3.4 TENAGA DAN KUASA ELEKTRIK

BAB 3
ELEKTRIK

3.4 TENAGA DAN KUASA ELEKTRIK

BUKU TEKS : M/S 124 - 128

SUE ROSE

3.4 STANDARD PEMBELAJARAN
TENAGA &
Murid boleh:
KUASA 3.4.1 Merumuskan hubungan antara tenaga
ELEKTRIK
elektrik (E), voltan (V) dan arus (I)

3.4.2 Merumuskan hubungan antara kuasa

(P), voltan (V) dan arus (I)

3.4.3 Menyelesaikan masalah dalam
kehidupan harian yang melibatkan
tenaga dan kuasa elektrik

3.4.4 Membandingkan kuasa dan kadar
penggunaan tenaga pelbagai alatan
elektrik

3.4.5 Mencadangkan langkah penjimatan
penggunaan tenaga elektrik di rumah.

3.4 TENAGA & KUASA ELEKTRIK

3.4 TENAGA & KUASA ELEKTRIK

Rajah menunjukkan pelbagai
peralatan elektrik yang
digunakan di rumah. Peralatan
elektrik menukarkan tenaga
elektrik kepada bentuk tenaga
yang lain. Lampu mengeluarkan
tenaga cahaya dan haba
manakala radio mengeluarkan
tenaga bunyi. Apakah bentuk
tenaga yang dikeluarkan oleh
sterika dan kipas?

Tenaga elektrik ialah tenaga
yang dibekalkan oleh sumber
tenaga elektrik seperti bateri
apabila arus eletrik mengalir

dalam suatu litar lengkap.

STANDARD
PEMBELAJARAN 1

3.4.1 Merumuskan hubungan antara
tenaga elektrik (E), voltan (V)
dan arus (I)

Hubungan antara Tenaga Elektrik (E), Voltan (V), Arus (I) dengan Masa (t)

1.Beza keupayaan, V ialah tenaga elektrik, E V=E
yang digunakan atau dipindahkan oleh 1 C Q
cas, Q yang bergerak antara dua titik.

2. Arus, I ialah kadar pengaliran cas Q = It E = VQ E = VIt

3. Daripada hukum Ohm, V = IR E = VIt = (IR)It E = I2Rt

E = VIt = V(V)t E = V2t
RR

Unit S.I bagi tenaga elektrik, E ialah joule (J)

1 J ialah tenaga elektrik yang digunakan apabila arus 1 A
mengalir melalui suatu alat elektrik dengan beza keupayaan 1
V merentasinya selama 1 saat.

STANDARD PEMBELAJARAN 2

3.4.2 Merumuskan hubungan antara kuasa (P), voltan (V) dan
arus (I)

Hubungan antara Kuasa (P), Voltan (V) dengan Arus (I)

Pernahkah anda melihat label 700 W, 240 V
ini pada peralatan elektrik? Maklumat ini boleh digunakan
Label ini memaparkan voltan untuk menghitung jumlah
dan kuasa elektrik yang tenaga elektrik yang digunakan
diperlukan untuk beroperasi dalam suatu tempoh masa.
bagi suatu peralatan elektrik.

Berdasarkan label ini, periuk
nasi elektrik ini akan
menggunakan 700 J tenaga
elektrik dalam masa satu saat
apabila dibekalkan voltan
sebanyak 240 V.

Voltan yang dilabel pada peralatan
elektrik merupakan voltan kerja.
Voltan kerja ialah beza keupayaan yang
diperlukan untuk suatu alat elektrik
beroperasi dalam keadaan normal.

Hubungan antara Kuasa (P), Voltan (V) dengan Arus (I)

Kuasa, P ialah kadar tenaga elektrik, E
digunakan atau dipindahkan.

Kuasa = Tenaga P = E P = VIt P = VI
Masa
tt

unit = J s-1 = Watt = W

Untuk perintang, lampu dan elemen pemanas, gabung V = IR:

P = VI = (IR)I P = VI = V(V) P = V2
R R
P = I2R

STANDARD
PEMBELAJARAN 3

3.4.3 Menyelesaikan masalah dalam
kehidupan harian yang
melibatkan tenaga dan kuasa
elektrik





Latihan 1 Tujuan: Menyelesaikan masalah dalam kehidupan
harian yang melibatkan tenaga dan kuasa elektrik

1. Satu mentol dilabel “240 V, 60 W”. Hitung tenaga
yang digunakan oleh mentol dalam masa satu minit
jika mentol itu disambungkan ke bekalan 240 V.

E = Pt = 60 x 60 = 3600 J

2. Rajah 1 menunjukkan satu litar elektrik.
Berapakah kuasa yang hilang dalam
perintang apabila suis ditekan?

P = V2 / R = 62 / 5 = 7.2 W

Latihan 1 Tujuan: Menyelesaikan masalah dalam kehidupan
harian yang melibatkan tenaga dan kuasa elektrik

3. Rajah menunjukkan sebiji mentol yang
disambungkan kepada satu sel kering dengan
rintangan dalam yang boleh diabaikan. Bacaan
voltmeter ialah 3 V dan rintangan filamen ialah 3 Ω.
Hitungkan:

(a) Bacaan ammeter dalam litar I = V/R = 3/3 = 1 A

(b) Cas yang mengalir melalui Q = It = 1 x 2 x 60 = 120 C
mentol dalam masa dua minit.

(c) Jumlah tenaga elektrik yang E = I2Rt = (1)(3)(2 x 60)
ditukarkan kepada tenaga haba dan = 360 J
tenaga cahaya dalam masa dua minit.

Latihan 1 Tujuan: Menyelesaikan masalah dalam kehidupan
harian yang melibatkan tenaga dan kuasa elektrik

4. Sebatang lampu pendarflour dilabelkan dengan
240 V, 40 W. Hitungkan:

(a) Rintangan lampu R = V2 = 240 x 240 = 1,440 Ω
P 40

(b) Arus yang mengalir melalui I = P = 40 = 0.167 A
lampu dalam keadaan normal V 240

(c) Tenaga elektrik yang dibekalkan
dalam masa tiga jam dalam kJ.

E = Pt = 40 x 3 x 60 x 60
= 432,000 J = 432 kJ

STANDARD
PEMBELAJARAN 4

3.4.4 Membandingkan kuasa
dan kadar penggunaan
tenaga pelbagai alatan
elektrik

1. Maklumat tentang dua biji mentol lampu suluh L
dan M adalah seperti dalam jadual di bawah:

Bandingkan kecerahan dua biji mentol ini apabila
digunakan secara normal.

Mentol M lebih cerah

2. Berapakah joule tenaga elektrik yang terdapat
dalam 1 kWj?

E = Pt = 1000 x 60 x 60
= 3,600,000 J

3. Satu cerek elektrik disambungkan ke 240 V
bekalan kuasa. Jika rintangan elemen pemanas
ialah 40 Ω, hitung

(a) Arus yang mengalir

I = V/R = 240/40 = 6 A

(b) Kuantiti haba yang dihasilkan dalam masa 10 minit

E = VIt = 240 x 6 x 10 x 60 = 864 000 J

4. Satu pemanas rendam mempunyai kadaran
kuasa “240 V, 750 W”.

(a) Apakah rintangan pemanas rendam?

P = V2/ R
R = V2/P = (240)2 / 750 = 76.8 Ω

(b) Berapakah tenaga elektrik yang digunakan dalam
masa 15 minit?

E = Pt = 750 x 15 x 60 = 675 000 J

5. Rajah menunjukkan tiga mentol 6. Rajah menunjukkan dua
A, B dan C disambung ke perintang 1 Ω dan 2 Ω
bekalan kuasa 12 V. Hitung disambung secara sesiri ke
bacaan ammeter. bateri 12 V. Hitung kuasa yang
digunakan oleh setiap perintang.
I1 = 24/12 = 2 A
I2 = 12/6 = 2 A I = 12/3 = 4 A
I=2+2=4A P: P = I2R = 42x1 = 16 W
Q: P = I2R = 42x2 = 32 W

7. Rajah menunjukkan dua P : P = V2/ R = 122/1 = 144 W
perintang 1 Ω dan 2 Ω Q : P = V2/ R = 122/2 = 72 W

disambung secara selari ke

bateri 12 V. Hitung kuasa yang

digunakan oleh setiap perintang.

8. Lengkapkan jadual dengan mengira tenaga yang
digunakan.

0.05 x 1 = 0.05
0.1 x 1 = 0.1
0.2 x 1 = 0.2
1 x 1 = 1.0
1.8 x 0.5 = 0.9
3.6 x 0.5 = 1.8

9. Satu alat elektrik mempunyai
kuasa 2 kW yang digunakan
selama 10 minit, tiga kali sehari.
Jika kos satu unit tenaga ialah
25 sen, apakah kos
mengendalikan alat itu
sepanjang bulan April?

E = Pt = 2 x 10/60 x 3 x 30 hari x 0.25
= RM 7.50

10. Tiga jenis lampu dapat 0.06 x 6 30 x 0.36 x 0.22
menghasilkan kecerahan lampu
yang sama. Setiap lampu = 0.36 kWj = RM 2.38
dipasang selama 6 jam bagi
tempoh 30 hari dan diberi takrif 0.018 x 6 30 x 0.108 x
elektrik bagi kegunaan = 0.108 kWj 0.22
domestic untuk 200 unit
pertama adalah RM 0.22. = RM 0.712

Nyatakan jenis lampu yang paling 0.01 x 6 30 x 0.06 x
jimat penggunaan tenaga elektrik.
= 0.06 kWj 0.22
Lampu LED 10 W = RM 0.396
paling jimat.

11.Kegunaan alat elektrik di rumah Alli (a) Tentukan jumlah tenaga

dalam satu hari ditunjukkan dalam jadual. elektrik (dalam kWj) yang

digunakan dalam satu hari.

8 x 0.1 x 12 = 9.6 9.6 + 5.6 + 2.0 + 4.8
1 x 0.7 x 8 = 5.6 + 2.1 = 24.1 kWj

1 x 2 x 1 = 2.0

1 x 0.4 x 12 = 4.8
3 x 0.07 x 10 = 2.1

(b) Hitung kos penggunaan tenaga elektrik 24.1 x 30 = 723 unit
di rumah Ali dalam masa satu bulan jika 100 x 0.22 = RM 22.00
kos setiap unit seperti berikut. 623 x 0.26 = RM 161.98
100 pertama = 22 sen per unit
Setiap tambahan unit = 26 sen per unit RM 183.98

STANDARD
PEMBELAJARAN
5

3.4.5 Mencadangkan langkah
penjimatan penggunaan
tenaga elektrik di rumah.

Penggunaan tenaga elektrik secara berhemah dapat membantu
menjimatkan dan mengurangkan kos penggunaan elektrik di rumah.

E = Pt = 60 x 60 = 3600 J

E = Pt = 0.04 x 20 x 0.20
= 0.16



E = VIt = (2.8)(0.2)(2)(60)
= 67.20

2 = V(0.4)(10) = 4V
V = 0.5 V

M1: 300 x 20
M2: 6000 / RM60.00

M1: (2)(5)(30)
M2: 300 kWh



Coiled wire // dawai gegelung

Longer wire/ high resistance
dawai panjang / rintangan tinggi

Nichrome// nikrom

High resistance / high melting point
Rintangan tinggi / takat lebur tinggi

Small // kecil S

High resistance // rintangan tinggi

Potential difference / voltage
Beza keupayaan / voltan

M1: 2.8 M2: 14 Ω
0.2

M1: E = Vit / I2Rt / V2t/R
// (2.8)(0.2)(5 x 60) // 2.8 x 0.2 x 5

M2: 168 J



nichrome/ nikrom
High resistance / Rintangan tinggi

Coiled wire / dawai bergelung 5A

Resistance increases / The value a bit higher than the
rintangan bertambah current flow in the circuit
//Nilainya lebih tinggi sedikit
Choose R daripada arus yang mengalir
dalam litar / I = 4.16 A



coiled Long wire / more heat / high resistance

gegelung Wayar Panjang / banyak haba / rintangan tinggi

Thin High resistance / more heat
nipis Rintangan tinggi / banyak haba

tungsten High melting point / long lasting / high resistance
tungsten Takat lebur tinggi / tahan lama / rintangan tinggi

Low pressure gas Bulb will not explode after it lights a long
Gas bertekanan rendah time / mentol tidak meletup setelah lama
digunakan.

Choose R: coiled, thin, tungsten and low pressure gas
Pilih R: gegelung, nipis, tungsten dan gas bertekanan rendah.



Modification / pengubahsuaian Sebab / reason

Guna kipas Pastikan setiap telur dapat haba sama

Use fan To ensure every egg receive uniform heat

Guna thermometer/ termostat Untuk mengawal suhu
Use thermometer / thermostat To control the temperature

Guna penebat haba/balut telur Elak hilang haba

Use heat insulator/wrap the egg Prevent heat lost

Bahan berkilat/perak/cermin Boleh pantul haba
Shiny / silver material / mirror Can reflect heat

Susun mentol dalam litar selari Haba dibekalkan berterusan wpun satu

Bulb arrange in parallel circuit bulb rosak/ Heat can be provided

continuously even if one bulb burned out

Susun telur di rak bertingkat Boleh menampung 200 telur.

Arrange the egg in multi Can accommodate 200 eggs.

storey racks.

Rate of work done.// Energy per time
Kadar melakukan kerja tenaga/masa

• Ammeter reading inceases /

bacaan ammeter bertambah
• Effective resistance decreases

Rintangan berkesan berkurang
• Voltmeter reading decreases

Bacaan voltmeter berkurang
• Effective resistance between XY decreases /

rintangan berkesan XY berkurang / voltage across Q

increases/ voltan merentasi Q tambah

R = V2/P = 62/18 = 2 Ω

1/R = ½ + ½ + ½
R = 0.67 Ω

E = Pt = 3 x 18 x 2 x 60 = 6480 J
E = V2t/R = (6 x 6 x 2 x 60)/0.67 = 6480 J



12

Nichrome wire High resistance / produce more heat /
Dawai nikrom rintangan tinggi / banyak haba

Thin wire High resistance / produce more heat /
Wayar nipis rintangan tinggi / banyak haba

High power of fan Blow more hot air / faster flow of hot air
Kipas berkuasa tinggi Tiup lebih banyak udara panas / tiup lebih
cepat udara panas
Fuse 5 A
Current in fan = 1100/240
=5A

Choose T because use Nichrome wire, thin wire, high power of fan
and fuse 5 A.// dawai nikrom, nipis, kuasa kipas tinggi / fius 5 A

TAMAT