technology elektrik final

46
7/12/2019 Technology Elektrik Final http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 1/46  Kaedah Penyelesaian Litar  Dalam bab ini kita akan membincangkan analisis dan penggunaan hukum-hukum yang merangkumi litar-litar arus terus siri, selari dan kompleks. Pengenalan  Litar siri adalah litar elektrik yang paling mudah untuk dianalisis. Dalam litar siri peranti-peranti disambung dari hujung ke hujung membentuk satu laluan yang terus menerus.  Contoh penggunaan litar selari adalah sistem pendawaian di rumah. Dalam litar selari terdapat lebih dari satu laluan arus. Dalam litar selari peranti (device) disambung membentuk cabang-cabang arus yang tersendiri atau terasing.  Hampir semua litar elektrik yang praktik merupakan kombinasi litar siri dan litar selari. Kombinasi kedua-dua jenis litar ini dipanggil litar kompleks. Dalam litar kompleks, beberapa peranti disambung secara sesiri dan lainnya secara selari.  Bagi litar kompleks, peraturan untuk menyelesaikannya adalah pengembangan peraturan yang merangkumi litar-litar siri dan selari. Kaedah menyelesaikan litar siri Dalam menyelesaikan litar siri terdapat beberapa peraturan atau disiplin yang perlu diikuti. 1. Rintangan  Jika suhu, luas keratan rentas dan kerintangan sebuah pengalir kekal, rintangannya akan berubah apabila panjangnya berubah.  Oleh yang demikian jika panjang sesuatu litar bertambah, rintangannya akan bertambah. Menyambungkan beberapa perintang secara sesiri mempunya kesan yang sama seperti manambah panjang litar, kerana terdapat hanya satu laluan arus dalam litar siri.  Maka rintangan keseluruhan litar adalah sama dengan jumlah rintangan yang disambung sesiri.  Dalam rajah 1.1, jumlah rintangan adalah : R T = R 1 + R 2 + R 3 (1-1)

Upload: swift-laju

Post on 17-Jul-2015

202 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 1/46

Kaedah Penyelesaian Litar

Dalam bab ini kita akan membincangkan analisis dan penggunaan hukum-hukumyang merangkumi litar-litar arus terus siri, selari dan kompleks.

Pengenalan

Litar siri adalah litar elektrik yang paling mudah untuk dianalisis. Dalam litar siriperanti-peranti disambung dari hujung ke hujung membentuk satu laluan yangterus menerus.

Contoh penggunaan litar selari adalah sistem pendawaian di rumah. Dalam litarselari terdapat lebih dari satu laluan arus. Dalam litar selari peranti (device)

disambung membentuk cabang-cabang arus yang tersendiri atau terasing.

Hampir semua litar elektrik yang praktik merupakan kombinasi litar siri dan litarselari. Kombinasi kedua-dua jenis litar ini dipanggil litar kompleks. Dalam litar

kompleks, beberapa peranti disambung secara sesiri dan lainnya secara selari.

Bagi litar kompleks, peraturan untuk menyelesaikannya adalah pengembanganperaturan yang merangkumi litar-litar siri dan selari.

Kaedah menyelesaikan litar siri

Dalam menyelesaikan litar siri terdapat beberapa peraturan atau disiplin yang perlu

diikuti.

1. Rintangan

Jika suhu, luas keratan rentas dan kerintangan sebuah pengalir kekal,rintangannya akan berubah apabila panjangnya berubah.

Oleh yang demikian jika panjang sesuatu litar bertambah, rintangannyaakan bertambah. Menyambungkan beberapa perintang secara sesirimempunya kesan yang sama seperti manambah panjang litar, kerana

terdapat hanya satu laluan arus dalam litar siri.

Maka rintangan keseluruhan litar adalah sama dengan jumlah rintanganyang disambung sesiri.

Dalam rajah 1.1, jumlah rintangan adalah :

RT = R1 + R2 + R3 (1-1)

Page 2: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 2/46

Rajah 1-1

2. Arus

Dalam litar siri, terdapat cuma satu laluan arus. Maka, jumlah arus adalahsama melalui sesebuah litar siri.

Dalam rajah 1.1, arus yang meninggalkan pangkalan punca negatif akan

mengalir ke R1, R2, R3 dan kembali ke pangkalan positif sumber tersebut.

Cara pengujian adalah dengan menyambungkan meter ampere di beberapatitik di dalam litar.

Secara matematik, hukum arus bagi sesebuah litar siri diungkapkansebagai:

IT = I1 = I2 = I3 = … (1-2)

Nilai arus adalah bergantung kepada sumber voltan dan rintangan didalam litar. Selagi nilai voltan dan rintangan tidak berubah, nilai arusadalah sama. Jika salah satu nilai voltan atau rintangan diubah, nilai arus

akan berubah.

Perlu diingati bahawa arus akan sentiasa arus meninggalkan pangkalannegatif akan kekal di dalam litar siri dan memasuki pangkalan positif.

Page 3: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 3/46

3. Voltan

Sumber voltan adalah tekanan elektrik yang bertanggungjawabmenyebabkan arus mengalir melalui suatu litar tertutup. Jika rintangan

litar dinaikkan, sumber voltan akan naik supaya dapat mengekalkan paras

arus yang sama. Oleh sebab arus yang sama mengalir di dalam litar siri, sebuah rintangan

beban yang besar memerlukan voltan yang besar berbanding litar dengan

rintangan beban yang lebih kecil.

Dalam Rajah 1.1 rintangan siri R2 adalah tiga kali ganda lebih besardaripada R1, voltan V2 adalah tiga kali ganda lebih besar daripada V1

supaya arus yang sama mengalir.

Voltan melintangi rintangan dipanggil susut voltan. Oleh sebab

kekseluruhan sumber voltan digunakan untuk menyebabkan pengaliran

arus,maka jumlah susut voltan dalam litar siri mestilah sama dengansumber voltan. Ini dikenali sebagai Hukum Voltan Kirchoff.

Rajah 1-2

Hukum Voltan Kirchoff diungkapkan secara matematik sebagai

VT = V1 + V2 + V3 +… (1-3)

Sifat ini boleh dibuktikan, iaitu dengan mengukur sumber voltan dan susut

voltan seperti di dalam Rajah 1.1

VT = V1 + V2 + V3 (1-4)

96 V = 16 V + 48 V + 32 V

Persamaan voltan seperti persamaan (1-3) dan (1-4) boleh ditulis sebagai :

Page 4: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 4/46

(V1 + V2 + V3) – VT = 0 (1-5)

Persamaan voltan (1-5) selalunya dirujuk sebagai persamaan voltan

gelung. Dalam litar siri Cuma terdapat hanya satu gelung, maka Cuma adasatu persamaan gelung.

Cara menerbitkan persamaan gelung bagi sebarang gelung tertutup(Rajah 1.2) :

1. Tentukan polariti voltan di dalam gelung.

2. Bermula di satu titik tertentu, ikuti gelung sama ada mengikut

arah jam atau lawan jam ke setiap susut voltan dengan

memberikan setiap susut voltan tandaan polariti yang mula-mula

dilihat untuk susut voltan tersebut, sehingalah keseluruhan gelungdirentasi.

3. Akhirnya, setkan persamaan kepada sifar.

VT - V1 - V2 - V3 = 0 (1-6)

4.

Hukum Ohm

Satu lagi hukum yang menjadi alat yang berguna bagi Kaedah Penyelesaian Litaradalah Hukum Ohm. Kita akan menggunakannya berkali-kali apabila bekerja

dengan elektrik.

Hukum Ohm menyatakan hubungan antara arus ( I ), voltan (V ), danrintangan ( R) di dalam sebuah litar.

V = IR I = V/R R = V/I (1-7)

Hukum Ohm estilah digunakan dengan betul untuk mengelakkankesilapan dalam pengiraan.

Hukum Ohm boleh digunakan untuk keseluruhan litar atau sebahagiandaripada litar. Apa yang penting ialah apabila digunakan untuk

keseluruhan litar, nilai-nilai voltan, arus dan rintangan mestilah darinilai-nilai keseluruhan litar. Apabila digunakan untuk sebahagian litar,

nilai-nilai voltan, arus dan rintangan mestilah hanya untuk bahagian litar

tersebut sahaja.

Page 5: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 5/46

Contoh 1-1 : Di dalam litar di Rajah 1-2, dapatkan jumlah rintangan litar,arus litar dan susut voltan melintangi setiap rintangan.

Penyelesaian :

RT = R1 + R2 + R3

RT = 40 Ω + 20 Ω + 60 Ω = 120 Ω

I = VT /RT = 240V/120Ω = 2A

V1 = I × R1 = 2 A × 40 Ω = 80 V

V2 = I × R2 = 2 A × 20 Ω = 40 V

V3 = I × R3 = 2 A × 60 Ω = 120 V

Contoh 1-2 : Dalam litar yang diberi dalam rajah 1-3, tentukan arus litar,

rintangan R2 dan R3 dan sumber voltan.

Penyelesaian :

= V1 /R1 = 45 V/15 Ω = 3 A

R2 = V2 /I = 60 V / 3A = 20 Ω

R3 = V3 /I = 15 V/3A = 5 Ω

VT = V1 + V2 + V3

VT = 45 V + 60 V + 15 V

VT = 120 V

Page 6: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 6/46

Rajah 1-3

Contoh 1-3 : Tuliskan persamaan voltan gelung bagi Rajah 3-2 dan 3-3

dan buktikan kenyataan bahawa jumlah voltan dalam gelung tertutup

adalah sama dengan sifar.

Penyelesaian:

Dari Rajah 3-2

VT – V1 – V2 – V3 = 0 V

240 V – 80 V – 40V – 120V = 0 V

Dari rajah 3-3

VT – V1 – V2 – V3 = 0 V

120V – 45V – 60V – 15V = 0 V

Kedua – dua persamaan memenuhi kenyataan bahawa jumlah voltan

dalam gelung tertutup adalah sama dengan sifar.

Page 7: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 7/46

Kaedah menyelesaikan Litar Selari

1. Voltan

Dalam litar selari terdapat lebih daripada satu laluan arus. Laluan ini

dipanggil cabang selari. Dalam rajah 3-4 terdapat tiga cabang selari yang disambung melintangi

sumber voltan.

Setiap voltan cabang sama dengan sumber voltan.

Rajah 1-4

Secara matematik

VT = V1 = V2 = V3 (3-8)

Dalam Rajah 3-4 terdapat enam gelung tetutup yang berlainan. Persamaan voltan

gegelung adalah :

VT – V1 = 0 V (3-9)

VT – V2 = 0 V

VT – V3 = 0 V

V1 – V2 = 0 V

V1 – V3 = 0 V

V2 – V2 = 0 V

Sifat litar selari dapat diungkapkan sebagai

Page 8: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 8/46

VT = V1 = V2 = V3 = … (3-10)

2. Arus

Dalam sebuah litar elektrik, bilangan elektron yang sama yang

meninggalkan satu pangkalan sumber mestilah kembali kepada pangkalansumber yang satu lagi. Dalam Rajah 1-5, arus yang mengalir dari sumber

ke titik A adalah jumlah arus litar IT

Di titik A, arus ini dibahagikan kepada I1 dan IA pada titik B, arus IA

dibahagikan lagi kepada I2 dan I3. Kedua-dua pembahagian arus di titik Adan titik B boleh dinyatakan secara matematik sebagai :

IT = I1 + IA dan IA = I2 + I3 (1-11)

Rajah 1-5

Ada dua sifat penting arus :1. Jumlah arus yang masuk satu simpang (atau nod) adalah sama

dengan jumlah arus yang meninggalkan simpang. Ini dirujuk sebagai Hukum Arus Kirchoff.

2. Arus dari sumber adalah sama dengan jumlah arus cabang.

Bagi sebuah litar selari, voltan yang sama melintangi setiap cabang selari.Oleh yang demikian dengan menggunakan Hukum Ohm, arus cabang

dalam Rajah 1-5 adalah:

I1 = VT /R1 I2 = VT /R2 I3 = VT /R3 (1-12)

Page 9: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 9/46

3. Rintangan

Jumlah arus litar adalah sama denganjumlah arus cabang-cabangnya.Maka jumlah arus litar adalah lebih besar dari mana-mana arus cabang.

Oleh yang demikian dengan RT = VT /IT boleh diterima bahawa jumlah

rintangan bagi sebuah litar selari adalah lebuh kecil daripada rintanganbagi sebarang cabang selarinya.

Jika bilangan cabang selari ditambah , jumlah rintangan akan berkurangan.

Dari Hukum Arus Kirchoff,

IT = I1 + I2 + I3 + …

Dan dengan menggunakan hukum Ohm untuk arus,

VT /RT = VT /R1 + VT /R2 + VT /R3 +…

Maka, 1/RT =1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … (1-13)

Jika terdapat hanya dua rintangan dalam selari, ungkapan rintangan

salingan dipermudahkan :

1/RT = 1/R1 + 1/R2

1/RT = (R1 + R2) / (R1 × R2)

RT = (R1 × R2) / (R1 + R2) (1-14)

Contoh 1-4 : Jika dalam litar yang ditunjukkan dalam Rajah 3-5,

R1 = 20 Ω, R2 = 30 Ω, R3 = 60 Ω dan V = 120 V, tentukan rintangan litar

RT dan arus-arus cabang litar.

1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

1/RT = 1/20 + 1/30 + 1/60

1/RT = 6/60 S ( S = siemen )

. RT = 60/6 = 10 Ω

IT = VT /RT

IT = 120V/10Ω = 12 A

Page 10: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 10/46

IT = VT /R1

I1 = 120V/20Ω = 6 A

IA = IT – I1

IA = 12 A – 6A

IA = 6A

I2 = VT /R2

I2 = 120V / 30Ω = 4A

I3 = VT / R3

I3 = 120V / 60Ω = 2A

Rajah 1-6

Contoh 1-5 : Dalam litar yang ditunjukkan dalam Rajah 1-6, tentukan

sumber voltan V, arus litar IT dan jumlah rintangan RT

VT = V3

VT = I3 × R3

VT = 1.5 A × 60 Ω

VT = 90 V

I1 = VT /R1

Page 11: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 11/46

I1 = 90V / 20Ω = 4.5 A

I2 = VT /R2

I2 = 90V / 40 Ω = 2.25 A

IT = I1 + I2 + I3

IT = 4.5 A + 2.25 A + 1.5 A

IT = 8.25 A

RT = VT / IT

RT = 90V / 8.25 A = 10.91 Ω

Page 12: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 12/46

Kaedah menyelesaikan Litar Siri – Selari

Peraturan yang menentukan ciri – ciri litar ini adalah sama dengan apa yang telah

dibangunkan bagi litar siri dan litar selari.

Ringkasan peraturan disenaraikan dalam Rajah 1-1.

Hukum-hukum litar ini perlu dikaji dengan teliti, kerana boleh digunakan dalam analisiskebanyakan litar-litar elektrik.

Jadual 1-1 Ringkasan sifat – sifat litar siri dan selari

LITAR SIRI LITAR SELARI

Arus IT = I1 = I2 = I3 IT = I1 + I2 = I3

Rintangan RT = R1 + R2 + R3 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

Voltan VT = V1 + V2 + V3 VT = V1 = V2 = V3

Jumlah rintangan adalahlebih besar daripadasebarang rintangan dalam

litar.

Apabila rintangan ditambaharus litar berkurangan

Jumlah rintangan adalahkecil daripada sebarangrintangan dalam litar.

Apabila rintanganditambah, arus litar

meningkat.

Jumlah voltan ditolak dengan jumlah susut voltan dalam gelung tertutup adalah sama

dengan sifar.

Jumlah arus yang masuk ke dalam nod (atau simpang) adalah sama dengan arus yang

meninggalkan nod tersebut

Rajah 1-7 (a)

Page 13: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 13/46

Contoh 3-6 : Dalam litar yang ditunjukkan dalam Rajah 1-7 (a), tentukan jumlah

rintangan, arus litar dan arus cabang dan voltan beban.

Arus yang mengalir melalui litar selalunya merupakan satu panduan yang berguna untuk

mengenalpasti komponen litar sesiri dan selari . Dalam penyambungan sesiri,arus yang

sama mengalir ke setiap komponen manakala dalam penyambungan selari arus terbahagikepada cabang selari di setiap nod dan bercantum di nod yang lain.

Dalam litar ini, arus terbahagi kepada I2 dan I3, di nod A dan mereka akanbercantum di nod B.

Oleh yang demikian, cabang R2 dan R3 disambung secara selari dan gabungan rintangan

mereka adalah:

RA = (R2 × R3)/(R2 + R3)

RA = (30 × 60)/(30 + 60)

RA = 1800/90

RA = 20 Ω

Rajah 1-7 (b)

Rintangan RA ini boleh digunakan untuk menggantikan penyambungan selari dari nod Ake nod B seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1-7(b).

Maksudnya R1 dan RA disambung secara sesiri kerana arus yang sama mengalir melalui

setiap rintangan tersebut.

Maka jumlah rintangan litar adalah:

Page 14: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 14/46

RT = R1 + RA

RT = 40 Ω + 20 Ω

RT = 60 Ω

Jumlah arus litar boleh dikira dengan Hukum Ohm:

IT = VT / RT = 120V / 60 Ω = 2A

Dengan Hukum Ohm juga dapat ditentukan susut voltan V1 dan VA :

V1 = IT × R1 = 2A × 40 Ω = 80 V

VA = IT × RA = 2A × 20 Ω = 40 V

Dengan mengingat semula sifat-sifat litar selari, voltan antara nod A dan B (susut voltanVA) adalah sama dengan voltan yang melintangi cabang selari yang disambung antara

nod-nod ini.

Oleh yang demikian susut voltan V2 dan V3 adalah:

VA = V2 = V3 = 40V

Gunakan Hukum Ohm sekali lagi untuk mencari arus cabang I2 dan I3 :

I2 = V2 /R2 = 40V / 30Ω = 1.33 A

I3 = V3 /R3 = 40V / 60Ω = 0.67 A

Sebagai pembuktian, kita boleh mengesahkan bahawa arus yang memasuki nod A adalah

sama dengan arus yang meninggalkan nod :

IT = I2 + I3

2A = 1.33 A + 1.67 A

2A = 2A

Persamaan yang serupa boleh dituliskan untuk nod B.

Akhir sekali pelajar boleh menyemak bahawa jumlah voltan-voltan tertutup dalam gelung

sama dengan sifar. Terdapat 3 gelung tertutup dalam Rajah 1-7 (a).Pertama, polariti voltan-voltan tersebut ditentukan.

Kemudian, ikuti setiap gelung dalam arah ikut jam, persamaan-persamaan adalah :

Gelung 1

VT – V1 – V2 – V3 = 0V

Page 15: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 15/46

120 V – 80V – 40V = 0 V

Gelung 2

VT – V1 – V2 – V3 = 0V

120 V – 80 V – 40 V = 0 V

Gelung 3

V2 – V3 = 0V

40 V – 40 V = 0 V

Rajah 1-8

Contoh 1-7 : Dalam litar yang diberi dalam Rajah 1-8, tentukan arus yang tidak diketahui,voltan litar dan jumlah rintangan litar.

Penyelesaian :

Di nod A : IT = I2 + IX

IX = 12A – 4A = 8 A

Di nod B : IX = I3 + I4

I4 = 8 A – 6 A = 2 A

Dengan menggunakan Hukum Ohm:

V4 = I4 × R4

Page 16: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 16/46

V4 = 2 A × 36 Ω

V4 = 72 V

Dari hukum voltan bagi litar selari :

V2 = V3 = V4 = 72 V

Dengan menggunakan Hukum Ohm :

R2 = V2 / I2 = 72 V / 4 A = 18 Ω

R3 = V3 / I3 = 72 V / 6 A = 12 Ω

Dan

V1 = IT × R1

V1 = 12 A × 14 Ω

V1 = 168 V

Menulis persamaan gelung :

VT – V1 – V2 = 0 V

240 V – 168 V – 72 V = 0 V

Dengan menggunakan Hukum Ohm :

RT = VT / IT = 240 V / 12 A = 20 Ω

Page 17: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 17/46

HUKUM-HUKUM LITAR

Terdapat 2 hukum litar yang biasa digunakan:

Hukum Ohm

Hukum Kirchoff

HUKUM OHM.

Hukum Ohm menyatakan bahawa voltan antara terminal pelbagai jenis bahanpengalir bahan berjadar terus dengan arus yang mengalir melalui bahan

tersebut.

Pemalar berkadaran dipanggil rintangan.

Unit R = ohm (Ω)

V=IR

Salingan kepada perintang adalah kealiran (conductance) ,G

G = 1/R

Unit : Siemens, S @ mho,

Page 18: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 18/46

Contoh : 10Ω = 01 S

Kuasa pada pengkalan R:

P = Vi

= i²R -------------(1)

= V²/R -----------(2)

Persamaan (1) & (2) menunjukkan bahawa nilai kuasa pada pengkalan Radalah sentiasa positif tidak kira apa kekutuban voltan dan arah arus

Oleh yang demikian perintang merupakan unsure yang sentiasa menyerap

kuasa pada litar.

Contoh

Daripada litar yang diberikan di bawah, tentukan arus dan kuasa yang diserapoleh perintang.

Penyelesaian:

Menggunakan rumus seperti diatas kita dapati arus yang didapati ialah

V=IR

I=V/R= 12/2 = 6mA

Kuasa yang diserap oleh perintang ialah:

P=VI

= (12)(6×10³)

= 0.072 W

=I²R

= (6 × 10³)² (2k)

= 0.072 W

= V²/R

= (12)²/ 2k = 0.072W

Page 19: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 19/46

HUKUM KIRCHOFF

Terdapat 2 hukum dalam hukum Korchoff:1. Hukum Arus Kirchoff (HAK)

2. Hukum Voltan Kirchoff (HKV)

HUKUM ARUS KIRCHOFF (HAK) Jumlah algebra semua arus memasuki suatu nod adalah sifar.

Hukum ini diasaskan atas hukum keabadian cas : cas tidak boleh dicipta atau

dimusnahkan. Oleh kerana nod tidak boleh dicipta atau dimusnahkan cas maka kadar perubahan cas

dalam satu nod adalah sifar.

HUKUM VOLTAN KIRCHOFF Jumlah algebra voltan mengelilingi satu gelung adalah sifar.

Persamaan bagi HAK dan HVK

Bagi HVK Gelung Σ Vn = 0

-V1 + V2 +…+Vn = 0

Bagi HAK Nod Σ in = 0

-i1 + i2 +………+in = 0

Contoh.

Page 20: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 20/46

Anggap arus yang meninggalkan nod adalah positive, persamaan hukum Kirchoiff dari

nod 1 ke nod 4 ialah

-I1 + 0.06 + 0.02 = 0

I1 – I4 + I6 = 0-0.06 + I4 – I5 + 0.04 = 0

-0.02 + I5 – 0.03 = 0

Dari penyelesaian I1 = 80mA ,I4 = 70mA ,I5 = 50mA , I6 = -10mA

Contoh.

Tuliskan persamaan hukum Kirchoiff dari litar di bawah.

Page 21: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 21/46

i1(t) + i2(t) – i5(t) = 0

- i2(t) + i3(t) – 50i2(t) = 0- i1(t) + 50i2(t) + i4(t) = 0

- i5(t) – i3(t) – i4(t) = 0

TEOREM-TEOREM LITAR

Teorem-teorem rangkaian

Suatu rangkaian terdiri dari pada beberapa cabang atau unsur-unsur litar, dianggapsebagai satu unit, dan dikatakan sebagai pasif jika ia tidak mengandungi punca d.g.e.

Rintangan setara di antara mana-mana dua terminal dari satu itu terhadap pengaliran pasif

ialah nisbah b.u menyilangi kedua-dua terminal itu terhadap pengaliran arus ke dalam(atau keluar) rangkaian itu. Apabila suatu rangkaian mengandungi satu punca d.g.e ianya

dikatakan aktif. Sekarang kita akan menkaji teorem-teorem utama yang telah dicipta

untuk menyelesaikan masalah elektrik.

Terdapat tiga jenis teorem-teorem litar iaitu:

Teorem Superposisi (Tindihletak) Teorem Thevenin

Teorem Norton

(1) Teorem Superposisi (Tindihletak)

Page 22: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 22/46

Di dalam satu rangkaian linear yang mengandungi lebih daripada satu punca d.g.e

paduan arus dalam mana-mana cabang ialah hasil tambah algebra dari arus-arusyang akan dihasilkan oleh setiap d.g.e bertindak bersendirian, kesemua punca lain

d.g.e itu digantikan sementara dengan rintangan masing-masing.

(2) Teorem Thevenin

Suatu rangkaian aktif yang mempunyai dua terminal A dan B boleh diganti

dengan satu punca voltan-malar yang mempunyai d.g.e E dan rintangan dalam r.Nilai E ialah sama dengan b.u litar terbuka diantara A dan B, dan r ialah rintangan

rangkaian itu diukur di antara A dan B apabila beban diputuskan dan punca-punca

dengan E dan rintangan dalam R.

Adalah kehendaki menentukan arus melalui satu beban berintangan R yang

dihubung menyilang AB. Dengan beban terputus.

Arus melalui R3 = E1R1 + R3

B.u menyilang R3 = E1R3

R1 + R3

Oleh kerana tiada arus melalui R2,

B.u menyilang AB = V = E1R3

R1

+ R3

Rangkaian dengan bebean diputuskan dan bateri diganti dengan rintangandalamnya R1.

Rintangan rangkaian diantara A dan B = r = R1R3 + R2

R1 + R3

Teorem Thevenin ini hanya menyatakan rangkaian aktif yang tertutup oleh garisbertitik boleh digantikan dengan litar amat ringkas yang dikurung dengan garis

bertitik dan terdiri dari punca yang mempunyai d.g.e E sama debgan satu

rintangan dalam r, dimana V dan r mempunyai nilai-nilai yang ditentukan di atas,

oleh itu:

Arus melalui R = I = E

r + R

Teorem Thevenin juga kadangkala dirujuk sebagai Teorem Helmholtz ialah satu

penggunaan bagi Teorem Superposisi. Oleh itu, jika satu punca mempunyai d.g.e

Page 23: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 23/46

E sama dengan b.u litar terbuka di antara A dan B dalam dimasukan ke dalam litar

iaitu di antara A dan B dimasukan ke dalam litar iaitu di antara R dan terminal A,terminal positif punca itu dihubung ke A, tiada arus akan mengalir melalui R.

Oleh itu, punca ini boleh diandaikan sebagai arus yang beredar melalui R dan ia

bertindihletak di atas tetapi dalam arah berlawanan dengan arus melalui R oleh

kerana E sahaja. Oleh kerana paduan arus adalah sifar, maka satu punca yangmempunyai d.g.e E, yang terhubung bersiri dengan R dan rintangan setara r bagi

rangkaian itu, akan mengedarkan arus I yang sama nilainya dengan arus melalui R

; tetapi supaya arah arus melalui R boleh berlaku dari A dan B, kekutuban puncaitu.

(2) Teorem Norton

Prinsip litar setara Norton adalah sama seperti litar Thevenin tetapi perbezaannya

ialah litar setara Norton berbentuk seperti Rajah 4 litar dibawah. Litar setaraNorton mengandungi satu sumber arus dan satu perintangan setara yang selari

dengan sumber arus tersebut. Sumber arus bagi setara Norton ditandai dengan RN.Dengan menggunakan keadah nod pada nod A seperti berikut:

Mula-mula kita lakukan sama seperti litar setara Thevenin dengan memintaskan

pangkalan A dan B bagi litar. Ini menghasilkan arus yang disukat dengan meter

ampere pada litar pintasan tersebut. Oleh itu, dengan menggantikan I = I sc dan V =

0 dalam persamaan,

Isc

= 0 – IN

atau IN

= IscRN

Apabila litar pintasan tadi diterbukakan, maka arus I dalam litar menjadi sifar dan

voltan V pula sebagai Voc. Voc merupakan voltan yang disukat dengan meter volt

pada pangkalan A dan B. Maka dengan mengantikan nilai I = 0 dan V = V oc kedalam persamaan memberikan

0 = Voc = IN atau RN = Voc = Voc

RN IN Isc

Didapati rintangan Thevenin adalah sama dengan rintangan Norton. Oleh itu,

jelmaan litar setara Thevenin ke setara Norton atau sebaliknya boleh dilakukan.

Untuk menukar litar setara Thevenin ke litar setara Norton

Nilai rintangan Norton ialah RT = RN

Nilai voltan Thevenin ialah VT = INRN

Page 24: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 24/46

Contoh 1

Bateri A dalam gambarajah bawah mempunyai dge 6 V dan rintangan dalam 2 Ω Nilai -

nilai sepadan untuk bateri B adalah 4 V dan 3 Ω masing-masing. Kedua-dua bateri itudihubung selari menyilang satu perintang R-10 Ω Hitung arus di dalam tiap-tiap cabang

rangkaian itu.

Rintangan setara bagi R dan R2 selari = 10 x 3 = 231 Ω

10 + 3

I1 = 6 = 1.392 A2 + 2.31

I2 = 1.392 x 3 = 0.321 A10 x 3

I3 = 1.392 – 0.321 = 1.071 A

Page 25: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 25/46

Rintangan setara bagi R dan R1 selari = 2 x 10 = 1667 Ω

2 + 10

I4 = 4 = 0.856 A3 + 1.667

I5 = 0.856 x 2 = 0.143 A

2 x 10

I5 = 0.856 – 0.143 = 0.713 A

Paduan arus melalui A = I1 – I6

= 1.392 – 0.713

= 0.679 A

dan Paduan arus melalui B = I4 – I3

= 0.856 – 1.071

= - 0.215 A

iaitu bateri B dicas pada 0.215 A

Paduan arus melalui R = I2 + I5

= 0.321 – 0.143

= 0.464 AContoh 2:

C dan D di dalam menyajikan 2 terminal dalam satu rangkaian aktif. Hitung arus melaluiR.

Dengan R terputus seperti Rajah 2 [b]

I1 = 6 – 4 = 0.4 A

2 + 3

B.u menyilang CD = E1 – I1R1 iaitu

V = 6 – [ (0.4) x 2 ] = 5.2 V

Page 26: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 26/46

Apabila d.g.e dikeluarkan,

Jumlah rintangan di antara C dan D = 2 x 3 = 12 Ω

2 + 3

Oleh itu rangkaian AB boleh digantikan dengan satu punca tunggal yang mempunyai

dge 52 V dan rintangan dalam 12 Ω, seterusnya

I = 5.2 = 0.4643 A

1.2 + 10

Rintangan setara bagi BA dan BC = 10 x 30 = 75 Ω

10 + 30

dan rintangan setara bagi AD dan CD = 20 x 15 = 857 Ω

20 + 15

Jumlah rintangan bagi rangkaian di antara B dan D = 1607 Ω

Oleh itu rangkaian adalah setara dengan satu punca yang mempunyai d.g.e 0.643 V dan

satu rintangan dalam 1607 Ω

Arus melalui BD = 0.643 = 0.0115 A

16.07 + 40

= 11.5 mA dari B ke D

Page 27: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 27/46

Asas Peraturan Digit

Kandungan Kursus1. Sistem Digit

2. Sistem nombor dan kod

3. Kaedah Algebra untuk analisa dan sintesis, sifar logica. Algebra boolean, jadual kebenaran

b. Get logic electronic, analisa sifar gabungan, etc.

4. Permudahkan fungsi2 sistem pensuisana. Ciri-siri kaedah peminimaan

b. Peta Karraugh, Bentuk SOP, POS menggunakan peta Karraugh

5. Modul logic pengumpulan

6. pengenalan kepada peranti-peranti berjujukan

7. logic berjujukan modular

Page 28: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 28/46

Sistem Digital

Kombinasi peranti yang memanipulasi kuantiti fizikal yang berbentuk analog

Kelebihan teknologi elektrik

1. Mudah direka bentuk

2. mudah menyimpan maklumat3. lebih tepat dan jitu

4. boleh di’program’kan

5. tidak mudah dipengaruh oleh hingar (noise)6. boleh difabrikkan ke cip IC

Kekurangan Teknologi Digital1. Dunia sebenar adalah analog

Kaedah am: pemprosesan maklumat analog ----digital

1. Tukar masukkan analog yang sebenar ke bentuk digital2. Proses sebagai maklumat digital

3. tukar semula maklumat digital yang telah diproses ke bentuk analog

unit masukkan/input

Data memasuki unit input melalui keyboard atau disc

Unit memori / ingatan

Menyimpan arahan daripada input

Unit kawalan

Mengambil arahan daripada unit ingatan satu per satu dan mengimpretasikannya

Unit arithmatic/ logicMenjalankan pengiraan arith metic dan membuat keputusan logikal

Unit output / keluaranAmbil data daripada unit memori dan pamerkannya.

Page 29: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 29/46

Contoh

Suhu T

Control processing unitControl + arithmetic unit

Perwakilan nombor (numerical represantation)Analog--- Nilai yang berubah secara berterusan

Eg speedometer kereta

Voltan keluaran satu mikrofon

Digital--- Berubah dalam jeda diskrit

Analog BerterusanDigital Diskrit (langkah demi langkah)

Contoh

Nyatakan samada ianya analog atau diskrit

Suis IO-posisi ( )

Arus yang keluar daripada suatu peranti elektronik ( )Speedometer kenderaan ( )

Alat

menyukat

Penukar analog

ke Digital

Pemprosesan

digital

Penukar Digital

ke analog

Unit kawalan

TSuhu

(analog)

analog

Digital

analog

Page 30: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 30/46

3845 10

SISTEM NOMBOR DIGITAL

Terdapat beberapa jenis sistem nombor digital yang digunakan kini. Yang paling Lazim

adalah:

a) perpuluhan (decimal) asas 10b) perduaan (binary) asas 2

c) perlapan (octal) asas 8

d) perenambelas (hexadecimal) asas 16

Sistem sepuluh

Diwakili oleh 10 angka atau nombor0, 1,2 ,3,4, 5, 6, 7, 8, 9

Sistem binari

Diwakli oleh dua nombor

0,1

Sistem perlapanDiwakili oleh lapan nombor

0,1,2,3,4,5,6,7

Jenis nombor digit boleh dikenalpasti dengan melihat subscript pada hujung nombor

Contoh:

Tentukan asas sistem digit bagi contoh-contoh dibawah

a) 56.428

b) 1000102

c) 9012310

d) 101001110

jawapana) asas 8, b) asas 2, c) asas 10, d) asas 10

Penghantaran data

Data dapat dihantar dengan dua cara, selari dan sesiri.

Page 31: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 31/46

Bagi selari, banyak rangkaian yang perlu

dibuat.

Bagi Set sesiri pula, data dihantar secara peringkat-peringkat dan bergantung dengan

masa

Cara- cara penukaran nombor binari kepada persepuluhan

1 1 0 1 1 2 binary

= 16 + 8 + 4 + 2 + 1

= 3110

Cara- cara penukaran nombor persepuluhan kepada binari

0

1 1

0

1

T0 T1 T2 T3 T4

t

A4

A3

A2

A1

A0

B4

B3

B2

B1

B0

Page 32: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 32/46

76/8 = 67 + R1

9/8 = 33 + R1

1/8 = 16 + R1

1 0 0 8

135/2 = 67 + R1

67/2 = 33 + R1

33/2 = 16 + R1

16/2 = 8 + R0

8/2 = 4 + R0

4/2 = 2 + R0

2/2 = 2 + R0

1/2 = 0 + R1

1 0 0 0 0 1 1 1 2

Page 33: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 33/46

Get Logic

Penggunaan Kod Binari

Signal logic dan get

Dibawah disenaraikan keadaan fizikal yang diwakili oleh bit pada teknologi logik komputer dan memori

Logik 0 Logik 1

Palsu Benar

Tutup Buka

Rendah Tinggi

Tidak Betul

Suis

terbuka

Suis

Tertutup

Boolean algebra ialah kaedah untuk meluahkan hubungan antara input dan output satulitar logik. Nilai- nilai output adalah bergantung sepenuhnya kepada nilai masukan.Terdapat 3 asas operasi: ATAU, DAN, TAK

Satu jadual kebenaranialah satu kaedah untuk menjelaskan bagaimana output satu litarlogik bergantung thap logik pada nilai masukan.

A B X

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Contoh satu jadual kebenaran bagi get ATAU

GET-GET

Get ATAU

A B X = A+B

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Input output

B

AC

Page 34: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 34/46

Jadual kebenaran yang ditunjukkan di atas menunjukkan hasil output,x apabila dua logik

input digabungkan dengan fungsi get ATAU. Seperti mana yang ditunjukkan di jadualyang sebelah, kita dapati bahawa nilai output 1 terhasil bagi setiap kombinasi 2 input

kecuali apabila kedua-dua data input adalah 0.

Simbol operasi boolean

X =A + B

DAN

Simbol satu get DAN yang mempunyai 2 input adalah sepertimana terdapat dalam rajah

dibawah

Nilai hanya diperolehi jika dan hanya jika kedua-dua inputnya adalah 1Simbol Boolean yang digunakan adalah X = A.B

GET TAKGet ini juga dikeanali sebagai get sonsang kerana ia menyonsangkan nilai input

sepertimana terdapat di dalam jadual kebenaran dibawah

A B X = A.B

0 0 00 1 0

1 0 0

1 1 1

A X

0 1

1 0

X

B

A

XA

X

B

A

Page 35: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 35/46

GET-Get gabungan lain

TAK- ATAU

A B A+B A+B0 0 0 1

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 1 0

Rupabentuk get TAK ATAUadalah hampir serupa dengan

ATAU cuma terdapat satu bulatan

kecil dihujung get yang

menunjukkan simbol sonsang.

Simbol operasi booleannya adalah

A+B

TAK- DAN

Rupabentuk get TAK ATAU adalah

hampir serupa dengan ATAU cuma

terdapat satu bulatan kecil dihujungget yang menunjukkan simbol

sonsang.

Simbol operasi booleannya adalah A.B

A B A.B A.B

0 0 0 1

0 1 0 1

1 0 0 11 1 1 0

B

A

B

A

atau Tak-atau

dan Tak-dan

B

A

B

A

Page 36: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 36/46

Teorm-teoren boolean

x . 0 = 0

x . 1 = 0

x . x = x

x . x = 0

X + 0 = X

X + 1 = 1

X + X = X

X + X = 1

0

0

x

0

1

x

x

x

0

x

1

x 1

0

x x

x x

x 1

Page 37: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 37/46

Teori-teori kepelbagaian pembolehubah

Teori di bawah boleh dirujuk apabila terdapat lebih daripada satu variable:

x + y = y + xx . y = y . x

x +( y + z )= ( x + y ) + z = x + y + z

x ( yz) = (xy) z = xyzx ( y + z) = xy + xz

(w + x) (y+ z) = wy + xy + wz + xz

x + xy = xx + x y = x + y

Contoh

Permudahkan z = (A + B)(A + B)

Jawapanz = A.A + A.B + A.B + B.B

A.A = 0 , B.B = B

z = 0 + A.B + A.B + B

z = B ( A + A + 1)

z = B (0 + 1)

z = B

Teori Demorgan

(x +y) = x . y

x . y = x + y

Teori Demorgan menyatakan bahawa hasil tambah perbezaan dalam dua

operasi ATAU disonsangkan adalah sama dengan menyonsangkan

pembolehubah tersebut secara berasingan dan kemudiannya digunakanoperasi DAN kepada pembolehubah yang telah disonsangkan.

Page 38: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 38/46

Teori Demorgan menyatakan bahawa hasil darab perbezaan dalam dua operasi

DAN disonsangkan adalah sama dengan menyonsangkan pembolehubahtersebut secara berasingan dan kemudiannya digunakan operasi ATAU kepada

pembolehubah yang telah disonsangkan.

Contoh Penggunaan get dalam cip

Page 39: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 39/46

Asas Elektronik

Jika kamu melihat bateri,pastinya terdapat dua arah yang berlainan.Satu dipanggil

positif(+) dan satu lagi negatif.Jika disambungkan secara terus kedua-dua bahagianini,arus akan bergerak melalui wayar tersebut.Arus terjadi melalui pergerakan electron

sepertimana air melalui hos.Jkia diganti denagn beberapa alat elektronik,arus masih

wujud,tetapi sesuatu yang berfaedah wujud.Sebagai contoh,jika diganti dengan radio

pada wayar yang disambung,kita boleh mendengar siaran lagu. Kebanyakan dari ilmuelektronok menjurus kepada bagaimana menggunakan arus elektrik secara

efisien.Sekiranya diketahui bagaimana komponen elektronik bertindak keatas aruselektrik, maka dapatlah diselesaikan masalah-masalah dalam litar.

Apakah litar?Litar ialah laluan dimana arus mengalir daripada satu bahagian bateri ke

satu kutub yang lain.Sesebuah litar mungkin seringkas satu wayar yang disambungkepada bateri sahaja,atau sekompleks sebuah komputer. Tetapi secara prinsipnya,hanya

perlu membenarkan arus bergerak kearah mana ia perlu.

Litar biasanya digambarkan dalam bentuk gambar,dipanggil `schematic

drawing`(lukisan skema). Ia adalah perkara termudah untuk menggambarkan sesuatu

litar,dan memastikan orang lain memahami dan menggunakan litar tersebut. Dibawah ini

adalah simbol-simbol yang sering digunakan.

Page 40: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 40/46

Bateri

Terdapat pelbagai jenis bateri.Tetapi simbolnya tetap samadalam lukisan skema.Ada dua hujung pada bateri.Bahagian

atas lebih panjang dari bahagian bawah.Yang panjang ialah

positif (+). Yang pendek pula menandakan negative (-).

Resistor(perintang)

Perintang ialah komponen yang menghalang pengaliran arusseperti biasa.Kerintangan diukur dalam Ohms.Lebih tingginilai Ohms,lebih tinggi kerintangannya.wujud rintangan

dalam.1 ohm ke 10 megaohms

Switch(suis)

Suis ialah komponen untuk meberhentikan arus secarakeseluruhan.Contohnya alat yang memisahkan 2 kepingan

logam.Apabila 2 logam itu tak bersentuhan,arus elektrik

tidak akn mengalir.Apabila ia bersentuhan,maka ia

dipanggil litar tertutup.Bila tidak bersentuh pula dipanggillitar terbuka. (closed = ON, open = OFF)

Diode(diod)

Diod adalah komponen yang menarik.Ia adalah semi-konduktor.Diod ialah bahan paling asas dalam

semikonduktor.Ia hanay membenarkan arus bergerak dalam

satu arah sahaja.Dalam bentuk symbol,ditunjukkan arahmengikut anak panah. Bahagian positif dipanggil anod dan

negative dipanggil katod.Arus mengalir dari nanod ke

katod.

LED

LED bermaksud Diod pemancar cahaya.LED ialah diod

yang ada unsure yang unik,iaitu menyala bila arus mengalir

melaluinya.Komponen ini amat berguna.Bahkan,ia hanyamemerlukan sedikit kuasa.Anod dan Katod serupa dengan

diod yang biasa..Untuk mengetahui ia adalah LED atautidak ialah dengan melihat anah panah kecil yang mengarah

keluar darinya.Ia menunjukkan tenaga cahaya sedangdipancarkan

Terdapat beratus-ratus komponen lagi jika ingin ditunjukkan disini.Tetapi sebagai asasyang perlu,maka 5 komponen diatas adalah satu permulaan yang baik.Mari kita lihat dantafsirkan apa yang boleh digambarkan dealam gambarah skema dan menafsirkannya.

Page 41: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 41/46

Seperti yang dapat dilihat,ada simbol bagi setiap komponen.dan setiap satu dilabel nama

mereka.Nilai juga amat dipentingkan disini.Contohnya,bateri mempunyai nilai 6

volts,dan perintang pula 330 ohms. LED juga dilabel L1 turut mempunyai nilai, iaituMERAH..

Garisan-garisan dalam lukisan diatas menggambarkan wayar-wayar yang terlibat. Olehitu,perlu disambungkan wayar pada terminal positif bateri dan pada salah satu terminal

pada suis.Kemudian sambungkan pada perintang pada terminal suis yang lain.Bahagian

perintang yang lain pula disambungkan dengan bahagian anod pada diod dan bahagiankatod pada diod disanbungkan pada bahagian negatif pada bateri.

Maka,anda tentu tertanya,apa yang mampu dibuat oleh litar diatas? Secara amnya,biladibina litar tersebut dengan sempurna,dengan menutup suis SW1 boleh menyebabkan

arus mula mengalir.Kemudian ia mengalir melalui perintang R1,mengurangkan arus yang

mengalir.Kemudian,arus elektrik melalui pula Diod Pemancar Cahaya,L1 menyebabkan

ia mula menyala.Membuka suis pula menyebabkan perkara sebaliknya berlaku dan

menyebabkan arus berhenti.

Volt,Arus dan kerintangan

Ada beberapa konsep yang menarik boleh dipelajari di sini.Elektrik mengalir seperti air

mengalir.Cuba bayangkan satu tangki berisi air diatas meja.Dan satu paip disambungkanpada bahagian bawah tangki tersebut.Ini adalah sama seperti wayar dan bateri.Bateri

adalah alat yang penuh dengan elektron,dan wayar adalah satu bentuk perhubungan yang

membenarkan elektron mengalir melaluinya.

Air didalma tangki akan menghasilkan sedikit tekanan didalam hos. Sebanyak mana

tekanan dihasilkan bergantung kepada saiz tangki.Tekanan air adalah dikira dalam unitPascal.Keelektrikan juga berfungsi seperti tangki air itu,sebuah bateri menghasilkan

`tekanan elektrik`,dan dikira dalam unit Volt.

Sekiranya hujung hos membenarkan air keluar melaluinya,maka wujudlah pengaliran

didalamnya.Andaikan ia mengalir ke tanah,dimana air perlu bergerak disebabkan

Page 42: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 42/46

graviti.Maka,ia dikira dalam gelen per minit.Dalam kes arus elektrik,jika wayar

disambungkan antara punca positif dan negatif pada bateri,maka elektron mulamengalir.Ia dipanggil `Arus Elektrik`,dan didasarkan pada unit Ampere,atau Amps.

Berdasarkan kes aliran air,jumlah isipadu yang bergerak bergantung pada saiz hos.Hos

yang sempit hanya membenarkan jumlah air yang sedikit kerana laluan yang tidak mencukupi untuk air bergerak.Keelektrikan juga berdasarkan prinsip yang sama,ia

dipanggil rintangan.Hampir semua konduktor elektrik mempunyai rintangan,walaupunsebuah wayar tunggal.Lebih rendah kadar rintangan lebih tinggi arus yang mengalir.

Dalam pergerakan air,yang menentukan kadar alirannya adalah tekanan air dan diameterpaip tersebut.Jika tekanan ditinggikan,maka banyaklah air yang melaluinya.Kes ini sama

jika kita besarkan diameter paip yang digunakan.

Dalam elektrik,kadar arus mengalir bergantung pada rintangan dan voltannya(seperti kes

saiz paip dan tekanan air).Jumlah arus yang mengalir dira berdasarkan Hukum

Ohms.Dimana VOLTAN=ARUS*RINTANGAN.Dengan menggunakan kaedahalgebra,maka boleh diselesaikan untuk mendapatkan mana-mana nilai sekiranya dua nilai

diketahui.Dan,mengubah mana-mana nilai boleh mengubah seluruh keadaan aliran arus

elektrik.

Wayar yang normal mempunyai rintangan yang rendah,iaitu lebih kurang dalam 0.01Ohms sahaja.Jika digunakan bateri 6 Volt,dan disambungkan wayar ke terminal-terminalnya,Jumlah arus yang mengalir ialah dengan menggunakan teori

ARUS=VOLTAN/RINTANGAN,maka dapatlah disimpulkan bahawa arus=6/0.01,iaitu

bersamaan dengan 600 Amps.Diketahui bahawa bateri hanya mampu bertahan untuk 2

hingga 3 amps sahaja.Ini menyebabkan bateri cepat `kering`,dimana ia tidaklah sesuatu

yang menarik.Samalah juga jika menggunakan paip yang berdiameter besar,maka tangkiakan cepat kehabisan air.

Wujud juga keadaan bahaya dimana bila elektron mengalir melalui wayar

tersebut,elektron akan mengalami geseran dan wayar akan cepat menjadi panas.Sekiranya

banyak eletron mengalir melalui wayar,maka wayar akan menjadi terlalu panas,malahmungin akan menjadi cair.Boleh dilihat pada lampu yang normal,ia berfungsi dengan

membenarkan arus yang besar mengalir melalui wayar yang halus.Wayar itu akan

memanas dan seperti akan terbakar.Tetapi,keadan vakum dalam lampu itu menyebabkanwayar itu tidak boleh terbakar,dan kekal panas.Dalam keadaan tanpa kawalan,amak ia

dipanggil Litar pintas.Mungkin kta pernah terdengar kerosakan pada alat-alat elektronik

disebabkan kejadian ini.Ia bukanlah sesuatu yang baik.

Berdasarkan maklumat-maklumat diatas,mari kita lihat litar kita yang pertama tadi.Kali

ini kita fokuskan pada rintangan.

Page 43: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 43/46

Circuit #1

Bila suis ditutup,arus mula mengalir.Sis juga mempunyai rintangan,tetapi mat kecil dan

tidak dikira dalam perhitungan.Arus kemudiannya mengalir melalui perintang.Perintang

itu akan mengurangkan jumlah arus elektrik yang mengalir.Dalam contoh diatas,hanya

satu alat yang mengandungi rintangan yang jelas,maka jumlah rintangan ialah 330Ohms.Kemudian arus mengalir melalui LED,yang tiada rintangan kemudian terus ke

terminal negatif bateri.Berdasarkan Hukum Ohms,jumlah arus yang mengalir ialah:

Arus = 6 volts / 330 ohms

Arus = .018 amps

Rintangan yang wujud ini penting dalam litar ini.Pertama,ia memastikan kita tidak melakukan litar pintas seperti yang telah dibincangkan.Kedua,LED tidak boleh alirkan

banyak arus kerana wayar dalmnya agak halus dan mungkin terbakar jika arus melebihi

30 mA.Kaedah perintang ini sering dijumpai dalam robot dan alat-alat digital.Bagiperintang yang disambung sesiri seperti didalm litar 2,kiata hanya perlu menambahkan 2

nilai tersebut untuk menentukan jumlah rintangan.

Circuit #2

Page 44: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 44/46

Sebagai contoh,dalam litar #2,ditambahkan lagi satu perintang tambahan.Maka jumlah

rintangan terhasil ialah 660 Ohms.

Arus = 6 volts / 660 ohms

Arus = 0 .009 amps

Maka litar tersebut hanya mempunyai 9 mA arus. Ini bermakna LED tidak menyala

dengan terang.Tetapi,bateri tidak cepat habis.Secara teorinya,bateri akan kekal lebih

lama,2 kali ganda.

Kesimpulan

1. Voltan,Arus dan Rintanagn adalah saling berkait dalam litar elektronik.Jikadiketahui 2 nilai,maka nilai ketiga dapat

2. Perintang adalah komponen penting dalam menghadkan aliran arus.

3. Jangan sesekali melitar pintas bateri atau litar.Pastikan ada perintang.4. LED perlukan perintang pengehad arus..

5. Tiada arus dalam suis..

6. Perintang dalam keadaan bersiri boleh ditambah kedua-duanya.

Pop Quiz #1

Menggunakan apa yang telah dipelajari,cuba selesaikan masalah-masalah berikut:

1. Berapakah arus yang mengalir melalui liatar tersebut?

2. LED dalam litar,L3 hanaya mampu menampung arus 25 mA sahaja.Apakah rintangan

terendah bagi mengelakkan LED tersebut terbakar?

3. Litar berikut mempunyai 2 perintang dan satu LED.Berapakah arus yang mengalirmelalui LED L4?

Page 45: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 45/46

4. Jika LED mampu menampung 25 mA,adakah litar ini selamat?

Jawapan Pop Quiz 1

Semuanya bergantung pada hukum Ohms bagi jawapannya.Ingat,

Voltan = Arus* Rintangan

Arus = Voltan/Rintangan

Rintangan = Voltan/Arus

Soalan 1:

Rintangan = 270, Voltan = 10,oleh itu

arus = Voltan / Rintangan

arus = 10 volts / 270 ohms

arus = .037 or 37mA

Soalan 2:

Disini,diketahui arus 25 mA,atau 0.025,dan voltannya ialah 10.Maka diselesaikan untuk

Rintangan:.

Rintangan = Voltan/arus

Rintangan = 10 volts / .025 A

Page 46: Technology Elektrik Final

7/12/2019 Technology Elektrik Final

http://slidepdf.com/reader/full/technology-elektrik-final 46/46

Rintangan = 400 ohms

Ini bermakna litar perlu menggunakan perintang 400 ohm bagi memastikan LED tidak

terbakar.

Soalan 3:

Perintang bersiri ditambah secara terus untuk mendapatkan jumlah rintangan keseluruhan

dalam litar.

Arus = Voltan / Rintangan

Arus = 6 volts / ( 270 ohms + 100 ohms)

Arus = 6 volts / 370 ohms

Arus = 0.016 atau 16mA

Soalan 4:

16mA adalah kurang daripada 25mA.LED hanya terbakar jika melebihi 25 mA,tetapi

kita tidak.Maka ia adalah rintangan yang selamat.

Rujukan :

Bartkiw, Walter L.

Teknologi sistem elektrik / Walter L. Bartkiw. Kenny T. Sookhoo; pentejemah

Liza Abd. Latif, Morina Abdullah dan Norlela Tahir.

Fitzgerald A. E.

Electric Machinery / A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley, Jr.

McGraw-Hill Book Company, INC

Hughes, Edward

, 1888. Teknology Elektrik,Cetakan Kedua, Kuala Lumpur.

Syed Idris Syed Hassan

Teknology Elektrik: analisis Litar Kuala Lumpur Utusan Publications 1999