TAJUK: Litar ElektrikOBJEKTIF : Untuk menentukan kelebihan dan kekurangan litar siri dan litar selari.PENGENALAN :Litar elektrik ialah lintasan yang membenarkan arus elektrik mengalir melaluinya. Satu litar lengkap mestilah mempunyai pembekal tenaga elektrik seperti bateri, wayar penyambung dan perintang. Terdapat dua jenis litar iaitu litar bersiri dan litar selari. .Dalam suatu litar bersiri, dua atau lebih perintang disusun dalam satu baris. Arus, (I) yang sama mengalir menerusi setiap perintang. Jumlah beza keupayaan,(V) adalah bersamaan dengan hasil tambah tiap-tiap perintang, V = V+ V+ V. Jumlah rintangan adalah sama dengan hasil tambah tiap-tiap rintangan, R= R+ R+ R. Beza keupayaan, V yang merentasi setiap perintang R adalah berkadar terus dengan nilai R itu. (V R).Dalam litar selari, dua atau lebih perintang disusun dalam beberapa baris. Beza keupayaan , V merentasi setiap perintang adalah sama. Juamlah arus, I adalah bersamaan dengan hasil tambah arus bagi setiap cabang lintasan :I= I +I + I. Jumlah rintangan adalah sama dengan hasil tambah tiap-tiap rintangan + + Arus I yang merentasi setiap perintang adalah berkadar songsang dengan nilai R(I ).

LITAR BERSIRILITAR SELARI

V

II

I

Arus mengalir melalui setiap perintang adalah samaI=I=I =I

Jumlah arus adalah bersamaan dengan hasil tambah arus bagi setiap cabang lintasanI= I + I + I

Jumlah voltan adalah bersamaan dengan hasil tambah voltan tiap-tiap perintangV=V + V + VVoltan pada setiap perintang adalah samaV=V=V=V

Jumlah rintangan (R ) adalah sama dengan hasi;l tambah rintangan bagi setiap perintangR = R + R + RJumlah rintangan ( R) adalah mengikut rumus berikut = + +

Rajah 1:Perbezaan Litar selari dan litar bersiri

Eksperimen ini adalah untuk melihat apakah kelebihan dan kekurangan yang terdapat dalam litar selari dan litar bersiri.hipotesis yang ingin dibuktikan adalah. Jika mentol-mentol disambung secara siri dalam litar elektrik,maka kecerahan nyalaan mentol-mentol tersebut adalah sama tetapi malap.Jika mentol-mentol disambung secara selari dalam litar elektrik,maka kecerahan nyalaan mentol adalah sama dan terang. Untuk membuktikan hipotesis dan menyelesaikan penyataan masalah yang tersebut, maka ekperimen berikut telah dijalankan dengan mengikut prosedur dan bahan ser radas seperti berikut.

AKTIVITI 1: Membina satu litar siri dan litar selari yang ringkas

1. BAHAN / RADAS1. Pemegang sel kering2. 2 buah sel kering3. Wayar berpenebat4. Sebuag Ammeter5. Sebuah voltmeter6. 3 buah mentol

2. LANGKAH-LANGKAH2.1 Dua buah litar disediakan seperti rajah di bawah dengan menggunakan pemegang sel kering, beberapa wayar berpenebat dan dua buah mentol untuk setiap litar.LITAR BERSIRILITAR SELARI

Rajah 2: Rajah susunan litar Bersiri dan Litar Selari

2) Semua wayar telah disambung dan nyalaan mentol telah diperhatikan.3) Seterusnya, sebuah ammeter dan voltmeter telah disambung pada litar tersebut. Jadual yang sesuai telah dibuat untuk mencatatkan bacaan.4) Satu mentol telah dibuang pada setiap litar. Mentol yang tinggal di litar telah diperhatikan dan bacaan ammeter dan voltmeter pada setiap litar telah dicatatkan.5) Selepas itu, satu lagi mentol telah disambung secara siri pada litar A. Nyalaan mentol telah diperhatikan dan bacaan ammeter dan voltmeter telah dicatat.6) Kemudian, satu lagi mentol telah disambung secara selari pada litar B. Nyalaan mentol selebihnya telah diperhatikan dan bacaan ammeter dan voltmeter telah dicatat.

3. PEMERHATIAN/KEPUTUSAN KEADAAN 1 LITARBACAAN AMETERI , (A)I0.02BACAAN VOLTMETERV(V) V0.02KEADAAN MENTOL

Litar Bersiri2 mentol 0.12 A

2.6 VKecerahan mentol tidak samaM1=cerahM2=Malap

Litar selari2 mentol

0.4 A3.0 VKedua-dua mentol sama cerah

Rajah 3 : Keputusan yang diperolehi pada Litar Bersiri dan Litar Selari

KEADAAN 2LITARBACAAN AMMETERI,(A) I0.02BACAAN VOLTMETERV(V) V0.02KEADAAN MENTOL

Litar Bersiri+ 1 mentol dilonggarkan03.1 .vMentol tidak menyala

Litar selari+ 1 mentol dilonggarkan0.242.9 vMentol menyala tetapi kurang cerah daripada sebelum 1 mentol dilonggarkan

Rajah 4: Bacaan Ammeter dan Voltmeter dalam litar selari dan bersiri apabila 1 mentol dilonggarkan KEADAAN 3 LITARBACAAN AMMETER I,(A)I0.02Bacaan voltmeterV(V)V0.02KEADAAN MENTOL

Litar Bersiri+ I mentol0.1 A3.4 VMentol lebih malap daripada sebelum 1 mentol lagi ditambah -lebih cerah daripada mentol di litar selari

Litar selari+ 1 mentol0.5 A2.1VLebih cerah daripada 1 lagi mentol ditambahLebih cerah daripada mentol di litar bersiri.

Rajah 5: Bacaan Ammeter dan Voltmeter pada Litar Selari dan Bersiri apabila 1 mentol ditambah.

SOALAN:1) Apakah yang akan berlaku kepada mentol-mentol dalam litar siri jika satu daripada mentol-mentol tersebut terbakar. Huraikan.

Apabila satu mentol terbakar, mentol-mentol yang lain tidak akan menyala kerana dalam litar siri, hanya terdapat satu lintasan atau laluan arus elektrik di dalam litar siri.

2.) Apakah yang akan berlaku kepada mentol-mentol dalam litar selari jika satu daripada mentol-mentol tersebut terbakar. Huraikan.

Mentol-mentol yang lain akan menyala kerana dalam litar selari terdapat beberapa laluan arus elektrik di mana kesemua laluan tersebut bersambungan pada hujung setiap cabang. Maka, mentol-mentol lain masih menyala kerana arus elektrik masih boleh melalui laluan litar tersebut.

3.) Kamu telah membina satu jaringan lampu menggunakan beberapa mentol. Bagaimanakah kadar kecerahan mentol bergantung kepada cara penyambungan mentol pada litar samada secara siri atau selari.

Dalam litar siri, jika bilangan mentol ditambah, maka mentol-mentol lain dalam litar tersebut akan menyala pada kadar kecerahan yang sama tetapi semakin malap. Ini kerana, dalam sesebuah litar siri, hanya terdapat satu laluan arus elektrik dan arus yang mengalir melalui setiap perintang (mentol) adalah sama. voltan akan semakin berkurang apabila beban bertambah dalam litar siri. , Dalam litar selari pula, jika bilangan mentol ditambah,maka kecerahan nyalaan mentol yang lain tidak akan berubah. Ia akan tetap sama seperti kadar kecerahan jika hanya satu mentol sahaja yang terdapat dalam litar selari. Ini kerana, voltan yang melalui dalam litar tersebut adalah sama.Tambahan pula, terdapat lebih daripada satu laluan arus dalam litar tersebut.

4. Apakah yang terjadi kepada mentol -mentol dalam litar bersiri apabila satu mentol filamen lain disambung secara bersiri padanya?Terangkan.

Untuk litar bersiri, semakin bertambah mentol semakin banyak rintangan. Maka semakin berkurang arus yang mengalir. (R meningkat, I berkurang). Maka kecerahan semua mentol berkurang.

5. Apakah yang terjadi kepada mentol -mentol dalam litar selari apabila satu mentol lain disambung secara selari padanya?Terangkan.

Bagi litar selari, samakin banyak mentol , semakin berkurang rintangan. Maka semakin meningkat arus yang mengalir. Maka semua mentol semakin cerah.

AKTIVITI 2 : Membina satu litar kombinasi antara litar siri dan selari.1. Prosedur :1.1. Sebuah litar telah dibina seperti yang ditunjukkan dalam rajah dibawah menggunakan pemegang sel kering, sel kering, suis, beberapa wayar penebat dan tiga lampu mentolBaterisuis mentol 1

Mentol2

Wayarberpenebat

Mentol 3

Rajah 6: Sambungan kombinasi litar selari dan bersiri

1.2. Suis telah disambung pada litar dan nyalaan lampu mentol telah diperhatikan.1.3. Seterusnya, ammeter dan voltmeter telah disambung pada litar tersebut untuk mengukur arus elektrik dan beza keupayaan yang melalui setiap lampu mentol tersebut. Sebuah jadual telah dibuat untuk merekodkan semua bacaan yang telah diambil1.4. Lampu mentol 1 telah dibuang dari litar. Kecerahan nyalaan mentol lain telah diperhatikan dan bacaan ammeter dan voltmeter telah dicatatkan.1.5. Seterusnya,lampu mentol 2 pula telah dibuang dari litar. Kecerahan nyalaan mentol yang lain telah diperhatikan dan bacaan ammeter dan voltmeter telah dicatatkan. 2. KEPUTUSAN/ PEMERHATIAN KEADAAN 1 MENTOLNYALAAN MENTOLBACAAN AMMETERI(A) I 0.02BACAAN VOLTMETERV(V) V 0.02

1Mentol menyala dengan terang0.51.5

2Nyalaan mentol malap 0.81.3

3Nyalaan mentol sangat malap0.81.0

Rajah 7: Keputusan terhadap nyalaan mentol dan bacaan Ammeter serta bacaan voltmeter dalam litar gabungan bersiri dan selari

KEADAAN 2= (Mentol 1 dikeluarkan) MENTOLNYALAAN MENTOLBACAAN AMMETERI(A) I0.02BACAAN VOLTMETERV(V)V0.02

2 dan 3Lebih cerah berbanding sebelum mentol 1 dibuang dan kecerahan mentol 2 dan 3 adalah sama

0.5

2.0

Rajah 8: Keputusan yang diperolehi terhadap nyalaan mentol , serta bacaan Ammeter dan voltmeter apabila 1 mentol dikeluarkan.

KEADAAN 3 = (Mentol 2 dikeluarkan ) MENTOLNYALAAN MENTOLBACAAN AMMETER I(A) I 0.02BACAAN VOLTMETER V(V) = V 0.02

1 dan 3Lebih malap berbanding sebelum mentol 3 dibuang dan kecerahan mentol 1 dan 3 adalah sama.

0.10.2

Rajah 9: keputusan yang diperolehi apabila mentol 2 dikeluarkan dari litar gabungan selari dan bersiri.

Soalan Aktiviti 1 :1. Apakah yang terjadi kepada mentol filamen lain dalam litar apabila mentolfilamen 1 dikeluarkan? Terangkan.Berdasarkan eksperimen, arus, I dan beza keupayaan, V meningkat. Ini kerana, apabila mentol 1 dikeluarkan, rintangan akan berkurang dan litar menjadi litar selari . Mentol 2 dan 3 akan lebih cerah kerana rintangan semakin berkurang. Semakin berkurang rintangan, semakin tinggi arus yang mengalir dan semakin cerah mentol.

2. Apakah yang terjadi kepada mentol lain dalam litar apabila mentol 2 dikeluarkan? Terangkan.Mentol 1 dan mentol 3 sama cerah. Ini kerana, apabila mentol 2 dikeluarkan, mentol 3 akan bersiri secara langsung dengan mentol 1. Jumlah rintangan akan semakin meningkat malah melebihi jumlah rintangan sebelum mentol 2 dikeluarkan., sebelum mentol 2 dikeluarkan, mentol 2 dan 3 adalah litar selari. Arus yang mengalir untuk setiap mentol adalah setengah daripada arus yang mengalir pada mentol 1. Maka apabila mentol 2 dikeluarkan, mentol 3menjadi bersiri dengan mentol 1. Arus yang mengalir pada kedua-dua mentol adalah sama. Maka, kecerahan untuk kedua-dua mentol adalah sama.

3. Adakah litar selari atau litar bersiri atau kedua-duanya sekali yang sesuai digunakan di dalam rumah anda? Terangkan alasan anda.Litar selari adalah paling sesuai digunakan untuk kegunaan di rumah. Kelebihan litar selari ialah:-- Jika satu alat/ litar terpadam, litar lain masih boleh digunakan.- Penambahan peralatan elektrik dalam litar selari tidak menambah voltage / beza keupayaan . Litar bersiri tidak sesuai digunakan untuk kegunaan di rumah. Antara kelemahan litar bersiri ialah:-- Tidak boleh menutup satu peralatan elektrik/lampu tanpa memadam peralatan lain.- Arus akan berkurang jika semakin banyak peralatan elektrik ditambah. Kesimpulan:Semakin tinggi rintangan, R, semakin kurang arus, I.

3. PERBINCANGANPerbincangan :Dalam eksperimen ini, terdapat dua cara asas untuk menyambungkan komponen-komponen dalam litar elektrik iaitu sama ada secara siri atau selari. Litar bersiri ialah sebuah litar yang hanya terdapat satu lintasan arus sahaja. Selain itu, komponen-komponen litar siri disambung secara hujung kehujung atau sederet untuk membina sebuah litar lengkap. Manakala, litar selari pula ialah sebuah litar yang terdapat lebih daripada satu lintasan arus. Komponen-komponen litar selari pula disambung secara bersebelah. Ammeter dan voltmeter juga disambung dalam kedua-dua litar. Ammeter ialah sebuah instrumen untuk mengukur arus elektrik dalam litar. Manakala voltmeter ialah sebuah instrumen yang digunakan untuk mengukur beza keupayaan antara dua titik dalam litar elektrik. Manakala, bateri yang digunakan ialah 3.0V dan jenis mentol yang digunakan ialah 3.0V, 0.3A.

Dalam aktiviti 1, litar siri dan litar selari. terdapat 2 biji mentol dalam setiap litar. Setelah ammeter dan voltmeter disambung dalam litar, bacaan ammeter dan voltmeter telah dicatat. Dalam litar bersiri, kedua-dua biji mentol didapati menyala pada kecerahan yang sama tetapi malap. Ini kerana, dalam litar siri, terdapat hanya satu laluan arus elektrik sahaja. Voltan akan semakin kurang jika beban ditambah. Semakin banyak beban(mentol), semakin banyak jumlah rintangan. Maka, kecerahan kedua-dua mentol sama tetapi malap. Dalam litar selari pula, didapati kecerahan nyalaan kedua-dua biji mentol adalah sama dan terang. Ini kerana, dalam litar selari terdapat lebih daripada satu laluan arus. Voltannya sama di semua tempat dalam litar selari. Hanya arus yang akan semakin berkurang apabila semakin banyak beban (mentol). Seterusnya, satu biji mentol telah dicabut daripada litar-litar tersebut. Dalam litar bersiri, didapati mentol kedua yang terdapat dalam litar tidak menyala. Ini kerana, arus elektrik tidak dapat mengalir dengan lengkap dalam litar. Namun, terdapat bacaan pada voltmeter. Ini kerana, bacaan voltmeter tersebut ialah jumlah beza keupayaan merentasi bateri dalam litar. Manakala dalam litar selari pula, didapati mentol kedua yang tinggal dalam litar masih menyala pada kecerahanyang sama seperti sebelum itu. Ini kerana, dalam litar selari, terdapat lebih daripada satu laluan arus dan nilai voltan adalah sama di semua tempat. Kemudian, dalam setiap litar dipasang tiga biji mentol. Mentol-mentol dalam litar bersiri didapati menyala pada kecerahan yang sama tetapi lebih malap berbanding pada litar sebelum itu yang hanya terdapat 2 biji mentol sahaja. Hal ini kerana,semakin banyak beban (mentol), semakin banyak jumlah rintangan. Maka, voltan juga akan semakin berkurang. Tambahan pula, dalam litar siri hanya terdapat satu laluan arus sahaja. Oleh yang demikian, nyalaan mentol-mentol tersebut sangat malap. Manakala, dalam litar bersiri pula, ketiga-tiga mentol menyala pada kecerahan yang sama seperti apabila 2 mentol sahaja yang terdapat dalam litar. Ini kerana,dalam litar selari terdapat beberapa laluan arus mengalir. Arus semakin berkurang apabila semakin banyak beban. Namun begitu, nilai voltan adalah tetap sama di semua tempat dalam litar. Dalam aktiviti 2 pula, sebuah litar gabungan dibina yang terdiri daripada kombinasi litar siri dan litar selari. Terdapat tiga mentol iaitu mentol 1,mentol 2, dan mentol 3. Ammeter dan voltmeter turut disambungkan untuk mengukur arus elektrik dan beza keupayaan yang melalui setiap mentol-mentol itu. Mentol 1 didapati menyala dengan sangat terang berbanding dengan mentol 2 dan 3 yang akan menyala pada kadar kecerahan yang sama dan terang. Ini kerana,mentol 1 disambung secara siri dalam litar tersebut. Mentol 1 terang kerana kurang beban yang disambung secara siri. Oleh yang demikian,semakin kurang beban, semakin tinggi voltan. Seterusnya, bagi mentol 2 dan mentol 3 yang disambung secara selari pula menyala sama terang kerana dalam sambungan secara selari, voltan sama di semua tempat. Arus semakin kurang jika beban semakin bertambah dan jumlah rintangan adalah lebih kecil daripada nilai perintang yang paling kecil.

4. KESIMPULAN:Terdapat Dua jenis litar iaitu litar selari dan litar bersiri. Dalam litar bersiri, semakin banyak mentol , semakin banyak rintangan. Maka semakin berkurang arus yang mengalir., kecerahan semua mentol berkurang dan sebaliknya apabila mentol berkurang. Dalam litar Selari pula semakin banyak mentol , semakin berkurang rintangan. Maka semakin meningkat arus yang mengalir. Maka semua mentol semakin cerah. Litar selari adalah paling sesuai digunakan untuk kegunaan di rumah berbanding dengan litar bersiri. Oleh kerana terdapat berbagai perkakasan dan penggunaan mengikut keperluan yang berbeza di rumah, adalah mustahak menggunakan pemasangan secara selari. Penambahan alatan elektrik tidak akan memberi bebanan bayaran bil elektrik kepada pengguna. Kerana penambahan penggunaan peralatan elektrik dalam litar selari tidak menambah voltage atau beza keupayaan. Semua lampu menyala dengan kecerahan yang sama terang. Setiap lampu dan alat elektrik dapat dihidupkan dan dimatikan secara berasingan. Kerosakan atau kebakaran sesuatu lampu atau elektrik tidak memberi sebarang kesan kepada perkakas yang lain. Voltan yang melintasi setiap perkakas elektrik adalah sama.Litar bersiri tidak sesuai digunakan untuk kegunaan di rumah memandangkan beberapa kelemahan yang ada. Ia termasuklah jika menutup satu peralatan, maka peralatan yang lain juga tidak akan berfungsi. Bebanan juga bertambah sekiranya peralatan turut bertambah. Arus akan berkurang apabila semakin banyak peralatan digunakan. Rintangan semakin bertambah dan arus semakin berkurang. Walaubagaimanapun,Litar siri selari turut popular digunakan. Litar siri selari adalah gabungan litar siri dan litar selari. Litar siri selari digunakan dalam kebanyakan perkakas seperti radio dan televisyen. Suis pula digunakan dalam litar untuk menyambung atau memutuskan aliran elektrik. Suis disambung secara bersiri kepada beban. Voltmeter digunakan untuk mengukur beza keupayaan di antara dua titik dalam unit volt. Voltmeter disambung secara selari dengan beban.

RUJUKANAnonymous, Advantages of Parallel Circuits, 5/3/2015)Anonymous, Lesson 9: Series circuits, (5/3/2015)http://www.furryelephant.com/content/electric ity/series-circuits/ http://www.gcse.com/circ6a.htm Lim, Lim & Toh. (2005). Fizik SPM, Petaling Jaya: Sasbadi Sdn. Bhd.Linn, R.L. & Gronlund , N.E (2000). Force and Acceleration. (8th . Ed.) New Jersey : Printice Hall.Physic Volume 2. James S. Walker.Yeap Tok Kheng (2005) . Fizik SPM . Pearson Longman.