Nota Fizik Sem1 ILJTM

Tenaga elektrik yang digunakan = 1.5kW x 20j
= 30kW j atau 30 unit elektrik

Diberi kadar bayaran = RM0.23 bagi satu unit elektrik
Maka kos penggunaan penyamanan udara = 30 unit x RM0.23

= RM6.90

3.2 LITAR ASAS

3.2.1 HUKUM OHM
Hukum Ohm menyatakan bahawa beza keupayaan V yang merentasi satu
konduktor logam adalah berkadar terus kepada arus I, jika suhu dan sifat fizik
lain adalah tetap maka:

V Formula
a.Formula mencari voltan ( beza keupayaan ), V = IR
IR
b..Formula mencari arus, I = V R
c.Formula mencari rintangan, R = V I

Nisbah beza keupayaan V terhadap arus I dikenal sebagai rintangan R sesuatu
bahan.

3.2.2 Rintangan dalam siri RT
R1 R2 R3

V1 V2 V3

V V
Rajah 3-7: Litar Sesiri
PH1801-3-IS (semua bidang) 45
WIM/ PH1081/12015/S01

Dalam litar sesiri, arus mempunai satu laluan sahaja. Nilai arus yang mengalir
melalui setiap komponen dalam litar ini adalah sama. Beza keupayaan yang
merentasi setiap perintang bergantung kepada perintang itu. Jumlah beza
keupayaan merentasi perintang-perintang sesiri adalah sama dengan voltan
bekalan, V.

a) Daripada hukum Ohm: RT
V = V1 + V2 + V3 + ..... V

= IR1 + IR2 + IR3 + .....
= I [= R1 + R2 + R3 + .....]
= I RT

RT = R1 + R2 + R3 + .....

ii) RINTANGAN DALAM SELARI
I1
R1

V1
R2
V2
R2
V2

V
Rajah 3-8 : Litar Selari

Dalam litar selari dua atau lebih perintang disambung merentasi sumber voltan
yang sama, maka beza keupayaan, V merentasi setiap perintang adalah sama.

V1 = V2 = V3 = V

Arus yang mengalir menerusi setiap perintang bergantung kepada rintangan
bagi perintang itu.

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 46

Arus, I yang mengalir dari sumber voltan adalah sama dengan jumlah arus
yang mengalir menerusi setiap perintang.

I = I1 + I2 + I3 + ..............

Iaitu
V = V + V + V + ...........

Atau RT R1 R2 R3

I = I + I + I + ...........
RT R1 R2 R3

Dimana RT = Jumlah rintangan

Contoh 10:
Sebiji mentol disambungkan kepada satu bateri 3.0V
a) Jika arus yang mengalir melalui mentol itu ialah 0.5A, berapakah rintangan

filamen mentol itu?
b) Jika bateri 4.5V digunakan untuk menyalakan mentol, berapakah arus yang

akan mengalir melalui mentol itu?

Penyelesaian :

a) R=VI = 3.0V = 6.0 
0.5 A

b) I= V R = 4.5V = 0.75A
6.0

Contoh 11 :

Jika arus yang mengalir pada sebiji perintang yang bernilai 10  ialah 1 Ampere.

Hitungkan nilai voltan yang dibekalkan pada litar elektrik tersebut?

Penyelesaian :

Rintangan total RT = 10 

Arus total IT = 1A
= IR
Voltan total VT

= 1 A x 10 

= 10 Volt

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 47

Contoh 12 : R1 = 50Ω
Daripada Rajah 3-9, dapatkan nilai-nilai
V = 10V v R2 = 100Ω
a) RT
b) IT R3 = 50Ω
Rajah 3-9: Litar Sesiri
Penyelesaian :
a) RT = R1 + R2 + R3

RT = 50 + 100 +50
RT = 200 Ω

b) = V
RT

= 10 V
200 Ω

= 0.05 A

Contoh 13 :
R1=1.5KΩ R2=100Ω

20 V R3=50Ω
R4=150Ω

R6=200Ω R5= 2KΩ
Rajah 3-10 : Litar Sesiri

Daripada Rajah 3-10 di atas, dapatkan nilai-nilai
a) RT
b) IT
c) Voltan merentasi setiap perintang
d) Kuasa setiap perintang
e) Jumlah Kuasa

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 48

Penyelesaian :
a) RT = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 + R6
= 1.5k + 100 + 50 + 150 + 2k + 200

= 4k 

b) IT = VT = 20V
RT 4K

= 5mA

c) VR1 = IT X R1

= 5mA X 1.5k 

= 7.5 V

VR2 = IT X R2

= 5mA X 100 

= 0.5 V

VR3 = IT X R3

= 5mA X 50 

= 0.25 V

VR4 = IT X R4

= 5mA X 150 

= 0.75 V

VR5 = IT X R5

= 5mA X 2k 

= 10 V

VR6 = IT X R6

= 5mA X 200 

=1V

d) P1 = IT X VR1 P2 = IT X VR2 P3 = IT X VR3
= 5mA X 7.5V = 5mA X 0.5V = 5mA X 0.25V
= 0.0375W = 2.5mW = 1.25mW

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 49

P4 = IT X VR4 P5 = IT X VR5 P6 = IT X VR6
= 5mA X 0.75V = 5mA X 10V = 5mA X 1V
= 3.75mW = 0.05W = 5mW

e) PT = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6
= 0.375W + 2.5mW + 1.25mW + 3.75mW + 0.05W + 5mW
= 0.1W

Contoh 14 :

V=5 v R1 R2
20 KΩ 5 KΩ

Rajah 3-11 : Litar Sesiri

Daripada rajah 3-11 di atas, dapatkan nilai-nilai

a) RT
b) IT
c) Jumlah Kuasa

Penyelesaian :

a) RT = R1 x R2
R1 + R2

RT = 20 KΩ X 5KΩ
20 KΩ + 5KΩ

RT = 100MΩ
25KΩ

RT = 4 KΩ

b) IT = V
R

IT = 5 V
4 KΩ

IT = 1.25 mA

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 50

c) PT = VI
PT = 5V X 1.25 mA
PT = 6.25 mW

Contoh 15 :

V = 12 Volt R1 = 8Ω
R2 = 12Ω

R3 = 15Ω

Rajah 3-12

Daripada Rajah 3-12 di atas, dapatkan nilai-nilai
a) RT
b) IT
c) Jumlah Kuasa..

Penyelesaian :
[Permudahkan penyelesaian dengan menggunakan kalkulator saintifik]

a) Gunakan formula berikut
1 =1 + 1 + 1.
RT R1 R2 R3
1 . == 1 . + 1 . + 1 .
RT 8 12 15
= 0.275

RT = 3.64 Ω

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 51

b) IT = 12 Volt
IT 3.64 Ω

= 3.29 A

c) PT = VI
PT = 12V x 3.29 A
PT = 39.48 W

Contoh 16

v R1 R2 R3 R4
10 20 30 40

KΩ KΩ

Rajah 3-13
Daripada rajah 3-13 di atas, dapatkan nilai

a) RT

Penyelesaian

Gunakan formula berikut

1 =1 + 1 + 1. .
RT R1 R2 R3

RT = 1 .
1+ 1 .+ 1 .
1+ R2 R3 R4
R1

RT = 1.
1+ 1 + 1 .+ 1 .
20 KΩ 30 KΩ 40 KΩ
10 KΩ

Selesaikan masalah diatas dengan menggunakan Kalkulator Sainstifik seperti
berikut .

10 EXP 3 X-1 + 20 EXP 3 X-1 + 30 EXP 3 X-1 + 40 EXP 3 X-1 = X-1 =ENG

RT = 4.8 KΩ

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 52

3.2.5 Pemuat / kapasitor

Pemuat ialah suatu alat penyimpan tenaga elektrik yang boleh mengecas dan
menyahcas. Seperti perintang, pemuat ialah salah satu daripada komponen
elektronik penting yang terdiri daripada dua pengalir yang diasingkan oleh satu
penebat yang dinamakan dielektrik. Dielektrik ini boleh terdiri daripada udara,
wax terpadat seramik, maka, atau kertas terpadat dengan elektrolit yang
berkimia.

TdiearndtaaprDaaut2dbpdalhaat nKadpiealesiktotrrik

---
---
---

Plat

Rajah 3.14 kapasitor

Apabila voltan dibekalkan kepada satu pemuat melalui suatu litar yang lengkap,
maka elektron akan mengalir dari terminal negatif bekalan untuk memberi
elektron yang berlebihan kepada satu plat.Elektron tersebut terus mengalir ke
plat yang bertentangan dengannya dan terus ke terminal positif bekalan dengan
meninggalkan plat tersebut sebagai kekurangan elektron. Oleh itu arus mengalir
di dalam wayar litar tetapi ada arus yang mengalir menembusi dielektrik pemuat.
Setelah pemuat mengecas sepenuhnya, arus tidak akan mengalir lagi.

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 53

i) Sifat kapasitor

Jika voltan yang melintang plat itu ditambah, maka pemuat akan menyimpan
lebih cas. Bagi sebarang pemuat, jumlah cas yang disimpan (Q coulombs)
berkadaran dengan voltan bekalan (V). Perkadaran malarnya dinamakan
kemuatan pemuat,C. Oleh itu.

QV
Q = CV

Atau Perubahan cas = Kemuatan atau Q / V = C
Voltan

Tenaga yang disimpan didalam satu pemuat yang bercas sebagai medan elektrik
diberi seperti berikut

Tenaga = Kuasa x Masa
= (V/2)I x t
= (VQ) / 2
= 1 / 2 VQ
= ½ CV2 Joule

ii) Unit Kemuatan

Unit asas kemuatan ialah farad (F). Pemuat mempunyai kemuatan satu farad
apabila arus pengecas satu ampere atau cas satu Coulomb per saat
menyebabkan cas voltan bagi satu volt antara kedua-dua plat. Unit farad adalah
terlalu besar untuk kegunaan praktik. Oleh itu unit ini dibahagi-bahagikan kepada
unit-unit yang kecil seperti microfarad (F) dan pikofarad (pF).

1F = 1 000000F atau 106 F
1 F = 1 000000 pF atau 106 pF

1pF Atau
1pF = 0.000001 F atau 10-6 F
1F = 0.000000000001F atau 10-12F
= 0.000001F atau 10-6F

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 54

ii) Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Kemuatan
Faktor-faktor yang mempunyai kemuatan dalam satu pemuat ialah luas
permukaan plat,jarak antara plat dan pemalar dielektrik.

a) Luas Permukaan Plat
Apabila luas permukaan (A) bagi suatu plat bertambah, kemuatan akan
meningkat. Perningkatan ini disebabkan plat yang lebih besar boleh menyimpan
lebih banyak elektron. Hasilnya cas yang lebih besar boleh disimpan.

CA
b) Jarak Antara Plat

Apabila jarak (d) antara kedua-dua plat meningkat, kemuatan akan menurun.
Penurunan ini disebabkan oleh daya elektrik yang menarik telah menjadi lemah.

C  1/d

3.2.7 Kapasitor dalam siri

C1 C2 C3

Rajah 3-14: Kapasitor sesiri
a) Dalam rajah 3-14 Jumlah kemuatan (capacitance) CT

1/CT = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ………….
b) Jumlah cas Qt

Qt = CTXV
c) Qt = Q1 = Q2 = Q3 =………….= Qn
d) Tenaga , Et = E1 + E2 + E3 ……… En

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 55

3.2.8 KAPASITOR DALAM SELARI

C1

C2

Rajah 3.15 kapasitor selari

a) Jumlah kemuatan Ct = C1 + C2 + C3 + ………. Cn
b) Voltan adalah sama pada pada setiap pemuat selari dengan punca voltan
c) Jumlah cas, Qt = Q1 + Q2 + Q3 ……… + Qn
d) Jumlah tenaga, Et = E1 + E2 + E3 + ……. + En

Contoh 17
C1 200 µF

C1 100 µF

C1 100 µF
Rajah 3-16

Daripada rajah 3-16 di atas, dapatkan nilai

a) CT
Penyelesaian

Gunakan formula berikut:

1 =1 + 1 + 1. .

CT C1 C2 C3

1= 1+ 1+ 1. .

CT 0.000200 . 0.000100 0.000100

1= 1+ 2 ..

CT 0.000200 . 0.000100

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 56

1= 5 . .

CT 0.000200 .

CT = 40 µF

Contoh 18

Cari jumlah nilai kapasitor yang disambung secara bersiri 50 pF dan 100pF.

Penyelesaian

Gunakan formula berikut

CT = C1 x C2
C1 + C2

CT = 50 pF x 100 pF
50 pF + 100 pF

CT = 5000pF
150

CT = 33.3 Pf

Contoh 19 C1 C1
2 µF 4 µF
Dari Rajah 3-17 dapatkan nilai CT
Penyelesaian Rajah 3-17

Gunakan formula berikut

CT = C1 + C2
CT = 2 µF + 4 µF
CT = 6 µF

Contoh 20

Berapakah jumlah nilai kapasitan bagi 3 kapasitor 270 pF, 500 pF dan 150 pF yang
disambung selari.

Penyelesaian

CT = C1 + C2 + C3
CT = 270 pF + 500 pF + 150 pF
CT = 920 pF

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 57

SOALAN – SOALAN
1. Apakah takrif elektrostatik ?
2. Satu cas ialah -3.2-19 x 10 C. Berapakah elektron yang terkandung dalam

cas 1 Coulomb
3. 2.234 x 1019 elektron disingkirkan daripada suatu bahan yang bercas

+2C.Hitungkan cas bersih yang berada dalam bahan itu dalam unit coulomb
4. Berikan 3 contoh jenis bahan pengalir
5. Apakah unit yang digunakan dalam Teknologi Elektrik ?
6. Satu kilat yang membawa cas 20 C terkena konduktor kilat pada satu

bangunan tinggi.
7. Tenaga yang dihasilkan daripada pemindahan cas adalah sebanyak 2 x 109

J. Hitungkan beza keupayaan di antara awan bercas dan konduktor kilat
tersebut. [Gunakan formula V = E/Q]
8. Apakah takrif Hukum Ohm
9. Di dalam litar siri diberi nilai perintang 1 KΩ dan nilai arus 15 mA,
Berapakah nilai Voltan?
10. Diberi 2 perintang yang disambung secara selari seperti berikut R1=10 KΩ,
R2=20 KΩ dan bekalan kuasa 5 V dapatkan
a. RT
b. IT
11. Berapakah nilai Kapasitan bagi 2 Kapasitor 10 pF, 50 pF yang di sambung
secara selari.

RUJUKAN:

1) Electric Circuit In SI Unit by Joseph a Edminister, MSE, McGraw-Hill International
Book Company, 1981.

2) Asas Elektrik Buku 2 oleh Van Valkenburg, IbsBUKU, 1982
3) Sukses Fizik SPM oleh Sia Yong Soob, Fajar Bakti, 2003
4) NIDA Lab Text Manual DECEMBER 1998
5) CR Roobert Son, Fundamental Electrical & Electronic Pricipple Second Edition

2001.
6) http// www.newnespress.com

PH1801-3-IS (semua bidang) WIM/ PH1081/12015/S01 58