b1004 sains juruteknik unit3

SAINS JURUTEKNIK B1004 / 3 / 1

OBJEKTIF AM :

1. Memahami istilah jarak dan sesaran 2. Memahami istilah halaju dan laju3. Memahami istilah pecutan 4. Memahami istilah rintangan

OBJEKTIF KHUSUS :

Diakhir unit ini anda akan dapat :

1. Membezakan antara jarak dan sesaran2. Membezakan antara halaju dan laju3. Menerangkan makna pecutan4. Menerangkan istilah rintangan 5. Membezakan antara rintangan dalam mekanikal dengan rintangan

dalam elektrikal

IDEA UTAMA

1. Halaju, pecutan dan nyahpecutan merupakan kuantiti fizik yang boleh mengkaji gerakan garislurus sesuatu jasad

2. Rintangan bertentangan arah pergerakkan sesuatu jasad3. Rintangan berlaku dalam semua empat sistem tenaga4. Rintangan menghasilkan kedua – dua kesan baik dan buruk5. Kerja yang dilakukan untuk mengatasi rintangan akan ditukar menjadi

tenaga haba

UNIT 3

KADAR DAN RINTANGAN


SUB UNIT 3A

KADAR DAN RINTANGAN DALAM SISTEM MEKANIKAL

3A.0 PENGENALAN

Dalam bab ini anda akan pelajari dua istilah iaitu kadar dan rintangan. Cuba fahami betul- betul kuantiti fizik dalam istilah kadar itu.

3A.1 APAKAH JARAK

Sebelum mempelajari apa itu kadar, anda mestilah memahami jarak terlebih dahulu.

Terdapat dua istilah yang perlu anda fahami iaitu jarak dan sesaran.

Katakan anda berjalan sejauh 500 meter dari satu tempat ke tempat yang lain, jadi jarak yang anda telah lalui ialah 500 meter. Tetapi tidak diketahui ke mana arah anda berjalan tadi.

Sekiranya anda berjalan tadi sejauh 500 meter ke arah timur, maka anda telah berjalan 500 meter ke timur. Jadi ini dipanggil sesaran bukan lagi jarak (lihat gambarajah 3A.1).

Gambarajah 3A.1 Perbezaan antara jarak dan sesaran (CORD –2 nd

Ed.Jun 93 )

Jadi jarak ialah jumlah panjang lintasan yang dilalui oleh sesuatu jasad. Jarak mempunyai magnitud sahaja dan merupakan kuantiti skalar.

Manakala sesaran ialah jarak yang dilalui pada suatu arah yang tertentu. Sesaran mempunyai magnitud dan arah. Sesaran merupakan kuantiti vektor.

3A.2 APAKAH HALAJU

Terdapat dua perkataan yang

INPUT


memberikan makna yang hampir sama iaitu halaju dan laju.

Katakan anda menunggang motorsikal sejauh 100 meter dalam masa 5 saat, maka kadar pergerakkan motorsikal anda itu ialah 100 meter/ 5 saat iaitu 20 meter/saat (m/s). Jadi kadar ini dipanggil laju motor.

Laju ditakrifkan sebagai kadar jarak yang dilalui atau secara persamaannya boleh ditulis sebagai

Laju = jarak yang dilalui masa yang diambil

Bagaimana pula dengan persamaan ini

Laju purata = jumlah jarak yang dilalui Jumlah masa yang di ambil

Sekiranya anda menunggang motorsikal dalam keadaan laju seragam maka persamaan laju purata boleh digunakan. Tetapi agak sukar motorsikal anda ditunggangi dengan

laju seragam, namun demikian walaupun laju motorsikal anda tidak seragam namun anda boleh menggunakan persamaan laju purata bagi mencari kadar jarak yang dilalui.

Anda telah mengetahui makna laju seperti yang diterangkan sebelum ini. Apakah pula yang dikatakan halaju.

Kalau tadi anda menunggang motorsikal sejauh 100 meter dalam masa 5 saat tanpa diberitahu ke mana arahnya, tetapi sekarang anda bergerak sejauh 100 meter ke barat. Jadi pergerakkan anda sekarang mempunyai jarak dan arah. Ini dipanggil halaju.

Halaju ialah jarak yang dilalui per unit masa dalam arah yang tertentu atau kadar perubahan sesaran. Halaju mempunyai magnitud dan arah dan ianya merupakan kuantiti vektor dan boleh ditulis sebagai

Halaju = jarak yang dilalui pada arah yang tertentu____________

masa yang diambil


Unit bagi laju dan halaju ialah meter per saat (ms-1).

3A.3 APAKAH PECUTAN

Halaju motorsikal anda dikatakan berubah jika laju atau arah gerakan atau kedua – duanya berubah. Apabila berlakunya perubahan halaju ini maka anda dikatakan bergerak dengan suatu pecutan.

Jadi pecutan ditakrifkan sebagai kadar perubahan halaju dan boleh ditulis sebagai

Pecutan = perubahan halaju

Masa yang diambil

Atau

Pecutan = halaju akhir – halaju awal masa yang diambil

Pecutan mempunyai magnitud dan arah dan ianya merupakan kuantiti vektor. Unit bagi pecutan ialah meter per saat per saat (ms-

2).

Apabila halaju bertambah secara seragam, maka pecutannya adalah pecutan seragam.

Anda boleh menguji kefahaman anda dengan menjawab soalan – soalan berikut :

AKTIVITI 3.1


1.1 Tuliskan perbezaan diantara jarak dan sesaran

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

1.2 Tuliskan perbezaan di antara laju dan halaju

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

1.3 Jika seorang pensyarah anda bertolak dari Seberang Perai ke Kangar untuk menghadiri satu mesyuarat. Jarak dari Seberang Perai ke Kangar ialah 138 km. Pensyarah tersebut menaiki kereta dan mengambil masa 2 jam untuk sampai ke Kangar. Berapakah laju purata kereta tersebut.

_________________________________________________________________

1.4 Sebuah motorsikal memecut dengan seragam dari keadaan rehat sehingga mencapai halaju 50 ms-1 dalam masa 25 saat. Berapakah pecutan motorsikal itu.

_________________________________________________________________

Anda boleh menyemak jawapan pada MAKLUMBALAS di halaman berikutnya.


1.1 Jarak ialah ialah jumlah panjang lintasan yang dilalui oleh sesuatu jasad

Sesaran ialah jarak yang dilalui pada suatu arah yang tertentu.

1.2 Halaju ialah jarak yang dilalui per unit masa dalam arah yang tertentu atau kadar perubahan sesaranLaju ialah kadar jarak yang dilalui

1.3 Laju purata = jumlah jarak yang dilalui__ = 138 = 69 kmj-1

jumlah masa yang diambil 2

1.4 Pecutan = halaju akhir – halaju awal = 50 – 0 = 2 ms-2 masa yang diambil 25

MAKLUMBALAS ~ AKTIVITI 3.1

Masa (s)

Halaju akhir v

0

u

v – u = at

Pecutan seragam a = kecerunan graf = bernilai positif

t


3A.4 PERSAMAAN GERAKAN

LINEAR DENGAN PECUTAN SERAGAM

Gerakan suatu objek mengikut suatu garis lurus dengan pecutan seragam a, halaju awal u, halaju akhir v dan dalam masa t boleh digambarkan oleh graf halaju – masa seperti pada rajah 3A.2

Dari takrifan pecutan

Pecutan = perubahan halaju Masa yang diambil

= halaju akhir – halaju awal masa yang diambil a = v - u t = kecerunan graf

jika objek mengalami nyahpecutan seragam, nilai a ialah negatif.

apabila t didarabkan dengan a maka

v – u = at

atau v = u + at …………… ……(1)iaitu persamaan gerakan pertama

Dari graf halaju – masa juga, sesaran s adalah diukur dari titik permulaan dan boleh didapatkan dari luas di bawah graf iaitu

s = luas segiempat tepat + luas segitiga = ut + ½(v – u)t = ut + ½vt – ½ut

Halaju awal u

Halaju,v(ms-1)

Masa, t


= ½vt + ½ut = ½(v + u)t …..halaju purata

gantikan v = u + at ke dalam persamaan

= ½ (u + at + u)t = ½ (2u + at)t = ut + ½at2

maka persamaan gerakan kedua ialah

s = ut + ½at2 …………………..(2)

daripada persamaan pecutan a = v - u toleh itu t = v - u

agantikan ke dalam persamaan

s = ½(v + u)t

s = ½(v + u)v - u a

s = (v +u)(v – u) 2a

2as = v2 – u2

atau v2 = u2 +2as

maka persamaan gerakan ketiga ialah

v2 = u2 +2as ………………..(3)

Anda boleh menguji kefahaman anda dengan menjawab soalan – soalan berikut :

1.1 Suatu objek bergerak daripada keadaan rehat dan mencapai halaju akhir 20m/s selama 5 saat. Berapakah :

1.1.1 Pecutan objek ____________________________________________________________________________________________________

__________________

1.1.2 Jarak yang dilalui oleh objek tersebut_____________________________________________________________________

__________________

AKTIVITI 3.2

2 8 12Masa (s)

Halaju (ms-

1)

5

P

Q

R


1.2 Rajah di bawah menunjukkan satu graf halaju – masa bagi satu objek yang bergerak mengikut garis lurus.

1.2.1 Nyatakan maksud garis – garis berikut :

P ________________________________________________

Q ________________________________________________

R ________________________________________________

1.2.2 Berapakah pecutan objek itu dalam 2 saat yang pertama

1.2.3 Cari jumlah sesaran objek itu___________________________________________________________

1.1 1.1.1 4 ms-2

1.1.2 50 m

MAKLUMBALAS ~ AKTIVITI 3.2


1.21.2.1 P = Pecutan seragam

Q = Halaju seragamR = Nyahpecutan

1.2.2 a = 2.5 ms-2

1.2.3 s = 45 m

1. Sebuah kereta proton wira bergerak dari keadaan diam dan sampai ke destinasinya dalam masa 30 minit dengan halaju akhirnya 70 km/J.Berapakah :

a) Pecutan kereta itu dalam m/sb) Jarak yang dilalui oleh kereta tersebut

dalam meter.

2. Seorang lelaki memecut motorsikalnya dengan pecutan seragam 3 ms-2 di mana halajunya ketika itu ialah 8 ms-1. Hitungkan :

a) Halaju selepas 10 saatb) Jarak yang dilaluinya

3. Seorang lelaki berjalan dengan halaju 10 ms-1 dari rumahnya ke sebuah kedai yang mengambil masa 10 minit. Berapakah nyahpecutan lelaki itu berjalan.

4. Sebuah lori yang sedang bergerak dengan halaju 80 ms-1 memperlahankan kenderaannya menyebabkan halajunya mengurang dengan seragam dan berhenti dalam jarak 50 m. Berapakah :

a) awapecutan lori itub) masa yang diambil untuk lori itu

berhenti.

LATIHAN KENDIRI


1. a = 0.011 ms-2

s = 17177.3 m

2. v = 38 ms-1

s = 230 m

3. a = - 0.0167 ms-2

4. a = - 1.6 ms-2

t = 50 saat

3A.5 APAKAH RINTANGAN

Katakan anda berada dalam sebuah bot laju. Apabila halaju ditambah daya injin

MAKLUMBALAS


menyebabkan bot bergerak lebih pantas. Sehingga ke satu tahap di mana mencapai halaju tertinggi bot tidak lagi bergerak lebih pantas dari sebelumnya.

Walaupun injin memaksa supaya bot bergerak lebih pantas namun halaju tidak akan bertambah. Ini disebabkan ada sesuatu yang menahan bot ke belakang iaitu suatu daya. Daya ini berlawanan arah dengan pergerakkan bot. Inilah yang dikatakan rintangan.

Katakan anda berjalan di atas permukaan kasar, berlakunya rintangan. Berlakunya rintangan ini disebabkan oleh daya yang cuba menarik kaki anda ke belakang. Daya ini sentiasa berlawanan arah dengan pergerakkan anda.

Banyak lagi contoh yang boleh dikaitkan dengan rintangan diantaranya ialah pergerakan kereta atau motosikal yang anda naiki. Pergerakannya disebabkan rintangan yang berlaku diantara tayar dan permukaan jalan yang kasar.

Rintangan juga berlaku pada sistem tali sawat injin kereta. Sekiranya tiada rintangan pada sistem tersebut maka sistem yang lain tidak boleh bergerak.

3A.6 RINTANGAN DALAM SISTEM MEKANIKAL DAN ELEKTRIKAL

3A.6.1 Rintangan Dalam Sistem Mekanikal

Terdapat dua bentuk rintangan dalam sistem mekanikal iaitu drag dan geseran. Modul ini hanya membincangkan geseran sahaja.

Gambarajah 3A.3 menunjukkan seorang budak perempuan menolak kotak yang berat di atas permukaan yang kasar. Kemudian gambarajah tersebut dilukis dalam bentuk Gambarajah Badan Bebas (GBB). Perhatikan gambarajah tersebut.

N


Gambarajah 3A.3 Seorang budak sedang menolak kotak.

Rajah 3A.3 (CORD –2 nd

Ed.Jun 93 )

Gambarajah 3A.6.1.2 Gambarajah Badan Bebas yang

menunjukkan daya – daya yang bertindak pada kotak.

Petunjuk :

F ~ Daya tarikan iaitu daya

yang digunakan untuk menolak kotak

Fr ~ Daya geseran

W ~ Berat iaitu daya yang

disebabkan oleh tarikan graviti

N ~ Daya normal iaitu daya

yang cuba menolak permukaan ke atas. Daya ini sentiasa bersudut tepat dengan permukaanW

F Fr

Arah pergerakkan


Apabila permukaan bawah kotak yang berat itu di tarik di atas permukaan yang kasar,ada satu daya yang cuba melawan arah pergerakkan. Daya ini dipanggil daya geseran (Fr).

Geseran berlaku apabila objek bergelungsur bertentangan objek yang lain .

3A.6.2 Rintangan Dalam Sistem Eletrikal

Rintangan dalam sistem eletrikal berlaku bila cas mengalir melalui wayar di mana eletron bergerak masuk ke dalam atom – atom logam dalam wayar. Proses ini memperlahankan elektron – elektron dan memanaskan wayar.

3A.7 GESERAN DALAM SISTEM MEKANIKAL

1. Membezakan antara geseran statik dan kinetik

2. Menerangkan perhubungan antara daya geseran (f), pekali geseran () dan daya normal (N).

3. Menggunakan persamaan f = N dalam penyelesaian masalah

IDEA UTAMA

1. Geseran antara dua permukaan bergantung kepada sifat dua permukaan dan daya normal yang menolak kedua – duanya.

OBJEKTIF


2. Geseran permulaan (statik) selalu lebih besar daripada geseran kinetik

3. Pekali geseran berbeza untuk permukaan yang berbeza

4. Mengurangkan geseran bermakna mengurangkan kerosakan dan haba terbuang.

3A.8 APAKAH YANG MENYEBABKAN GESERAN

Perhatikan pada gambarajah 3A.4 yang dibesarkan di bawah. Tahukan anda sebenarnya kedua – dua permukaan objek yang bergelungsur adalah tidak sama.

Terdapat seperti lembah dan bukit pada kedua – dua permukaan. Kawasan sebenar yang bersentuh adalah sangat sedikit disebabkan tidak banyak kawasan yang boleh disentuh.

Jadi apabila objek digerakkan, lembah dan bukit pada permukaan atas bersentuh antara satu sama lain pada permukaan bawah.

Daya yang dihasilkan ini dipanggil geseran. Sekiranya lebih kasar permukaan maka lebih besar daya geseran.

Gambarajah 3A.4 Permukaan bahagian yang bersentuhan (CORD –2 nd

Ed.Jun 93 )

3A.9 PERBEZAAN ANTARA GESERAN STATIK DAN GESERAN KINETIK

Katakan anda dikehendaki menolak satu kotak yang berat seperti pada gambarajah 3A.5

Gambarajah 3A.5 Geseran statik dan geseran kinetik

INPUT


Rajah 3A.5 ( CORD – US – 2 nd Ed. Jun 93)

Anda cuba menolak kotak tersebut tetapi tidak bergerak. Anda cuba tambahkan kekuatan anda, namun masih lagi tidak bergerak. Sekali lagi anda tambahkan kekuatan tapi kali ini tiba – tiba kotak tersebut bergerak.

Setelah bergerak ianya lebih mudah ditolak daripada sebelumnya. Ini disebabkan lebih daya diperlukan untuk memulakan pergerakkan kotak tersebut.Geseran pada ketika ini dipanggil geseran statik.

Setelah kotak itu mula bergerak maka geseran pada ketika ini

dipanggil geseran kinetik. Geseran statik lebih besar daripada geseran kinetik. Ini disebabkan lebih daya diperlukan untuk menggerakkan kotak tersebut.

3A.10 PEKALI GESERAN

Jumlah geseran diantara dua permukaan bergantung kepada:

1. Sifat permukaan objek yang bergelungsur

2. Daya yang menekan permukaan atau daya normal

Atau

Pekali geseran merupakan pemalar dan simbolnya ialah . Persamaan untuk daya geseran ialah

Pekali geseran ialah nisbah daya geseran kepada daya normal

f = N

Di mana: f = daya geseran = pekali geseran diantara permukaan N = daya normal iaitu bersamaan dengan berat


AMALI 3A.

TAJUK : MENGKAJI PEGERAKAN LINEAR

OBJEKTIF

1. Mengkaji gerakan linear suatu objek yang bergerak

2. Menentukan sesaran, halaju dan pecutan bagi gerakan.

PERALATAN

1. Jangkamasa detik2. Pita detik

berkarbon (2m panjang)

3. Landasan (2m panjang)

4. Bekalan kuasa ( a.u 12V )

5. Troli6. Pita selofan7. Wayar

penyambung8. Blok kayu

CARAKERJA

1. Pasangkan peralatan seperti gambarajah 3A.6

2. Lekatkan pita detik dihujung troli

dengan menggunakan pita selofan dan sambungkan kepada jangkamasa detik yang diletakkan dihujung landasan.

3. Hidupkan jangkamasa detik dan lepaskan troli dengan keadaan menurun landasan secara bebas.

4. Bermula dari titik pertama pita detik yang diperolehi, tanda dan nomborkan setiap 10 detik. Satu detik dikira dari satu titik ke titik yang lain. Lihat rajah 3A.7 di bawah.

Nota : 1 detik atau 1 unit masa mewakili 1/50 saat atau 0.02 saat. (frekuensi yang dibekalkan kepada jangkamasa detik ialah 50 Hz). Maka 10 detik = 10 x 0.02 = 0.2.

5. Potongkan jalur – jalur 10 detik itu (Lihat rajah3A.8


dan kemudian bentukkan satu carta dengan melekatkannya secara berturutan pada sekeping kertas. Lihat rajah3A.9

PENGIRAAN

Kaedah menentukan sesaran, halaju dan pecutan.

Carta yang anda bentukkan itu mewakili satu graf gerakkan halaju berubah dengan masa.

1. Berapakah jalur 10 detik yang diperolehi ____________________

2. Masa yang diambil __________________________

3. Berapakah jumlah sesaran troli __________________________

4. Halaju purata = Jumlah sesaran Masa jalur yang Diperolehi

= _____________

5. Pecutan troli

Halaju awal u = Panjang jalur pita pertama

masa 10 detik

Halaju akhir v = Panjang jalur pita terakhir masa 10 detik

Selang masa yang diambil t = 5 x masa ‘ 10 detik ‘.Menurut takrif pecutan,

a = v – u t

Tentukan pecutan troli itu dan halaju purata troli itu dengan rumus _ V = u + v 2


Rajah 3A.6 Mengkaji gerakan troli menurun landasan ( Fizik – T 4 – Chang See Leong )

1 detik = 1 unit masa

Rajah 3A.11.2 Pita detik( Fizik – T 4 – Chang See Leong )

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

satu jalur 10 detik

Rajah 3A.7 Menanda dan memotong jalur 10 detik. ( Fizik – T 4 – Chang See Leong )

Halaju, v cm/10 detik

1 2 3 4 5 6

Masa/10 detik


halaju akhir v

Rajah 3A.8 Menentukan pecutan daripada carta pita.

x cm

INPUT


SUB UNIT 3B

3B.0 KADAR DAN RINTANGAN DALAM SITEM ELEKTRIK

OBJEKTIF KHUSUS : Selepas melalui topik ini pelajar akan dapat :

1. Menyatakan Hukum Ohm.

2. Mentakrifkan rintangan konduktor.

3. Menyelesaikan masalah mudah mengenai Hukum Ohm.

IDEA UTAMA

1. Rintangan elektrik adalah halangan kepada aliran elektron dalam litar.

2. Rintangan elektrik wujud dalam setiap bahagian litar.

3. Unit rintangan elektrik adalah Ohm.

4. Ohm bersamaan voltan / Ampere

PENGENALAN

Rintangan elektrik adalah halangan kepada aliran arus dalam litar elektrik.

Rintangan elektrik amat penting dalam perkembangan teknologi sekarang ini. Setiap kali kita menghidupkan peralatan elektrik seperti kipas angin, radio, komputar dan sebagainya ia melibatkan rintangan elektrik. Dalam sub unit ini kita akan mempelajari rintangan dalam sistem elektrik.

3B.1 APAKAH RINTANGAN ELEKTRIK.

Perhatikan dalam rajah 3B.1 yang menunjukkan aliran elektron dalam satu wayar.


Rajah 3B.1Perlanggaran elektron dengan atom logam. (CORD –2 nd Ed.Jun 93 )

Elektron ditolak dari punca negatif ke punca positif wayar. Daya elektrik dalam elektron menggerakannya sepanjang wayar. Kadang-kadang elektron ini berlanggar dengan dengan atom dalam dalam wayar dan akan melambatkan pergerakkannya.

Dalam perlanggaran ini sebahagian daripada tenaga elektron dipindahkan kepada atom wayar. Jadi rintangan elektrik adalah hasil daripada proses perlanggaran ini dan tenaga yang diberikan kepada atom wayar itu menjadi tenaga haba.

RUMUS BAGI RINTANGAN ELEKTRIK

Hukum Ohm menyatakan bahawa rintangan elektrik adalah perbezaan voltan ( D V ) dibahagikan dengan kadar aliran dikenali sebagai arus ( I ).

Dimana R = rintangan ( ohm )

D V = perbezaan voltan ( V )

I = arus ( A )

Unit untuk rintangan elektrik

Ohm

simbol

HUKUM OHM

RINTANGAN ELEKTRIK = PERBEZAAN VOLTAN ARUS

ATAU

R = D V

I


W

Contoh 3B.1

Sebuah lampu 100 W mempunyai arus 0.91 A. Bila voltan yang melaluinya 110 V. Kirakan rintangan lampu itu ?

Rajah 3B.1.1 lampu

Penyelesaian :

R = D V I

R = 110 V 0.91 A

R = 120.9 W

1. Rintangan elektrik dalam wayar adalah halangan kepada aliran …………….

2. Rintangan elektrik berlaku bila elektron yang bergerak berlanggar dengan …………….

3. Tuliskan semula rumus untuk Hukum ohm.

4. Rintangan elektrik tidak bergantung kepada

a. bahan wayarb. jisim wayarc. panjang wayard. luas keratan rentas wayar.

AKTIVITI 3B.1


2. Voltan 8 V menyebabkan arus 2 A mengalir melalui satu alat elektrik.Kirakan rintangan alat ini.

-

1. Elektron2. Atom logam3. R = V / I4. b5. 4 ohm

MAKLUMBALAS ~ AKTIVITI 3B.1


3B.2 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RINTANGANDALAM WAYAR.

Terdapat tiga faktor pada wayar tesebut yang mempengaruhi rintangan

Rajah 3B.6 Bahan konduktor (CORD –2 nd

Ed.Jun 93 )

Kerintangan ( resistivity ) konduktor adalah keupayaan bahan itu menghalang pengaliran elektron. Ia bergantung kepada jenis bahan konduktor

PANJANGPANJANG

KERINTANGANKERINTANGAN

LUAS KERATAN RENTAS

LUAS KERATAN RENTAS


itu. Kerintangan adalah tetap untuk sesuatu bahan. Menggunakan simbol r dan dalam unit W cm.

Jadual 3B.1 Nilai Kerintangan

Bergantung kepada saiz wayar dan jenis bahan rintangan konduktor dirumuskan sebagai :

R = r l A

Dimana R = rintangan

( W )

r = kerintangan ( W.cm )

l = panjang ( cm )

A = luas keratan rentas ( cm2 )

Contoh 3B.2

Bahan KerintanganW.cm

Kaca 10 20

Karbon 10 5

Kuprum 1.724

Aluminium 2.824


Diberi wayar kuprum yang panjangnya 100 m dan luas keratan rentasnya 0.01cm 2 . Kirakan rintangan konduktor itu.

100 m

A = 0.01 cm2 .

Penyelesaian :

R = ( W )

r = 1.72 x 10 -6 W.cm )

l = 104 cm

A = 0.01 cm2

R = r l A

= 1.72 x 10 6 x 10 4 0.01

= 1.724 W


3B.4BAGAIMANA MENJUMLAHKAN PERINTANG?

Perintang adalah alatan elektrik yang mempunyai rintangan.Perintang dibuat dari karbon ataupun oksida karbon yang mempunyai nilai rintangan yang tertentu.

Rajah 3B.7 Jenis-jenis perintang (CORD –2 nd Ed.Jun 93 )

YANG DISAMBUNGKAN SECARA SIRIPerintang elektrik yang disambungkan secara siri

bertindak seperti saluran paip yang disambungkan berterusan.Rajah 3B.8 menunjukkan dua perintang ( R1 dan R2 ) disambungkan secara siri kepada bateri.Dalam litar siri hanya satu laluan arus .Ini bermakna arus yang meninggalkan punca negatif bateri akan melalui satu demi satu perintang itu.Kemudian masuk semula kepunca positif bateri.

Jumlah rintangan = R1 + R2


R J = R1 + R2

Dalam litar rajah 3B.3.2

R1 = 8 ohmR2 = 16 ohm

RJ = 8 + 16

= 24 W

Rajah 3B.8 Perintang sambungan siri (CORD –2 nd

Ed.Jun 93 )


PERINTANG DISAMBUNG SECARA SELARI.

Rajah 3B.9 menunjukkan litar dimana dua perintang disambungkan secara selari. Dalam sambungan ini arus mengalir melalui lebih daripada satu jalan.Hasilnya arus lebih besar mengalir dalam litar tersebut dan jumlah rintangan berkurangan.

Rajah 3B.9 sambungan selari (CORD –2 nd

Ed.Jun 93 )


Jumlah rintangan dua perintang selari adalah bersamaan hasil darab rintangan kedua-nya dibahagikan dengan hasil percampuran rintangan keduanya.

R J = R 1 R 2

R 1 + R 2

Dalam litar selari didapati :

Jumlah rintangan adalah lebih kecil daripada rintangan perintang individu.

Jumlah arus melalui litar adalah bersamaan dengan arus yang melalui setiap perintang.

Kejatuhan voltan melalui setiap perintang adalah bersamaan voltan bateri.


Contoh 3B.2

Dalam satu litar perintang 10 ohm dan 40 ohm disambungkan selari dengan bateri 9 V. Kirakan :-

a) jumlah rintanganb) jumlah arusc) voltan melalui setiap perintangd) arus melalui setiap perintang.

Rajah 3B.10 sambungan selari (CORD –2 nd Ed.Jun 93 )


Penyelesaian :

a) Jumlah rintangan

R J = R 1 R 2

R 1 + R 2

= 10 (ohm) 40 (ohm )

10 (ohm) + 40(ohm)

= 400

50

= 8 ohm

b) Jumlah arus

I J = V / R J

= 9 / 8

= 1.125 A

c) Perintang disambung selari, kejatuhan voltan

melalui setiap perintang adalah sama dengan nilai voltan bateri.Oleh itu

V J = V 1 = V 2 = 9 V

d) Arus melalui setiap perintang.

I 1 = V 1 / R 1

= 9 / 10

= 0.9 A

I 2 = V 2 / R 2

= 9 / 40

= 0.225 A

Semak adakah arus dalam litar sama dengan jumlah arus melalui dua perintang.

I 1 + I 2 = 0.9 + 0.225 = 1.125 A


LATIHAN KENDIRI :

1. Arus 0.25 A mengalir melalui perintang 24 ohm. Berapakah kejatuhan voltan melalui perintang itu ?

2. Kirakan jumlah rintangan dalam litar

sambungan siri dibawah.

+

-

S

3. Kirakan jumlah rintangan pada litar sambungan selari dibawah.

+

-

R 1 = 12 WDV

R 1 = 10 W

R 2 = 6 W R 1 = 2 W


4. Dalam litar dibawah diberi D V = 60 V , R 1 = 30 W dan R 2 = 30 W kirakan yang berikut : -

a) jumlah rintangan R J

b) jumlah arus I J

c) arus I 1

d) kejatuhan voltan D V 1

e) arus I 2

f) kejatuhan voltan D V 2

R 1 = 30W

R 2 = 30W

D V1

D V 2

S

I J

DVT


5. Kirakan nilai-nilai berikut jika diberi DV = 12 V , R 1 = 2W , R 2 = 3W dalam litar sambungan selari dibawah .

a) jumlah rintangan R J

b) jumlah arus I J

c) kejatuhan voltan D V 1

d) arus I 1

e) arus I 2

DVT

S

I J

R 1

R 2


Maklumbalas latihan kendiri.

1. 6 V

2. 13 W

3. 1.5 W

4.

a. 6W

b. 10 A

c. 10 A

d. 30 V

e. 10 A

f. 30 V

5.

a)1.2 W

b) 10 A

c) 12 V

d) 6 A

e) 4 A

b1004 sains juruteknik unit3

Documents