons : Magnitud arus aruhan P.u.dimalarkan : Bilangan lilitan gegelung ,kekuatan magnet kekal.

Senarai alat radas dan bahan ;

Galvanometer berpusat sifar , solenoid, magnet bar dan pembaris meter.

Susunan radas:

Prosedur eksperimen termasuk mengawal pembolehubah manupulatif dan kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas:

Ketinggian magnet daripada bahagian atas solenoid diukur dengan menggunakan pembaris meter = Hlam solenoid dan bacaan galvanometer dicatatkan = I Eksperimen diulangi sebanyak 5 kali dengan menjatuhkan magnet pada ketinggian berlainan.

Menjadual data:

Jadualkan data.

H I

Menganalisis data:

Lukis graf I melawan H

39

Aplikasi konsep Aruhan Elektromagnet

(1) Penjana a.t.

Pada kedudukan awal gegelung (0o) , kadar perubahan fluks adalah maksimum. dan magnitud arus aruhan adalah maksimum.

Pada sudut putaran 90o tidak ada perubahan fluks magnet berlaku ada dan magnitud arus aruhan adalah sifar,

Pada sudut putaran 180o kadar perubahan fluks adalah maksimum. semula magnitud arus aruhan adalah maksimum.semula. Komutator mengekalkan arah arus masih sama.

Pada sudut putaran 270o tidak ada perubahan fluks magnet berlaku ada dan magnitud arus aruhan adalah sifar semula.

Graf berikut menunjukkan graf arus melawan sudut putaran yang dihasilkan oleh penjana a.t.

(2) Penjana a.u.

Pada kedudukan awal gegelung (0o) , kadar perubahan fluks adalah maksimum. dan magnitud arus aruhan adalah maksimum.

Pada sudut putaran 90o tidak ada perubahan fluks magnet berlaku ada dan magnitud arus aruhan adalah sifar,

Pada sudut putaran 180o kadar perubahan fluks adalah maksimum. semula magnitud arus aruhan adalah maksimum.semula. Gelang gelincir menyebabkan arah arus mengalir pada arah yang bertentangan..

Pada sudut putaran 270o tidak ada perubahan fluks magnet berlaku ada

40

dan magnitud arus aruhan adalah sifar semula.

Graf berikut menunjukkan graf arus melawan sudut putaran yang dihasilkan oleh penjana a.t.

(3) Transformer.

Dibincangkan dengan lebih terperinci dalam Pelajaran 8.3.

1 Suatu daya gerak elektrik akan teraruh dalam suatu konduktor jika konduktor itu

A Pegun antara dua kutub magnet

41

TUTORIAL 3

B Bergerak selari dengan garis medan magnet

C Bergerak serenjang dan memotong garis medan magnet

2 Rajah menunjukkan satu dawai bertebat dililitkan pada besi lembut dan satu gegelung dawai VW disambungkan kepada sebuah galvanometer.Dalam rajah ,dawai VW adalah berserenjang dengan PQ.Penunjuk galvanometer G akan terpesong kecuali apabila

A ketika suis dimatikanB ketika suis dihidupkanC wayar VW bergerak ke atasD wayar VW bergerak selari

dengan PQ

3 Rajah menunjukkan dua gegelung dawai kuprum M dan N dililitkan pada satu teras besi lembut.

Aktiviti yang manakah berikut tidak menghasilkan arus aruhan dalamgalvanometer G.

A Reostatkan dilaraskan.

B Suis S dihidupkan berterusanC Gegelung M digerakkan

menghampiri gegelung N

4 Rajah menunjukkan dua gegelung S dan T yang dililitkan keliling sebatang rod besi lembut

Tindakan manakah akan mengaruhkan arus dalam gegelung T?

P Ubah rintangan RQ Tolak gegelung S ke arah

gegelung TR Tarik gegeling T menjauhi

gegelung S

A P dan QB P dan R C Q dan R D P, Q dan R

5 Rajah menunjukkan susunan suatu solenoid dan magnet.

Antara cara berikut, yang manakah menghasilkan bacaan sifar pada galvanometer?

A Magnet ditarik keluar dari solenoid.B Solenoid digerakkan menghala ke

magnet.C Magnet dan solenoid digerakkan pada

halaju yang sama.

42

D Magnet dan solenoid digerakkan pada laju yang sama tetapi pada arah yang berlawanan.

6 Rajah menunjukkan satu konduktor PQ digerakkan ke bawah pada kelajuan yang tinggi ke dalam medan magnet.

Apakah yang terjadi kepada penunjuk galvanometer?

A PegunB Terpesong ke kiri dan berhentiC Terpesong ke kiri dan kembali ke

sifarD Terpesong ke kiri dan kemudian

ke kanan

7 Rajah menunjukkan sebatang magnet yang kuat dijatuhkan ke dalam gegelun g menegak PQR yang disambungkan kepada sebuah galvanometer berpusat sifar..

Yang manakah berikut adalah benar arah pesongan penunjuk galvanometer semasa melalui P,Q dan R.

P Q R

A Kanan Kanan KananB Kanan Kiri KiriC Kanan Kiri KananD Kiri Kiri Kanan

8 Rajah menunjukkan sebuah galvanometer disambungkan kepada sebuah solenoid.

Apakah terjadi kepada penunjuk galvanometer apabila magnet itu digerakkan ke atas dan k e bawah ke dalam solenoid itu.

A Tidak ada perubahanB Terpesong ke kiriC Terpesong ke kananD Terpesong ke kiri dan ke kanan

9 Rajah menunjukkan sebatang magnet ditolak masuk ke dalam sebuah solenoid menyebabkan penunjuk galvanometer terpesong ke kanan dari sifar dan kemabli ke sifar.Apakah terjadi kepada pesongan penunjuk galvanometer apabila magnet ditarik keluar dari gegelung? A Penunjuk memberi pesongan

yang berterusan ke kiri.B Penunjuk memberi pesongan

yang berterusan ke kiri.C Penunjuk terpesong ke kiri dan

kembali ke sifarD Penunjuk terpesong ke kanan

dan kembali ke sifar

43

10 Rajah menunjukkan gegelung dawai PQ dan RS diletakkan berhampiran satu sama lain.

Apabila suis dihidupkan dan terus dihidupkan , penunjuk galvanometer

A pegunB terpesong dengan tetap pada

satu arah C terpesong seketika dan kemudian

kembali ke sifar D terpesong ke satu arah dan

secara perlahan-lahan kembali ke nilai yang lebih rendah dan kekal di situ.

11 Rajah menunjukkan satu magnet berayun dalam solenoid

Graf arus aruhan melawan masa manakah yang betul?

12 Rajah menunjukkan sebuah ladung diikatkan pada hujung satu dawai kuprum. Ladung itu kemudiannya dibiarkan bedrayun dalam medan magnet.

Pesongan penunjuk galvanometer adalah maksimum apabila ladung itu pada pada kedudukan ……………..

44

13 Rajah menunjukkan satu magnet bar ditolak masuk ke dalam solenoid menyebabkan penunjuk galvanometer terpesong.

Antara aktivit-aktiviti berikut yang manakah

akan menambahkan saiz pesongan penunjuk

galvanometer ?

A Kutub magnet disongsangkanB Bilangan lilitan gegelung

ditambahC gegelung diperbuat daripada

wayar bertebatD Magnet itu ditolak masuk

perlahan-lahan dalam solenoid

14 Rajah menunjukkan sebatang magnet bar dilekatkan pada rod besi.Apabila rod besi diputarkan satu d.g.e. aruhan terhasil dalam gegelung.

Antara berikut yang manakah tidak akan mengubah magnitude d.g.e. aruhan?

A Menggunakan gegelung yang mempunyai banyak lilitanB Menggerakkan magnet

mendekati gegelung

C Memutarkan magnet dalam arah yang sama pada kelajuan lebih tinggi

D Memutarkan magnet dalam arah yang bertentangan pada kelajuan lebih sama

15 Rajah manakah menunjukkan pesongan yang paling besar bagi penunjuk galvanometer apabila magnet dan solenoid digerakkan seperti arah yang ditunjukkan?

45

16 Rajah menunjukkan satu dawai tegar XY yang boleh digerakkan dalam ruang antara dua medan magnet.

Antara gerakan yang manakah berikut akan menghasilkan bacaan yang tertinggi pada galvanometer?

A Ke bawah, dengan cepatB Ke bawah, dengan perlahanC Ke kanan, dengan cepatD Ke kanan, dengan perlahan

17 Rajah menunjukkan dua gegelung dawai P dan Q. Apabila suis S pada rajah di atas dihidupkan,penunjuk galvanometer G terpesong seketika.

.Pesongan itu dapat dikurangkan dengan

A menambah rintangan reostat RB menambah bilangan lilitan

gegelung QC mengurangkan jarak x antara P

dan Q

D memasukkan satu teras besi ke dalam Q

18 Rajah menunjukkan satu magnet bar diayunkan dalam solenoid.

Antara tindakan-tindakan berikut yang manakah tidak menambahkan saiz pesongan penunjuk galvanometer.

A Mengurangkan diameter solenoidB Menambahkan laju ayunan magnet C Menyongsangkan kekutuban magnetD Menambahkan bilangan lilitan

gegelung

19 Sebatang magnet ditolakkan masuk ke dalam satu gegelung dawai dan menghasilkan arus aruhan. Ke arah manakah gegelung dawai itu cuba untuk bergerak?

A Ke bawahB Ke atasC Menjauhi magnetD Mendekati magnet

20 Rajah menunjukkan sebuah magnet yang digerakkan ke dalam suatu solenoid.

46

Kekutuban pada hujung P solenoid and pesongan jarum galvanometer ialah

Kekutuban Pesongansolenoid Galvanometer di P

A Utara ke kanan B Utara ke kiri C Selatan ke kanan D Selatan ke kiri21 Rajah menunjukkan satu magnet

yang terletak di atas satu troli yang ringan, ditolak masuk ke dalam satu solenoid yang disambung kepada satu galvanometer

. Antara pernyataan berikut yang manakah benar?

A Laju magnet bertambah apabila ia memasukki hujung P solenoid

B Laju magnet semakin bertambah semasa magnet bergerak menjauhi solenoid

C Sebaik sahaja magnet itu meninggalkan solenoid,hujung Q menjadi kutub selatan

D Semasa magnet itu mendekati hujung P solenoid,jarum galvanometer terpesong ke arah X

22 Rajah menunjukkan sebatang magnet bar ditolak masuk melalui hunung satu solenoid.

Antara pernyataan berikut yang manakah tidak benar?

A Fluks magnet dipotong oleh solenoid

B Arus aruhan mengalir dari X ke Y.C Penunjuk galvanometer

terpesong ke kiri dan kananD Tenaga mekanik bertukar

menjadi elektrik.tenaga elektrik.

23 Rajah yang manakah menunjukkan arah aruhan yang betul apabila magnet digerakkkan seperti pada arah yang ditunjukkan.

24 Rajah manakah menunjukkan arah arus aruhan yang betul ?

47

25 Satu konduktor lurus digerakkan secara berserenjang dengan medan magnet.Antara berikut yang manakah menunjukkan arah arus aruhan yang betul dalam konduktor?

26 Rajah menunjukkan arus mengalir dalam satu dawai yang digantung antara dua kutub dalam satu medan magnet.Dawai itu digerakkan seperti pada arah yang ditunjukkan.

Rajah yang manakah menunjukkan kekutuban magnet yang betul?

48

27 Rajah menunjukkan sebuah penjana arus terus. Bahagian XY gegelung berputar mengikut arah jam

Antara rajah berikut, yang manakah menunjukkan kedudukan XY gegelung yang tidak menghasilkan arus aruhan ?

28 Rajah menunjukkan struktur sebuah penjana elektrik.

Antara graf d.g.e, melawan masa berikut yang manakah dihasilkan oleh penjana itu?

29 Proinsip operasi sebuah penjana elektrik a.t. adalah sama dengan prinsip operasi sebuah

A motor a.t.B transformerC loceng elektrikD ammeter gegelung bergerak

49

30 Rajah 30.1 dan 30.2 menunjukkan sebatang

magnet bar yang digantung dengan tali sebelum dan selepas memasukki satu solenoid.Rajah 30.3 dan 30.4 menunjukkan satu gegelung dawai sebelum dan selepas memasukki satu medan magnet.

Rajah 30.1 Rajah 30.2

Rajah 30.3 Rajah 30.4

(a) (i) Pada Rajah 30.2 dan rajah

30.4. lukiskan corak medan magnet .

(ii) Seterusnya apakah yang terjadi kepada garis medan magnet pada Rajah 30.2 dan Rajah 30.4. ………………………………………………………………………………………………………

…………………………………

(b) Bandingkan bacaan mikroammeter

(i) Rajah 30.1 dan Rajah 30.2

………………………………...

………………………………...

………………………………...

………………………………...………………………………...

(ii) Rajah 30.3 dan Rajah 30.4

………………………………...

………………………………...

………………………………...

………………………………...(c) (i) Menggunakan jawapan

anda di (a) dan (b) buat satu kesimpulan mengenai satu konsep fizik. ………………………………..………………………………...………………………………...………………………………..………………………………...………………………………...………………………………..………………………………...………………………………...

(ii) Namakan konsep fizik itu.

………………………………..………………………………...

50

31 Rajah 31.1 menunjukkan sebatang bar magnet digerakkan masuk ke dalam satu solenoid. Penunjuk galvanometer didapati terpesong untuk menghasilkan arus aruhan.

Rajah 31.1

Rajah 31.2 menunjukkan dua batang bar magnet dimasukkan ke dalam solenoid yang sama. Penunjuk galvanometer juga didapati terpesong.

Rajah 31.2

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan arus

aruhan?

…………………………………………….…………………………………………

(b) Menggunakan Rajah 31.1 dan Rajah 31.2 bandingkan,(i) bilangan lilitan solenoid.

…………………………………........……………………......................

......

(ii) kekuatan medan magnet.

…………………………………........……………………......................

......(iii) magnitud arus aruhan

…………………………………........……………………......................

......(c) (i) Berdasarkan jawapan anda di (b) ,

nyatakan hubungan antara kekuatan medan magnet dan magnitud arus aruhan.

…………………………………........……………………......................

......(ii) Namakan Hukum Fizik ysng

terlibat dalam (c)(i)………………………………………

32 Rajah 32 menunjukkan sebuah solenoid MN yang disambung ke sebuah bateri .Satu magnet bar digantung pada hujung N dan sekeping besi lembut digantung pada hujung M.

Rajah 32

(a) Apabila suis dihidupkan apakah yang terjadi kepada

(i) kepingan besi lembut................................................

............................................................

............ (ii) magnet bar

............................................................

............................................................

51

(b) Bateri dan suis ditanggalkan dan digantikan dengan galvanometer sifar tengah yang peka.Nyata dan huraikan apa yang diperhatikan pada penunjuk galvanometer itu jika(i) kepingan besi lembut

diayunkan masuk ke dalam dan keluar solenoid.................................................

............................................................

............................................................

............................................................

............................................................

............ (ii) magnet bar diayunkan ke

dalam dan keluar solenoid.. ................................................

...........................................................

............................................................

............................................................

............................................................

............(c) Apabila kepingan besi lembut

dan bar magnet dilepaskan serentak (i) antara kedua-duanya yang

manakah lebih cepat berhenti? ................................................

............................................................

............(ii) Jelaskan jawapan anda di (c)

(i).................................................

............................................................

............................................................

............................................................

............................................................

............................................................

............

33 Rajah 33 menunjukkan strukur sebuah penjana elektrik.

Rajah 33(a) Namakan konsep yang terlibat

bagi sebuah penjana elektrik

berfungsi.……………………………………………

(b) Tandakan arah arus mengalir dalam WX dan YZ apabila sisi WX disesarkan ke bawah.

(c) Lakarkan graf arus-masa yang terhasil.

(d) Apakah terjadi kepada arus yang mengalir dalam YZ apabila kelajuan putaran ditambah. …………………………………………………………………………………………

.……………………………………………

34 Rajah 34.1 menunjukkan seorang budak lelaki mengayuh basikal pada malam hari.Rajah 34.2 menunjukkanlampu basikalnya semakin cerah apabila menuruni jalan yang curam.

52

Rajah 34.1 Rajah 34.2

Berdasarkan maklumat dan pemerhatian itu:(a) Nyatakan satu inferens yang

boleh dibuat(b) Nyatakan satu hipotesis

yang sesuai untuk suatu penyiasatan.

(c) Dengan menggunakan radas seperti Galvanometer berpusat sifar , solenoid, magnet bar dan lain-lain, terangkan satu rangka kerjaeksperimen untuk menguji hipotesis anda.Dalam penerangan anda jelaskan perkaraberikut:(i) Tujuan ekaperimen(ii) Pembolehubah yang

terlibat dalam eksperimen itu

(iii) Senarai radas dan bahan(iv) Susunan radas(v) Prosedur eksperimen

termasuk kaedah mengawal pemboloehubah yang dimanipulasikan dan kaedah mengukur pembolehubah bergerak balas

(vi) Cara anda akan menjadualkan data

(vii) Cara anda akan menganalisis data

Fungsi Transformer

Merupakan sebuah peranti elektrik yang dapat meninggikan atau merendahkan voltan bagi a.u..

Sebuah transformer beroperasi berdasaarkan konsep aruhan elektromagmet.

Struktur transformer.

53

PELAJARAN 8.4 -TRANSFORMER

Simbol transformer.

Jenis-jenis Transformer

Jenis

Bilangan

lilitan

Voltan Arus Contoh

Injakturun

Np > Ns

Vp > Vs

Is > Ip

Adaptor radio

Injak naik

Ns > Np

Vs > Vp

Ip > Is

VLT

Prinsip operasi sebuah transformer

Apabila a.u mengalir melalui gegelung primer elektromagnet terhasil. Elektromagnet yang terhasil adalah berubah-ubah.Elektromagnet yang berubah-ubah memotong gegelung sekunder.D.g.e aruhan yang berubah-ubah yang dipanggil voltan output dihasilkan.Voltan output yang dihasilkan berubah secara langsung dengan bilangan lilitan gegelung.

Apa yang berlaku jika a.t. dalam transformer

Jika a.t. digunakan,elektromagnet yang terhasil adalah tetap.Oleh itu gegelung sekunder tidak dipotong(tiada berlaku perubahan fluks magnet).Oleh itu d.g.e. aruhan tidak terhasil dan voltan output adalah sifar.Jika kita ingin juga menggunakan a.t.maka suis mesti dihidup dan dimatikan secara berulang dengan kadar yang cepat.

Hubungan bilangan lilitan(N) dan beza keupayan(V) bagi sebuah transformer

Beza keupayaan Bilangan lilitan

V N V = K N V = K N

Atau

Kecekapan sebuah transformer

54

Hubungan kuasa output dan kuasa input bagi sebuah transformer yang unggul.

Bagi sebuah transformer yang unggul bermakna tiada kehilangan tenaga dalam sebuah transformer dan kecekapannya adalah 100%.

Maka, Kuasa output = Kuasa input

Contoh 1

Sebuah transformer mempunyai bilangan lilitan gegelung primer dan sekunder masing-masing ialah 50 lilitan dan 250 lilitan.Jika voltan input ialah 12 V a.u.,berapakah voltan outputnya?

Penyelesaian

Contoh 2

Rajah menunjukkan sebuah mentol 12V, 36W disambung kepada output sebuah transformer. Voltan input transformer ialah 240 V dan mentol itu menyala dengan kecerahan normal.menyala.

Berapakah bilangan lilitan gegelung sekunder apabila bilangan lilitan gegelung primer ialah 500.

Penyelesaian

Contoh 3

Rajah menunjukkan sebuah mento 12V, 48W menyala dengan kecerahan normal apabila voltan input transformer ialah 240V .

Hitungkan(a) Bilangan lilitan gegelung primer(b) Arus melalui gegelung sekunder(c) Kecekapan transformer.

Penyelesaian

Contoh 4

55

Sebuah transformer injap turun disambungkan kepada bekalan kuasa 240 V menghantar kuasa 90 W ke sebuah komputer riba Bilangan lilitan pada gegelung sekunder ialah 800.[ Anggapkan transformer adalah unggul] Hitungkan(a) Bilangan lilitan gegelung primer.(b) Arus melalui gegelung sekunder. (c) Arus melalui gegelung primer.

Penyelesaian

(h) Punca-punca kehilangan tenaga melalui transformer dan cara-cara mengatasinya.

Punca Cara Mengatasi1.Rintangan gegelung

Tenaga hilang dalam gegelung dalam bentuk haba iaitu E= I2R

Gunakan gegelung yang mempunyai rintangan yang rendah dan konduktor yang baik iaitu dawai kuprum tebal

2.Arus pusar yang terhasil dalam teras besi Ini kerana berlakunya perubahan fluks pada teras besi menyebabkan elektron – elektron dalam teras besi bergerak sekelilingnya sebagai arus pusar.Arus pusar bertukar menjadi haba dalam teras dan menyebabkan berlakunya kehilangan kuasa.

Menggunakan teras besi lembut berlapis(berlamina) kerana antara lamina akan terperangkap udara yang bertindak sebagai penebat haba yang baik.

3.Kehilangan Histerisis.

Kehilangan yang disebabkan proses memagnet dan menyahmagnet oleh a.u.pada gegelung primer.

Teras besi lembut digunakan kerana proses memagnet danmenyahmagnet teras besi lembut menjadi mudah dan memerlukan sedikit tenaga sahaja

4.Kebocoran Fluks.bukan semua fluks magnet dari gegelung primer melalui (dipaut) oleh gegelung sekunder.

Melilitkan gegelung primer dan gegelung sekunder lebih rapat antara satu sama lain

Eksperimen untuk mengkaji hubungan antara bilangan lilitan gegelung kedua dengan voltan output sebuah transformer.

Hipotesis:

Semakin bertambah bilangan lilitan gegelung sekunder, semakin bertambah voltan output.

Tujuan eksperimen :

56

Mengkaji hubungan antara bilangan lilitan gegelung sekunder dengan voltan output sebuah transformer.

Pembolehubah eksperimen:

P.u.manupulatif : bilangan lilitan gegelung sekunder P.u.respons : voltan outputP.u.dimalarkan : bilangan lilitan gegelung primer dan voltan input

Senarai alat radas dan bahan ;

Bekalan kuasa voltan rendah, gegelung dawai, teras besi , voltmeter dan dawai penyambung ..

Susunan radas:

Prosedur eksperimen termasuk mengawal pembolehubah manupulatif dan kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas:

Bilangan lilitan gegelung sekunder dicatatkan = N Bekalan kuasa voltan rendah dihidupkan.Bacaan voltmeter dicatatkan = VEksperimen diulangi sebanyak 5 kali dengan mengubah bilangan lilitan gegelung sekunder.

Menjadual data:

Jadualkan data.

N

V

Menganalisis data:

Lukis V melawan N

1 Sebuah transformer bekerja berdasarkan konsep

A medan lastikB aruhan elektromagnetC kesan haba disebabkan arusD kesan magnet disebabkan arus

2 Antara berikut yang manakah beroperasi menggunakan a.u sahaja?

A GalvanometerB TransformerC Mentol elektrikD Elektromagnet

3 Litar manakah menunjukkan voltan diinjak naik?

3 Apakah kegunaan sebuah transformer injak turun?

A Menghasilkan arus output lebih rendah daripada arus input

57

TUTORIAL 4

B Menghasilkan arus output sama dengan arus input l

C Menghasilkan avoltan output lebih rendah daripada voltan input

D Menghasilkan voltan output lebih tinggi daripada voltan input

4 Rajah menunjukkan voltan input melawan masa bagi sebuah transformer injak naik.

Antara graf voltan output melawan masa berikut yang manakah benar mewakili transformer tersebut?

5 Antara berikut yang manakah benar mengenai sebuah transformer injak turun.

A Voltan output adalah lebih tinggi daripada voltan input

B Kuasa output adalah lebih tinggi daripada kuasa input

C Arus output adalah lebih tinggi daripada arus input

58

6 Bilangan lilitan gegelung primer dan gegelung sekunder sebuah transformer ialah 50 dan 250 masing-masing. Pernyataan yang manakah tidak benar bagi transformer tersebut?

A Arus ulangalik mengalir melalui gegelung sekunder.

B Kuasa ouput lebih besar daripada kuasa input

C Voltan ouput lebih besar daripada voltan input

D Arus input lebih besar daripada arus output.

7 Rajah menunjukkan satu litar elektrik yang

mengandungi sebuah transformer, suis S,sel kering dan mentol

.Pernyataan yang manakah tidak benar?

A Mentol akan menyala sekejap ketika suis S dihidupkan

B Mentol akan terus menyala apabila suis S terus dihidupkan

C Mentol akan berkelip-kelip jika suis S dihidup dan dimatikan secara berterusan

D Mentol akan menyala sekejap pada ketika suis S dimatikan setelah ia dihidupkan

8 Rajah menunjukkan sebuah transformer.

Berapakah bacaan voltmeter?

A 1.2V B 12 V C 120V D 1200V

9 Rajah menunjukkan sebuah transformer.

Berdasarkan maklumat pada rajah, voltan ouput adalah

A 6 V B 12 V C 120 V D 240 V

10 Sebuah transformer mengubahkan beza keupayaan suatu arus ulangalik daripada 240 V kepada 6 V.Jika bilangan lilitan gegelung sekunder ialah 160,berapakah bilangan lilitan gegelung primer?

A 4 B 40C 160 D 6400

11 Rajah menunjukkan sebuah transformer yang digunakan untuk menhidupkan sebiji mentol

Antara pernyataanberikut, yang manakah betul tentang transformer itu?

Jenis Voltan transformer merentasi

mentol

A Injak naik 480 V B Injak naik 960 VC Injak turun 50 VD Injak turun 60 V

12 Rajah menunjukkan sebuah mentol 12V 36W disambungkan merentasi output sebuah transformer.

59

Apabila mentol itu menyala dengan kecerahan normal , pernyataan yang manakah benar mengenai transformer tersebut?

A Voltan input 12V a.t. dan bilangan lilitan gegelung primer ialah 36

B Voltan input 120 V a.t. dan bilangan lilitan gegelung primer ialah 600

C Voltan input 12V a.u. dan bilangan lilitan gegelung primer ialah 36

D Voltan input 120 V a.u. dan bilangan lilitan gegelung primer ialah 600

13 Rajah menunjukkan sebuah transformer multi-salur.

Pada terminal-terminal manakah sebuah mentol 12 V patut disambung supaya mentol itu menyala dengan kecerahan normal?

A P dan QB P dan RC P dan S

14 Rajah menunjukkan sebuah transformer multi-salur.

Antara pasangan terminal berikut yang manakah akan menghasilkan voltan output 18 V?

A JK B JLC KL D KM

15 Rajah menunjukkan litar di mana mentol menyala dengan kecerahan normal.

Antara berikut yang manakah betul?

16 Litar yang manakah berikut menyebabkan mentol menyala dengan kecerahan

normal?

60

Bilangan lilitan gegelung primer

Bilangan lilitan gegelung sekunder

A 4800 1200B 4000 200C 3600 720D 3000 750

17 Rajah menunjukkan satu litar mengandungi sebuah transformer dan tiga mentol yang menyala dengan kecerahan normal.Bilangan lilitan gegelung sekunder ialah 120.

Berapakah bilangan lilitan gegelung primer?

A 400 B 800C 1200 D 2400

18 Rajah menunjukkan satu litar mengandungi sebuah transformer dan lima mentol yang menyala dengan kecerahan normal.

Berapakah kecekapan transformer itu?

A 5% B 10 %C 20 % D 50 %

19 Voltan input dan voltan output sebuah transformer unggul adalah 240 V a.u. dan 12 V a.u. masing-masing.Jika arus primer transformer adalah 5A, berapakah arus sekundernya?

A 100 A B 25 AC 4 A D 1 A

20 Sebuah ransformer pada adalah 90% cekap.Ia telah dibina untuk beroperasi dengan voltan 20 V dan menghasilkan kuasa 100 W.Berapakah arus pada gegelung primer?

A B

C D

21 Rajah menunjukkan sebuah transformer unggul.Mentol X dan Y adalah serupa.

.Penyataan berikut manakah yang benar?

A Mentol X menyala lebih cerah pada mentol Y

B Mentol Y menyala lebih cerah pada mentol X

C Mentol X dan Y menyala dengan kecerahan yang sama.

61

22 Rajah menunjukkan satu litar yang mengandungi sebuah transformer yang unggul.

Pernyataan yang manakah adalah benar mengenai kecerahan mentol P dan mentol Q?

A Mentol P adalah lebih cerah daripada QB Mentol P dan Q adalah sama

cerah.C Mentol Q adalah lebih cerah

daripada P

23 Rajah menunjukkan sebuah litar elektrik mengandungi sebuah transformer yang unggul.

Berapakah kuasa yang hilang dalam perintang 6 ?

A 24 W B 40 WC 72 W D 800 W

24 Mengapakah teras besi lembut diguanakan dalam sebuah transformer?

A mempercepatkan pembebasan haba ke sekeliling

B mengurangkan kehilangan histeris

C mengurangkan arus pusarD mengurangkan kebocoran fluks

magnet

25 Teras besi berlamina digunakan dalam sebuah transformer kerana ia dapat mengurangkan

A arus pusar

B rintangan gegelung C kehilangan histerisisD kebocoran fluks magnet

26 Rajah 26 menunjukkan struktur sebuah transformer yang mempunyai bilangan lilitan gegelung primer dan gegelung sekunder masing-masing adalah 4000 lililtan dan 300 lilitan.Beza keupayaan merentasi gegelung primer adalah 240 V a.u.

Rajah 26

(a) Terangkan bagaimanakah voltan output dihasilkan dalam sebuah transformer?………………………………………….………………………………………….………………………………………….………………………………………….………………………………………….………………………………………….………………………………………….………………………………………….

(b) Hitungkan voltan output.

(c) Apabila sebuah lampu 36W 18V disambung merentasi gegelung sekunder ,mentol akan menyala dengan kecerahan normal.(i) Berapakah nilai arus

mengalir pada gegelung sekunder?

(ii) Rintangan filamen mentol

(iii) Kecekapan transformer itu apabila arus mengalir melalui

62

gegelung primer adalah 0.2 A.

(d) Nyatakan dua punca yang menyebabkan berlakunya kehilangan kuasa melalui transformer dan cara mengatasinya.………………………………………….………………………………………….………………………………………….………………………………………….………………………………………….

27 Rajah 27 menunjukkan sebuah transformer ringkas yang digunakan untuk menyalakan lampu 24 V, 36 W.

Rajah 27

Apabila bekalan 240 V a.u. dihidupkan , mentol itu didapati malap.(a) Nyatakan dua kaedah untuk

menambahkan kecerahan mentol tanpa menukar voltan input.…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

(b) Mengapakah teras diperbuat daripada besi?.……………………………………………………………………………………

(c) Untuk mentol menyala dengan kecerahan normal dan anggapkan transformer adalah unggul , hitungkan

(i) arus melalui gegelung sekunder

(ii) arus melalui gegelung primer

28 Rajah 28 menunjukkan satu teras besi lembut XY berbentuk U dililitkan gegelung kuprum bertebat PQ dan RS.Hujung PQ disambung kepada bekalan voltan 240V a.u. dan hujung RS disambung kepada mentol 12V,60W.

Rajah 28

(a) Apabila mentol menyala dengan kecerahan normal ,tentukan nisbah bilangan lilitan gegelung PQ dan gegelung RS.

(b) Jika arus yang mengalir melalui PQ ,0.4 A,hitungkan tenaga sesaat yang hilang dalam bentuk haba.

(c) Bekalan 240 V.a.u. diganti dengan sel kering dengan terminal positif pada Q dan terminal negatif pada P dan sebuah suis K,manakala mentol digantikan dengan dengan sebuah galvanometer.Suis K kemudiannya dihidupkan.

63

(i) Nyatakan kekutuban di hujung X dan Y

X …………………………………Y………………………………….

(ii) Apa terjadi kepada bacaan galvanometer ketika suis S dimatikan dan berikan sebabnya.…………………………………….…………………………………….…………………………………….…………………………………….

29 Rajah 29 menunjukkan sebuah transformer ringkas yang tidak cekap.

Rajah 29Menggunakan konsep fizik yang sesuai, terangkan bagaimana anda boleh mengubahsuai transformer dalam Rajah 29 untuk meningkatkan

kecekapannya.Jawapan anda hendaklah mengandungi aspek-aspek berikut:

- jenis dawai yang digunakan untuk

gegelung- ciri-ciri dawai yang

digunakan untuk gegelung- jenis bahan untuk membuat

teras - ciri-ciri teras - susunan gegelung primer

dan sekunder

30 Rajah 30.1 dan Rajah 30.2 menunjukkan sebuah pengecas komputer dan telefon mudah alihdisambungkan kepada bekalan

kuasa 240 V secara berasingan . pengecas computer dan telefon mudah alih itu masing-masing memerlukan voltan 12 V dan 9 V.

Rajah 30.1

Rajah 30.2

Transformer menurun yang dipasang dalam pengecas komputer dan telefon itu menurunkan voltan bekalan kuasa 240V kepada voltan output 12 V dan 9 V. Bilangan lilitan gegelung sekunder pada transformer dalam komputer adalah lebih banyak berbanding dalam pengecas

telefon. Berdasarkan maklumat dan

pemerhatian:

(a) Nyatakan satu inferens yang sesuai. (b) Nyatakan satu hipotesis yang sesuai.

(c) Dengan menggunakan radas seperti bekalan kuasa arus ulangalik, voltmeter a.u, teras besi lembut, dawai kuprum tidak bertebat, dan radas lain, huraikan satu eksperimen untuk menyiasat hipotesis yang dinyatakan di (b).

64

Dalam penerangan anda, nyatakan dengan jelas perkara berikut:

(i) Tujuan eksperimen(ii) Pembolehubah dalam

eksperimen(iii) Senarai radas dan bahan(iv) Susunan radas(v) Prosedur yang digunakan

dalam eksperimen. Terangkan bagaimana mengawal pembolehubah dimanipulasi dan bagaimanamengukur pembolehubah bergerak balas.

(vi) Cara menjadualkan data` (vii) Cara untuk menganalisis data

65

Penjanaan tenaga elektrik

Tenaga elektrik adalah bukan tenaga semula jadi atau sumber primer dan tidak mudah disimpan.

Tenaga elektrik boleh dijanakan dengan beberapa cara:(i) Tenaga tersimpan (bahan api fosil ,

tenaga nuklear dan biojisim) ditukarkan menjadi tenaga termal untuk menghasilkan stim dan seterusnya menjalankan turbin yang terdapat pada generator.

(ii) Tenaga keupayaan gravityi (Hidro) ditukarkan menjadi tenaga kinetik untuk menjalankan turbin.

(iii) Tenaga kinetik angin akan menjalankan turbin amgin untuk menjanakan tenaga elektrik.

(iv) Tenaga solar bertukar secara langsung kepada tenaga elektrik oleh sel suria.

(v) Tenaga kimia bertukar secara langsung kepada tenag elektrik oleh bateri.

Sumber-sumber tenaga

Sumber tenaga boleh dibahagikan keapada dua

bahagian iaitu tenaga yang tidak boleh

diperbaharui dan tenaga yang boleh diperbaharui:

(i) Tenaga yang tidak boleh diperbaharui:

- Bahan api fosil- Bahan api nuklear

(ii) Tenaga yang boleh diperbaharui:

- Kuasa hidro- Tenaga solarS- Biojisim- Tenaga angin- Tenaga geotermal- Tenaga ombak- Tenaga termal lautan

Penghantaran Tenaga elektrik

Masalah utama dalam penghantaran tenaga elektrik dari stesen kuasa ialah masalah kehilangan kuasa dalam kabel penghantaran sebagai tenaga haba.

Kehilangan kuasa , ∆P

∆P = I2R

di mana ∆P = Kehilangan kuasa dalam

kabel I = Arus melalui kabel

R = Rintangan kabel

Untuk mencari arus melalui kabel, I :

66

PELAJARAN 5PENGHANTARAN TENAGA ELEKTRIK

di manaI = Arus melalui kabelP = Kuasa dari stesen dihantar

ke kabelV = Voltan dihantar melalui

kabel

Kaedah untuk mengurangkan kadar kehilangan kuasa dalam kabel

(1) Menggunakan dawai kuprum atau aluminium yang tebal supaya rintangan kabel menjadi rendah.Semakin berkurang rintangan kabel maka semakin kurang kehilangan kuasa melalui kabel sebab (∆P α R)

(2) Tenaga elektrik dihantar pada voltan yang tinggi.Voltan yang tinggi akan

mengurangkan arus sebab (

) dan seterusnya kehilangan kuasa dapat dikurangkan sebab (∆P α I2)

Oleh itu untuk menambah dan mengurangkan voltan transformer digunakan dan voltan a.u.digunakan kerana transformer hanya berfungsi dengan a.u.

Model Sistem Penghantaran Tenaga elektrik

Untuk menyusun radas bagi menunjukkan model penghantaran tenaga elektrik langkah-langkah berikut dijalankan

(1) Dawai mesti mempunyai rintangan rendah untuk mengurangkan kehilangan kuasa.

(2) Arus yang kecil digunakan untuk mengurangkan kehilangan kuasa. dengan menghantar voltan tinggi.

(3) Transformer injak naik selepas stesen kuasa dan transformer injak turun sebelum sampai ke pengguna

(4) Voltan a.u. digunakan supaya transformer boleh berfungsi.

Rangkaian Grid Kebangsaan

Rangkaian grid kebangsaan merupakan rangkaian kabel yang menghubungkan semua stesen kuasa utama dalam Negara dengan semua pengguna utama seperti rumah kediaman, pejabat , ladang , kilang dan Bandar raya.

Tenaga elektrik yang dijanakan pada stesen kuasa ditinggikan voltan dengan menggunakan transformer injak naik untuk mengurangkan kehilangan kuasa semasa melalui grid kebangsaan.

Sebelum tiba ke sub-stesen voltan akan diturunkan semula dengan menggunakan transformer injak turun sebelum diagihkan ke pengguna.Kebaikan Sistem Grid Kebangsaan

(1) Mudah diuruskan.Kawalan tempatan dan suis berpusat membolehkan kuasa dihantar di kawasan yang diperlukan pada bila-bila masa.

67

(2) Kurang gangguan dan berterusan Kawalan tempatan dan suis berpusat membenarkan setengah-tengah stesen ditutup untuk penyelengaraan tanpa memotong bekalan ke pengguna.(3) Mengurangkan kos penjanaan.Penghantaran voltan tinggi akan mengurangkan kadar kehilangan dalam kuasa dalam kabel dan ini alkan menjimatkan kos pengeluaran.(4) Mudah dikawal dan diselia. Semasa masa puncak penggunaan elektrik , banyak stesen boleh dibuka dan semasa kurang permintaan banyak stesen boleh ditutup.

Contoh 1

Sebuah stesen kuasa menghantar kuasa 40 kW melalui kabel yang mempunyai rintangan 8 .Berapakah kehilangan kuasa melalui kabel jika kuasa yang dihantar pada voltan(a) 500 V (b) 20 kV

Penyelesaian:

Contoh 2

Kuasa elektrik sebanyak 80 MW dihantar dari sebuah stesen melalui kabel berintangan 5 pada voltan 80 kV.Tentukan(a) Kehilangan kuasa (b) Peratus kehilangan kuasa(c) Kecekapan penghantaran (d) Beza keupayaan merentasi kabel.

Penyelesaian:

1 Antara sumber tenaga berikut yang manakah tidak boleh diperbaharui?

A Tenaga solar B Tenaga ombakC Tenaga angin D Tenaga fosil

2 Antara bahan api berikut yang manakah tidak menghasilkan sumber tenaga apabila dibakar.

A Arang batu B GasC Minyak D Aluminium

3 Kerajaan cuba mengurangkan jumlah karbon dioksida yang dibebaskan daripada stesen kuasa termal . Ini disebabkan karbon dioksida ……………………

A menyebabkan lautan berasid B meningkatkan pemanasan globalC mengandungi karbon

beradioaktif D meningkatkan kadar pembesaran

tumbuh-tumbuhan

4 Antara berikut yang manakah memberi kesan kepada alam sekitar daripada stesen kuasa termal?

A Pemindahan penduduk tempatan B Pemusnahan kawasan hutan C Menyebabkan kebisinganD Berlaku hujan asid

5 Antara jenis tenaga berikut yang manakah berubah daripada angin untuk menjanakan tenaga elektrik?

A Keupayaan gravity BTermalC Kinetik D Bunyi

6 Perubahan tenaga yang berlaku di stesen elektrik hidro ialah

A Tenaga keupayaan graviti → Tenaga haba → Tenaga elektrik

68

TUTORIAL 5

B Tenaga haba → Tenaga kinetik→ Tenaga elektrik

C Tenaga keupayaan graviti → Tenaga kinetik→ Tenaga elektrik

D Tenaga kinetik → Tenaga keupayaan graviti → Tenaga elektrik

7 Antara berikut yang manakah beroperasi tidak menggunakan sel solar?

A Satelit B Mesin kiraC Jam tangan D Transformer

8 Kehilangan kuasa dalam kabel penghantaran elektrik berkadar langsung

A jejari kabelB rintangan kabelC arus melalui kabel

9 Kehilangan kuasa dalam sitem Grid Kebangsaan dapat dikurangkan dengan menggunakan

A Kabel nipis B Kabel tinggi C Arus besar D Voltan

tinggi10 Dawai kabel yang digunakan dalam

Sistem Grid Kebangsaan boleh mengalirkan

A Arus ulangalik pada voltan tinggiB Arus ulangalik pada frekuensi

tinggiC Arus terus pada voltan tinggiD Arus terus pada frekuensi tinggi

11 Rajah menunjukkan sistem penghantaran tenaga elektrik dari stesen kuasa ke rumah.

Arus elektrik digunakan di X dan Y adalah

A a.t.B a.u.C sama ada a.t.atau a.u.D a.t di X dan a.u. di Y

12 Rajah menunjukkan rajah blok sistem penghantaran tenaga elektrik jarak

jauh.

Jenis transformer yang terdapat pada P dan Q adalah

P Q A

Injak naik Injak turun

B

Injak turun Injak naik

C

Injak naik Injak naik

D

Injak turun Injak turun

13 Kehilangan kuasa dalam kabel penghantaran dapat dikurangkan dengan menghantar voltan…………….melalui kabel………….

A rendah , nipis B rendah, tebal

C tinggi, nipis D tinggi, tebal

14 Mengapakah arus ulangalik dan bukan arus terus digunakan dalam penghantaran tenaga elektrik jarak jauh?

A Hanya arus ulangalik boleh mengalir menerusi kabel

B Voltan arus ulangalik boleh diubah dengan transformer

C Kebanyakan alat elektrik hanya boleh berfungsi dengan arus ulang alik

D Penjanaan arus terus adalah lebih sukar daripada penjanaan arus ulang alik

69

15 Apabila elektrik dihantarkan melalui jarak yang jauh, tenaga dibazirkan. Bagaimanakah pembaziran tenaga dapat diminimumkan seboleh mungkin.

A Memastikan rintangan dalam kabel pengharan sebesar yang mungkin.

B Memastikan arus dalam kabel penghantaran sebesar yang mungkin

C Memastikan kuasa yang dibekalkan ke kabel penghantaran sebesar yang mungkin.

D Memastikan voltan yang dibekalkan kepada kabel penghantaran sebesar yang mungkin.

16 Arus ulang alik bervoltan tinggi digunakan untuk penghantaran tenaga elektrik jarak jauh supaya dapat

A mengurangkan rintangan kabel.B membekalkan lebih kuasa kepada

pengguna.C menambahkan arus di dalam kabel

penghantaran.D mengurangkan kehilangan kuasa semasa

penghantaran.

17 Apakah tujuan menghantar arus elektrik pada suatu beza keupayaan yang tinggi?

A Arus elektrik dapat dipindahkan lebih

cepat B Arus elektrik dapat dipindahkan

dalam kuantiti yang besarC Beza keupayaan yang tinggi boleh di

turunkan atau dinaikkan oleh transformerD Kehilangan kuasa elektrik dapat diminimumkan sepanjang

penghantaran

18 Dalam suatu model penghantaran elektrik, kuasa 24 W dihantar pada 48 V menggunakan kabel dengan rintangan 2 Ω.Berapakah arus dalam kabel dan kehilangan kuasa?

Arus dalam kabel Kehilangan kuasa

A 0.5 A 0.5 WB 0.5 A 1.0 WC 2.0 A 4.0 WD 2.0 A 8.0 W

19 Hitungkan kehilangan kuasa dalam kabel yang mempunyai rintangan 0.2 apabila kuasa elektrik 20 kW dihantar menerusinya pada 10 kV.

A 0.5 W B 0.6 WC 0.7 W D 0.8 W

20 Rajah menunjukkan penghantaran tenaga elektrik dari stesen kuasa 11 kV , 220 kW kepada pengguna.

Hitung kuasa yang hilang di dalam kabel jika jumlah rintangan dalam kabel tersebut ialah 50 ?

A 2 102 W B 2 103 W

C 2 104 W D 2 105 W

21 Kuasa elektrik sebanyak 220 kW dihantar melalui kabel berintangan 50 pada voltan 11 kV. Berapa peratuskah kuasa yang hilang sebagai haba dalam kabel itu?

A 0.5% B 1.0%C 2.0% D 9.0%

22 Tenaga elektrik dihantarkan melalui suatu kabel pada voltan 10 kV pada kadar 20 kW.

Jika purata rintangan dalam kabel itu ialah 1.0 km-1,berapakah kehilangan kuasa dalam kabel setiap kilometer?

A 0.5 W B 1.0 WC 2.0 W D 4.0 W

23 Kuasa elektrik sebanyak 10 MW dihantar melalui kabel berintangan 5 pada voltan 100 kV.Berapakah kecekapan kuasa penghantaran dalam kabel itu?

A 99.5% B 99.0%C 98.0% D 97.5%

24 (a) Rajah 24 menunjukkan peringkat-

70

peringkat bagaimana haba bertukar menjadi tenaga elektrik .

Rajah 24(b) Stesen kuasa menggunakan

2000 J bahan api untuk menjanakan 600 J tenaga elektrik.Hitungkan kecekapan stesen kuasa tersebut.

(c) Senarai A mempunyai tiga jenis sumber tenaga untuk menghasilkan teanag elektrik dan senarai B empat kesan terhadap alam sekitar disebabkan oleh sumber-sumber tenaga tersebut.Padamkan senarai A dengan B.

Senarai A Senarai B

25 Rajah 25 menunjukkan sebuah stesen kuasa hidro .shows part of a hydroelectric power station.

Rajah 25

(a) Nyatakan perubahan tenaga yangf

berlaku dalam stesen kuasa hidro itu.

………………………………………….………………………………………….

(b) Air mengalir daripada paip dengan kadar 0.5 m3 s-1.[ Ketumpatan air = 1 000 kgm-3 ]Hitungkan kuasa yang dihantar oleh ke turbin .

(c) Nyatakan dua kebaikan kuasa hidtro berbanding dengan kuasa bahan api fosil. h……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

26 Rajah 26 menunjukkan model kabel penghantaran tenaga elektrik.Kuasa dihantar ialah 24 W pada voltan 12 V. Voltan yang sampai ke pengguna ialah 9 V.

71

Angin Pemusnahan flora dan

Minyak

Kuasa hidro

Hujan asid

Menghasilkan

Menghasilkan sinaran radioaktif

Rajah 26

(a) Mengapakah terdapat perbezaan voltan di stesen kuasa dan pengguna?……………………………………………

.(b) Dua buah ammeter A1 dan

A2yang serupa disambungkan seperti dalam Rajah 26.(i) Tentukan bacaan ammeter A1.

(ii) Bandingkan bacaan A2 danammeter A1?

………………………….............(c) Hitungkan

(i) kuasa yang hilang dalam kabel

(ii) jumlah rintangan kabel

27 Rajah 27 menunjukkan sebahagian daripada sistem Grid Kebangsaan untuk menghantar kuasa elektrik.

Rajah 27

(a) (i) Nyatakan jenis transformer X.

…………………………………(ii) Berikan sebab untuk jawapan

anda di b(i)………………………………….………………………………….………………………………….

(b) Stesen kuasa tersebut menjanakan

kuasa elektrik sebanyak 110 kW pada voltan 10 kV. Jumlah rintangan kabel ialah 10 .Hitungkan (i) arus mengalir melalui kabel

(ii) kehilangan kuasa dalam kabel

(c) Kehilangan kuasa daripada stesen

kuasa itu dapat dikurangkan dengan

mengadakan beberapa pengubahsuaian pada kabel Nyatakan pengubahsuaian yang perlu dilakukan dan sebabnya berdasarkan aspek-aspek berikut:

(i) Diameter kabel :………………………………….Sebab………………………………….

(ii) Ketumpatan bahan digunakan untuk kabel.………………………………………Sebab………………………………………

(iii) Kadar pengembangan haba pada kabel………………………………………Sebab………………………………………

28 Rangkaian Grid Nasional ialah satu system penghantaran tenaga elektrik daripada stesen janakuasa ke kawasan pengguna di negara kita. Rajah 28 menunjukkan gambarajah blok sistem tersebut.

72

Rajah 28Menggunakan pengetahuan anda mengenai elektrik dan Rajah 28 , anda dikehendaki mengenalpasti ciri-ciri yang digunakan dalam system J, K, L, M dan N untuk Rangkaian Grid Nasional dalam Jadual 28.

Jadual 28Kaji spesifikasi kelima-lima sistem itu dan terangkan kesesuaiain setiap satunya berdasarkan aspek berikut:(i) jenis transformer P dan Q(ii) ciri-ciri kabel yang digunakan(iii) voltan yang dihantar(iv) kedudukan kabel

Terangkan kesesuaian setiap aspek dan tentukan siatem yang paling sesuai. Beri sebab bagi jawapan anda.

73