JJ102 - Chapter 1&2

JJ102ELECTRICAL

TECHNOLOGY

MODUL POLITEKNIK KEMENTERIAN PENGAJIAN TINGGI MALAYSIAMODUL POLITEKNIK KEMENTERIAN PENGAJIAN TINGGI MALAYSIA

HAZREEN BIN OTHMAN

PENGENALANTOPIC Chapter

1. Introduction to electrical circuit 1

2. Inductor / Capacitor / AC circuit

3. Three Phase System 3

4. Transformer / Electromagnet / AC Machine

4 5 6

Chapter 1 : PENGENALAN KEPADA

LITAR ELEKTRIK

1.0 Pengenalan kepada elektrik

1.1 Kuantiti asas elektrik

1.2 Rintangan

1.3 Jenis-jenis litar elektrik

1.4 Hukum ohm

1.5 Kuasa elektrik

1.6 Penggunaan meter watt

1.7 Tenaga elektrik

Chapter 1.2 – ANALISIS LITAR ELEKTRIK

1.2.1 LITAR SIRI

1.2.2 LITAR SELARI

1.2.3 LITAR GABUNGAN

1.2.4 HUKUM KIRCHOFF

Chapter 2.1 PRINSIP ASAS PEARUH

2.1.1 Pearuh

2.1.2 Unit Kearuhan

2.1.3 Penyusunan Pearuh Dalam Litar Siri Dan Selari

2.1.4 Kesan Pearuh Dalam Litar Dan Alat Elektrik

2.1.5 Regangan Berkearuhan, XL

Chapter 2.2 PEMUAT

2.2.1 Prinsip Asas Pemuat

2.2.2 Kemuatan

2.2.3 Tenaga Elektrik Di Dalam Pemuat

2.2.4 Kegunaan Pemuat Dlm Litar Elektrik

2.2.5 Jenis-jenis Pemuat

2.2.6 Faktor Yg Mempengaruhi Nilai Kemuatan

2.2.7 Regangan Berkemuatan, Xc

2.2.8 Penyusunan Pemuat Dalam Litar Siri Dan Selari

Chapter 2.3LITAR ARUS ULANG ALIK

(AU)2.3.1 Arus Ulang Alik (Au)

2.3.2 Istilah – Istilah Voltan Au

2.3.3 Gambarajah Fasa

2.3.4 Rintangan (R), Kearuhan (L), Kemuatan (C)

2.3.5 Litar Rl, Rc, Rlc

2.3.6 Kuasa Dalam Litar Au

Chapter 3 SISTEM 3 FASA

3.0 SISTEM TIGA FASA

3.1 PENJANAAN VOLTAN 3 FASA

3.2 KEGUNAAN SISTEM 3 FASA

3.3 PERBANDINGAN SISTEM 3 FASA DENGAN 1 FASA

UNIT 1- PENGENALAN KEPADA LITAR ELEKTRIK

OBJEKTIF AM memahami konsep asas litar elektrik, arus, voltan,

rintangan, kuasa dan tenaga elektrik.

OBJEKTIF KHUSUSDiakhir unit ini anda dapat:1. Mentakrifkan kuantiti –kuantiti asas elektrik2. Menentukan jenis-jenis litar elektrik3. Menyatakan hubungan diantara arus, voltan dan

rintangan4. Menerangkan maksud tenaga elektrik

PENGENALAN KEPADA LITAR ELEKTRIK

Elektrik – satu tenaga yang tidak dapat dilihat tetapi boleh dirasai dan digunakan oleh manusia

Tenaga elektrik dapat dihasilkan kesan daripada tindakan:-i- Geseranii- Habaiii- Aruhan elektromagnet

Tindakan daripada tenaga elektrik boleh ditukarkan kepada beberapa punca tenaga yang lain seperti:-

a. Tenaga cahaya – lampub. Tenaga haba – seterikac. Tenaga bunyi – radiod. Tenaga gerakan – motor

Elektrik terdiri daripada dua (2) jenis iaitu1. Elektrik Statik – keadaan dimana tiada pergerakan elektron dalam arah tertentu2. Elektik Dinamik – keadaan dimana terdapat pergerakan elektron pada arah

tertentu.

KUANTITI ASAS ELEKTRIK

DAYA GERAK ELEKTRIK (d.g.e)Daya atau tekanan elektrik yang menyebabkan cas elektrik mengalir. Cth bateri dan janakuasa

Simbol : EUnit : Volt (V)

CAS ELEKTRIKTerdiri daripada cas +ve dan ca –ve. Kuantiti cas ini dinamakan coulomb

Simbol : QUnit : Coulomb (C)

Kuantiti Asas Elektrik

ARUSPergerakan cas elektrik yang disebabkan oleh pergerakan elektron bebas. Ia mengalir dari terminal +ve ke terminal –ve.

Simbol : IUnit : Ampiar (A)

BEZA UPAYA (VOLTAN)Perbezaan keupayaan diantara dua titik dalam litar elektrik.

Simbol : VUnit : Volt (V)

KUANTITI ASAS ELEKTRIK

RINTANGANMerupakan penentangan terhadap pengaliran arus.

Simbol : RUnit : Ohm ()

PENGALIRBahan yang membenarkan arus elektrik melalulinya dan mempunyai bilangan elektron bebas yang banyak. Cth besi dan kuprum

PENEBATBahan yang tidak membenarkan arus elektrik mengalilr melaluinya. Ia mempunya banyak elekron valensi tetapi sukar dibebaskan. Cth getah, kaca, minyak, dan oksigen

SEPARA PENGALIR (SEMIKONDUKTOR)Bahan yang mempunyai ciri-ciri elektrikal diantara penebat dan pengalir. Ia mempunyai empat (4) elektron valensi dan digunakan untuk membuat komponen elektronik. Cth silikon, germanium, karbon

KERINTANGANMerupakan sifat bahan pengalir dimana ianya melawan atau mengurangkan aliran arus elektrik untuk melaluinya.

Simbol : (rho)Unit : Ohm meter (m)

RINTANGAN

Merupakan satu keadaan yang menghalang pergerakan arus melaluinya. Terdapat (4) faktor yang mempengaruhi nilai rintangan iaitu:

1. Panjang Pengalir, -nilai rintangan dawai akan bertambah jika dawai bertambah panjang. Rintangan berkadar terus dengan panjang pengalir.

R

Sambungan…..

2. LUAS PERMUKAAN, A-rintangan berkadar songsang dengan luas muka keratan rentas pengalir

R 1/A3. KERINTANGAN, (rho)

- kerintangan berkadar terus dengan nilai rintanganR

4. SUHU PENGALIR, T-Suhu pengalir juga mempengaruhi nilai rintangan. Semakin tinggi suhu pengalir semakin tinggi nilai rintangan.

R T

Faktor – faktor yang mempengaruhi nilai rintangan boleh digambarkan dalam

persamaan matematik di bawah :-

R =

AADimana, A = Luas permukaan (m2)

= Kerintangan (ohm meter)

= Panjang pengalir (m)

R = Rintangan ( ohm )

JENIS – JENIS LITAR ELEKTRIK

• Litar elektrik merupakan satu susunan pengalir atau kabel untuk membawa arus dari punca bekalan voltan ke komponen-komponen elektrik (beban). Ia terbahagi kepada dua iaitu :1. Litar Lengkap2. Litar tidak lengkap

a. Litar bukab. Litar pintas

Litar lengkap

• Dikenali sebagai litar asas atau litar mudah

• Merupakan penyambungan tertutup yang membolehkan arus mengalir dengan sempurna iaitu mengalir dari bekalan dan balik semula ke bekalan tersebut. Litar tersebut mesti terdiri daripada voltan bekalan (V), arus elektrik (I) dan rintangan (R)

Litar tidak lengkap.

• Litar yang mengalami kekurangan salah satu daripada tiga perkara sama ada voltan bekalan, rintangan atau pengalir. Pengaliran arus tidak akan berlaku dengan sempurna pada litar tidak lengkap. Litar tidak lengkap terbahagi kepada 2 iaitu:

1.Litar Buka

2.Litar pintas

Litar Buka

• Litar dimana punca beban dalam litar tersebut dibuka. Oleh itu tiada pengaliran arus berlaku. Nilai rintangan dalam litar terlalu tinggi.

Litar Pintas

• Sambungan pada punca bebannya dipintaskan dengan menggunakan satu pengalir yang tiada nilai rintangan. Arus yang mengalir terlalu besar. Biasanya jika berlaku litar pintas fius akan terbakar.

HUKUM OHM

Arus di dalam litar yang lengkap adalah berkadar terus dengan tekanan atau voltan dan berkadar songsang dengan rintangan bagi litar tersebut…

Jika nilai rintangan pada satu litar dikekalkan dan nilai voltan digandakan, maka nilai arus juga akan berganda..

Hukum Ohm dalam bentuk persamaan matematik…

V=IRdimana;

I = ARUS (A)]V = VOLTAN (V)R = RINTANGAN (R)

Rintangan Linear / Rintangan tidak linear

Rintangan Lineardari ujikaji yang dijalankan, hubungan diantara arus dan voltan boleh digambarkan dalam bentuk graf di bawah ketika nilai rintangan dan suhu tetap

V (volt)

R (pemalar)

I (ampere)

Graf V melawan I pada rintangan tetap

Rintangan Tidak Linear

Jika ujikaji menggunakan rintangan tidak tetap ( tidak linear), graf yang diperolehi adalah seperti graf di bawah

V (volt)

R (pemalar)

I (ampere)

Graf V melawan I pada rintangan tidak tetap

Contoh soalan

Kirakan nilai arus yang mengalir di dalam litar jika rintangannya ialah 10 dan voltan bekalan ialah 15V. Seterusnya, kirakan nilai arus jika nilai rintangan ditukarkan kepada 10K

Penyelesaian:

Diberi; V=15V , R1 = 10 R2 = 10K

Untuk R1 = 10 Daripada hukum ohm, V=IR

I = V/R = 15/10 = 1.5A

Untuk R2 = 10K

I = V/R = 15/10X10-3 = 1.5 X 10-3

= 1.5mA

Uji kefahaman anda dengan membuat aktiviti di dalam modul anda dan perkayakan ulangkaji

KUASA ELEKTRIK

Kuasa elektrik – kerja yang dapat dilakukan dalam satu unit masa.

Simbol : P

Unit : Watt (W) Persamaan yang menunjukkan perhubungan

antara kuasa dengan arus dan voltan. Ia juga boleh dihubungkan dengan rintangan melalui Hukum Ohm.

Persamaan KUASA ELEKTRIK

P = IVDaripada hukum Ohm, V=IR dan I =

V/R

P = I 2 R

DAN

P = V 2 / R

Di mana;

P = Kuasa (W)

I = Arus (A)

R = Rintangan ()

V = Voltan (V)

PENGGUNAAN METER WATT

Meter watt digunakan untuk menyukat nilai kuasa yang telah digunakan.

Terdapat dua gelung di dalamnya iaitu gelung voltan yang disambungkan secara selari dengan litar dan gelung arus yang disambungkan secara sesiri dengan litar

w

Simbol meter Watt Sambungan meter watt

TENAGA

• Tenaga Elektrik adalah hasil darab kuasa, daya dan masa.

Simbol : T atau E

Unit : Kilowatt Jam (kWj)

atau

Joule

Persamaan untuk mencari TENAGA ELEKTRIK

T = Pt

T = VIt

T = I2Rt

T = V2

R

t

Di mana;T – tenaga elektrik (kWj)P = Kuasa (W)t = MasaV = voltan (V)I = Arus (A)R = Rintangan ()