unit 10 nota sahaja

PRINSIP ELEKTRIK STE 1122/UNIT 10/1

NAM/KKJU/2012

OBJEKTIF AM :

Mengaplikasi hukum ohm untuk mencari arus dan

voltan dan kuasa dalam litar sesiri.

OBJEKTIF KHUSUS :

Di akhir unit ini pelajar akan dapat :-

Mengira jumlah rintangan dalam litar

sesiri.

Mentakrifkan Hukum Ohm.

Menggunakan hukum ohm untuk mencari

arus dan voltan.

Membuat pengiraan kuasa di dalam

litar sesiri.

Membuat penyambungan meter ampere

dan meter volt dalam litar sesiri.


NAM/KKJU/2012

10.0 PENGENALAN

Bab ini terbahagi kepada 3 bahagian iaitu litar sesiri, litar selari dan

litar sesiri-selari yang menggunakan Hukum Ohm dan Hukum

Kirchoff.

Hukum Ohm ialah hukum yang paling asas dan penting dalam teori

elektrik. Dengan menggunakan Hukum Ohm, kita dapat menentukan

nilai rintangan, arus voltan dan kuasa dalam sesuatu litar AT.

Manakala Hukum Kirchoff pula merupakan satu daripada kaedah yang

digunakan untuk menghitung kuantiti elektrik. Arus dan voltan dapat

ditentukan daripada persamaan yang diterbitkan.

10.1 CIRI-CIRI DALAM LITAR SESIRI

Dalam litar sesiri, nilai rintangan, arus, voltan dan kuasa mempunyai ciri-

ciri tertentu bagi membezakannya dengan litar selari.

Rajah 10.1 Litar sesiri

R1

R2

V1

V2

R3

VJ

V3

IJ

I1

I2

I3


NAM/KKJU/2012

10.1.1 Ciri-ciri rintangan dalam litar sesiri

Merujuk kepada Rajah 10.1, jumlah rintangan adalah hasil tambah

bagi semua perintang yang terdapat di dalam litar tersebut.

Oleh yang demikian :

10.1.2 Ciri-ciri voltan dalam litar sesiri

Merujuk kepada Rajah 10.1, nilai beza upaya, V merentasi setiap

perintang bergantung kepada rintangan masing-masing.

VJ = bezaupaya dalam litar

V1 = bezaupaya yang merintangi R1




10.1.3 Ciri-ciri arus dalam litar sesiri

Merujuk kepada Rajah 10.1, litar sesiri mempunyai satu laluan arus

sahaja dan nilai arus yang mengalir melalui semua perintang dalam

litar adalah sama,

IJ = arus yang mengalir dari punca voltan

I1 = arus yang mengalir melalui R1




VJ = V1 + V2 + V3 + .....

RJ = R1 + R2 + R3 + .....


NAM/KKJU/2012

Contoh 10-1 :

Rajah 10.2

Cari jumlah rintangan, RJ bagi rajah 10.2 .

Penyelesaian :

RJ = R1 + R2 + R3

= 10 + 10 + 10

= 30

10.2 HUKUM OHM

Satu ohm ditakrifkan sebagai rintangan yang membenarkan satu

ampere arus (1 A) untuk mengalir bila voltan satu volt (1 V)

dibekalkan merentanginya.

Hubungan ini dirumuskan oleh seorang ahli sains bernama George

Simon Ohm dan dinamakan Hukum Ohm.

Hukum Ohm menyatakan bahawa pengaliran arus di dalam sesuatu

litar elektrik adalah berkadar terus dengan voltan tetapi berkadar

songsang dengan rintangan.

R1

10Ω

R3

10 Ω

R2

10 Ωvoltan

Arus (A)

Voltan (V)

IJ = I1 = I2 = I3


NAM/KKJU/2012

Rajah 10.3 Graf arus berkadar terus dengan voltan

Untuk memudahkan kita mengingat formula Hukum Ohm ini, cuba fahami

gambarajah dibawah.

Jadual 10.2 Unit dan Simbol Kuantiti Elektrik

Kuantiti Elektrik Unit Simbol

Arus Ampere A

Voltan Volt V

Rintangan Ohm

Arus berkadar terus dengan voltan

Arus berkadar songsang dengan rintangan

I V

I 1/R

Rintangan tetap, Arus meningkat jika voltan meningkat

Arus menurun jika voltan menurun

Voltan tetap, Arus meningkat jika rintangan menurun

Arus menurun jika rintangan meningkat

Kalau hendak mencari arus, tutup bahagian I untuk

mendapatkan I = V

R

Hukum Ohm

V = I x R

Kalau hendak mencari rintangan, tutup bahagian R untuk

mendapatkan R = V

I

Kalau hendak mencari voltan, tutup bahagian V untuk

mendapatkan V = I x R


NAM/KKJU/2012

Contoh 10-2 :

Kirakan voltan yang diperlukan untuk mengalirkan arus sebanyak 3 A

melalui rintangan 10 .

Penyelesaian:

V = IR

= 3 x 10

= 30 V

Contoh 10-3 :

Kirakan rintangan yang diperlukan untuk mengalirkan arus 15mA dari

bekalan

voltan 50V.

Penyelesaian:

R = V/I

= 50/(15 x 10-3)

= 3333.333 ohm

= 3.333 k

Contoh 10-4 :

Kirakan arus yang mengalir sekiranya diberi rintangan adalah 6 dan

voltan

bateri adalah 12 V.

Penyelesaian:

I = V/R

= 12/6

= 2 A


NAM/KKJU/2012

Contoh 10-5 :

Rajah 10.3

Daripada rajah 10.3. Tentukan

i) Jumlah rintangan, RJ

ii) Arus, I yang mengalir dalam litar

iii) Voltan yang wujud di perintang R1 dan R2

Penyelesaian :

i. RJ = R1 + R2

= 20 + 30

= 50

iii. V1 = I x R1

= 0.1 x 20

= 2 V

R1

20Ω

R2

30 Ω5 V

V2 = I x R2

= 0.1 x 30

= 3 V

ii. I = V / RJ

= 5 / 50

= 0.1 A


NAM/KKJU/2012

10.3 KUASA DALAM LITAR SESIRI

Tenaga haba merupakan kuasa yang terlesap pada perintang dan diberi

simbol P.

Nilai kuasa, P yang dilesapkan oleh sesuatu perintang bergantung

kepada nilai rintangan masing-masing. Diukur dalam unit Watt (W).

Rumus kuasa ialah

Rajah 10.8 menunjukkan litar yang mengandungi 3 perintang sesiri.

Rajah 10.8 Litar sesiri

Merujuk Rajah 10.8 di atas :

P1 = V1 x I

P2 = V2 x I

P3 = V3 x I

P = V x I

atau

P = I2 x R

atau

P = V2/R

R1

V1 R

3

V3

R2

V2

E

P1

P2

P3

I


NAM/KKJU/2012

Di mana P1 adalah kuasa yang terlesap pada perintang R1



Oleh itu jumlah kuasa yang terlesap dalam litar di atas ialah :

Di mana PJ adalah jumlah kuasa yang terlesap pada litar

Di mana VJ adalah jumlah voltan yang merintangi perintang

Di mana IJ adalah arus yang mengalir dalam litar

Jumlah kuasa tersebut boleh juga ditulis sebagai :

Contoh 10-6 :

Rajah 10.9

Berdasarkan rajah 10.9 , tentukan

i. Dapatkan kuasa oleh setiap perintang

ii. Jumlah kuasa yang digunakan oleh litar lengkap

Penyelesaian :

i. P1 = V12/R1

= (20)2/5

= 400/5

= 80 W

R1=5Ω

R3=60Ω

R2=10Ω

120V

V1=20V V

2=40V

V3=60V

P2 = V22/R2

= (40)2/10

= 1600/10

= 160 W

P3 = V32/R3

= (60)2/60

= 3600/60

= 60 W

PJ = VJ x IJ

PJ = P1 + P2 + P3 + …..


NAM/KKJU/2012

ii. PJ = P1 + P2 + P3

= 80 W + 160 W + 60 W

= 300 W

10.4 MENYAMBUNG DAN MEMBACA METER AMPERE DAN

METER VOLT DALAM LITAR SIRI

Kualiti arus dalam voltan boleh di ketahui nilainya dengan cara

menggunakan meter ampere untuk mengukur arus dan meter volt untuk

mengukur voltan.

Kaedah menggunakan meter volt untuk mengukur voltan dalam litar

sesiri adalah seperti berikut :

Rajah 10.10 Mengukur voltan menggunakan meter volt

Meter volt mestilah sentiasa disambung selari dengan perintang yang

hendak diukur voltan yang merintanginya.

V

V

V


NAM/KKJU/2012

Kaedah menggunakan meter ampere untuk mengukur arus dalam litar

sesiri adalah seperti berikut :

Rajah 10.11 Mengukur arus menggunakan meter ampere

Meter ampere mestilah sentiasa disambungkan sesiri dengan perintang

dan menunjukkan bacaan yang sama.

A A

A


NAM/KKJU/2012

Rumus Litar Siri

RJ = R1 + R2 + R3 +.......

IJ = I1 = I2 = I3 = .......

VJ = V1 + V2 + .......

Di mana

V1 = I x R1

V2 = I x R2

Nilai arus yang mengalir

melalui semua perintang

dalam litar adalah sama

Nilai beza upaya, V

merentasi setiap

perintang bergantung

kepada rintangan masing-

masing.


NAM/KKJU/2012

Rumus Kuasa

P = V x I

P = I2 x R

P = V2/R

PJ = VJ x IJ

PJ = P1 + P2 + P3 + …..

TAKRIF Rintangan yang membenarkan

satu ampere arus (1 A) untuk

mengalir bila voltan satu volt (1 V)

dibekalkan merentanginya.

Volt

(V)

Ohm

(Ω)

Ampere

(A)

KUASA

Nilai kuasa, P yang

dilesapkan oleh sesuatu

perintang bergantung

kepada nilai rintangan

masing-masing.

Diukur dalam unit Watt

(W).

unit 10 nota sahaja

Documents