PINDAAN : 0 MUKASURAT 44 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 44 Contoh 1 :- Merah Unggu Coklat Perak 2 7 x 10 ±10 % Nilai Resistor di atas ialah 270 Ohm lebih atau kurang daripada 10%. Oleh kerana itu nilai Resistor ini ialah di antara 270 Ohm + (10% dari 270 Ohm) dan 270 Ohm – (10% dari 270 Ohm), atau di antara 270 + 27 Ohm dan 270 – 27 Ohm. Nilai sebenarnya yang boleh digunakan ialah di antara 243 dan 297 Ohm. Contoh 2 :- Jalur Warna Nilai 1 Kuning 4 2 Unggu 7 3 Merah x 100 4 Emas ± 5 % Nilai Resistor di atas ialah 4700 Ohm lebih atau kurang dari 5%. Nilainya ialah 4.7 Kilohms ± 5%. Contoh 3 :- Jalur / Warna pertama : Merah = 2 Jalur / Warna kedua : Hijau = 5 Jalur / Warna ketiga : Kuning = x 10000 Jalur / Warna Keempat : Tiada Warna = ± 20 % Oleh itu, nilai Resistor = 25 x 10000 = 250000 ± 20 % atau 250 KΩ ± 20 % Oleh kerana jalur keempat tiada warna maka nilai rintangan yang sebenar boleh jadi lebih atau kurang 20% dari nilai 250 KΩ. Contoh 4 :- Jalur / Warna pertama: Coklat = 1 Jalur / Warna kedua : Hitam = 0 Jalur / Warna ketiga : Merah = x 100 Jalur / Warna keempat: Emas = ± 5% Oleh itu, nilai Resistor = 10 x 100 ± 5% = 1000 ± 5% atau 1KΩ ± 5%
PINDAAN : 0 MUKASURAT 45 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 45 Oleh kerana jalur keempat emas maka nilai rintangan yang sebenar boleh jadi lebih 5% lebih dan 5% kurang daripada 1KΩ atau 1000 x 5/100 = 50, iaitu di antara 950 Ω hingga 1050 Ω Jalur kelima Dalam sesebuah Resistor yang menggunakan kod warna mungkin terdapat jalur yang kelima. Jalur kelima digunakan untuk menjangka kegagalan bagi setiap seribu jam dalam penggunaannya yang didasarkan pada ujikaji ke atas Resistor. Kod warna tersebut adalah disenaraikan dalam Jadual di bawah. Rajah 1.2.8 Jadual Jalur Kelima Contoh 1 :- Warna pertama : Merah = 2 Warna kedua : Hijau = 5 Warna ketiga : Kuning = 4 Warna Keempat : Merah = x 100 Warna Kelima : Jingga = ± 0.01 % Oleh itu, nilai Resistor = 254 x 100 ± 0.01%= 25400 ± 0.01% atau 25.4 KΩ ± 0.01% Oleh kerana nilai rintangan yang sebenar boleh jadi lebih atau kurang 0.01 % dari nilai 25.4 KΩ 1.2.9. Kod Bercetak (Nombor Resistor) Sesetengah Resistor yang bersaiz besar atau yang berkuasa tinggi menggunakan kod-kod nombor tertentu bagi menunjukkan nilai Resistor tersebut. Kod nombor ini dicetak pada badan Resistor itu sendiri. Kebiasaannya menggunakan rangkaian dan huruf seperti 2R7K, 3R3K, 4R7K dan sebagainya. Berikut adalah tanda pengenalan bagi kod bercetak :- a. Huruf Dan Nilainya b. Huruf Dan Nilai Had Terima (Tolerance) WARNA PERATUS KEGAGALAN PERSERIBU JAM Coklat 1 Merah 0.1 Jingga 0.01 Kuning 0.001 Warna Ketiga : Nilai Angka Ketiga Warna Keempat : Faktor Pendarab Warna Kelima : Memberikan peratus had-terima (jika ada) Warna Pertama : Nilai Angka Pertama Warna Kedua : Nilai Angka Kedua
PINDAAN : 0 MUKASURAT 46 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 46 R bermaksud x 1 J = ± 5 % K bermaksud x 103 K = ± 10 % M bermaksud x 106 M = ± 20 % Contoh 1 :- Nilai bagi Resistor di atas ialah = 2 R 7 K = 2.7 x 1 ± 10 % = 2.7 Ω ± 10 % Rajah 1.2.9 1.2.10. Kod “Body-End-Dot” • Sistem ini menggunakan tiga kod warna iaitu:- • Satu warna pada keseluruhan badan Resistor • Warna kedua pada hujung badan Resistor • Warna ketiga adalah sebagai titik (dot) di bahagian tengah badan Resistor Untuk mengetahui nilai rintangan ialah warna pada badan memberikan digit pertama, warna pada hujung badan Resistor memberikan digit kedua dan dot memberikan bilangan kosong mengikut nombor pertama dan kedua. Fungsi dot ini dipanggil pendarab (multiplier). Sila rujuk jadual kod warna. Rajah 1.2.10 Contoh 1 :- Warna-warna yang terdapat ialah kuning pada badan, merah pada hujung badan dan coklat pada dot. Bacaannya ialah 420 Ω. Warna Badan : Angka bernilai pertama. Warna Hujung Emas dan Perak sebagai warna keempat memberikan peratus Had-terima Warna Hujung : Angka bernilai kedua Warna Titik : Pendarab
PINDAAN : 0 MUKASURAT 47 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 47 Contoh 2 :- Warna-warna yang terdapat ialah hijau pada badan, biru pada hujung badan dan oren pada dot. Bacaannya ialah 56 KΩ. 1.3. PENGENALAN KEPADA LITAR ASAS Pengetahuan dalam prinsip elektrik adalah sangat penting bagi seseorang yang ingin mempelajari segala pekerjaan dan perjalanan sesuatu alat elektronik. Segala kaitan yang berhubung dengan elektrik dan elektronik mempunyai unit-unit, sukatansukatan dan lain-lain hal yang berkaitan dengannya. 1.3.1. LITAR ASAS Litar asas mengandungi punca voltan, pengalir, suis dan beban. Rajah 1 menunjukkan contoh litar asas. Punca voltan mempunyai daya gerak elektrik yang mewujudkan beza upaya merentasi beban supaya arus dapat mengalir dalam litar apabila suis ditutup. Contoh punca voltan ialah sel kering.Pengalir merupakan penyambung bagi tamatan komponen dalam litar untuk menyediakan satu laluan bagi arus daripada punca voltan ke beban apabila suis ditutup. Laluan seperti ini dikenali sebagai litar tertutup. Apabila suis dibuka, nilai rintangan litar adalah infiniti. Oleh itu, arus tidak dapat mengalir melalui litar dan litar ini dikenali sebagai litar terbuka. Rajah 2 menunjukkan contoh litar terbuka. Dalam beban, tenaga elektrik ditukar kepada bentuk tenaga lain seperti cahaya, haba, bunyi dan sebagainya. Contoh beban ialah perintang, mentol dan sebagainy 1.3.2. HUKUM OHM Hukum Ohm menyatakan bahawa arus elektrik (I), yang mengalir melalui suatu perintang (R) adalah berkadar terus dengan beza upaya (V) yang merentasi perintang ini dengan syarat, suhunya adalah tetap. V α I Oleh itu ; Hukum Ohm ialah V / I = pemalar di mana pemalar adalah rintangan (R). suis Pengalir Beban Arus Punca Voltan + _ suis Pengalir Beban Arus Punca Voltan + _ Rajah 1.3.1 : Litar Asas Rajah 1.3.1 : Litar Terbuka
PINDAAN : 0 MUKASURAT 48 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 48 Formula untuk Hukum Ohm bagi mencari :- i) Arus I = V / R , unit dalam Ampere (A)Ω ii) Voltan V = I x R , unit dalam Volt (V) iii) Rintangan R = V / I , unit dalam Ohm (Ω) Contoh 1 : Beza upaya yang merentasi suatu beban ialah 12 V dan arus yang mengalir melaluinya ialah 0.4 A. Berapakah nilai rintangan beban tersebut ? Penyelesaian : Diberi : V = 12 V, I = 0.4 A Formula R = V / I = 12V / 0.4 A = 30 Ω Contoh 2 : Hitungkan arus yang mengalir melalui beban 10 Ω jika sebuah bateri 2 V disambung merentasinya. Penyelesaian : Diberi : V = 2 V, R = 10 Ω Formula I = V / R = 2V / 10 Ω = 0.2 A Contoh 3 : Arus 6mA mengalir melalui perintang 20 KΩ. Hitungkan beza upaya yang merentasinya ? Penyelesaian : Diberi : I = 6mA = 6 x 10-3 A R = 20 KΩ = 20 x 103 Ω V I R
PINDAAN : 0 MUKASURAT 49 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 49 FormulaV = I x R = (6 x 10-3 A) x (22 x 103 ) Ω = 120 V 1.3.3. JENIS-JENIS LITAR LITAR SIRI Litar siri ialah litar yang mengandungi dua atau lebih komponen yang disambung bersiri. Dalam litar ini, arus mempunyai satu laluan sahaja. Nilai arus yang mengalir melalui semua komponen dalam litar adalah sama. Nilai beza upaya merentasi setiap komponen bergantung kepada rintangan masing-masing. Dalam Rajah 3, arus I adalah sama untuk setiap perintang. Menurut Hukum Ohm : V1 = IR1, V2 = IR2 dan VT = IRT Jumlah beza upaya : VT = V1 + V2 ..... Jumlah rintangan litar : RT = R1 + R2 ..... Rajah 1.3.3 : Litar Siri Contoh : Berpandukan Rajah 1.3.3 (V) ; Jika diberi R1 = 20 Ω, R2 = 30 Ω dan VT = 5 V, tentukan : Jumlah rintangan, RT Arus (I) yang mengalir dalam litar Beza upaya V1 dan V2 Penyelesaian : Diberi R1 = 20 Ω, R2 = 30 Ω dan VT = 5 V Formula : RT = R1 + R2 Oleh itu, jumlah rintangan RT = 20 Ω + 30 Ω = 50 Ω ii. Formula : I = VT / RT Oleh itu, jumlah arus I = 5 V / 50 Ω = 0.1 A + _ I R1 I R2 V1 V2 VT
PINDAAN : 0 MUKASURAT 50 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 50 iii. Formula : V1 = I x R1 Oleh itu, jumlah beza upaya V1 = 0.1 A x 20 Ω = 2 V Formula : V2 = I x R2 Oleh itu, jumlah beza upaya V2 = 0.1 A x 30 Ω = 3 V LITAR SELARI Litar selari mempunyai dua atau lebih komponen disambungkan merentasi punca voltan yang sama. Nilai beza upaya yang merentasi setiap cabang adalah sama. Nilai arus melalui setiap cabang bergantung kepada nilai rintangan cabang masing-masing. Rajah 1.3.3 (W) menunjukkan dua perintang R1 dan R2 yang disambung secara selari. Arus yang mengalir melalui perintang R1 ialah I1 dan arus yang melalui perintang R2 ialah I2. Jumlah arus IT yang mengalir daripada punca voltan sama dengan jumlah arus I1 dan I2 Jumlah arus : IT = I1 + I2 Jumlah beza upaya adalah sama merentasi semua cabang : VT = V1 = V2 ..... Rajah 1.3.3 (W) : Litar Selari Jumlah rintangan litar : 1/RT = 1/R1 + 1/R2 ..... Contoh : Berpandukan Rajah 4 ; Jika diberi dua perintang R1 = 5 Ω, R2 = 20 Ω dan VT = 10 V, hitungkan : Jumlah rintangan, RT Jumlah arus (I) yang mengalir daripada punca voltan Arus yang mengalir dalam setiap perintang Penyelesaian : Diberi R1 = 5 Ω, R2 = 20 Ω dan V = 10 V i.Formula : 1/RT = 1/R1 + 1/R2 Oleh itu, jumlah rintangan 1/RT = 1/5 Ω + 1/20 Ω = (4 + 1) / 20 Ω = 5 / 20 Ω = 1 / 4 Ω = 4 Ω + _ I1 R1 V I2 R2 IT
PINDAAN : 0 MUKASURAT 51 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 51 ii. Formula : IT = V / RT Oleh itu, jumlah arus IT = 10 V / 4 Ω = 2.5 A iii. Formula : I1 = V / R1 Oleh itu, jumlah arus I1 = 10 V / 5 Ω = 2 A iv. Formula : I2 = V / R2 Oleh itu, jumlah arus I2 = 10 V / 20 Ω = 0.5 A LITAR SIRI – SELARI • Biasanya, litar siri dan litar selari digabungkan bersama. Kombinasi litar siri dan litar selari dikenali sebagai litar siri-selari. Untuk mendapatkan nilai jumlah rintangan setara litar siri-selari, langkah berikut boleh diikuti :- • Kenal pasti kumpulan perintang yang bersiri dan selari • Gunakan formula untuk menentukan nilai setara rintangan siri dan rintangan selari • Gabungkan rintangan siri dan rintangan selari untuk mendapatkan nilai jumlah rintangan (RT) Rajah 1.3.3 (A) Rajah 1.3.3 (B) Contoh : Hitungkan nilai jumlah rintangan bagi litar Rajah 1.3.3 (X) Penyelesaian : Rajah 5 (a) : Diberi R1 = 2 Ω, R2 = 2 Ω, R3 = 4 Ω dan R4 = 4 Ω Formula : RT = RTA + RTB 1/RTA = 1/R1 + 1/R2 RTB R3 RTA R1 RT R3 R4 R5 RT RTA R1 R2 RTB
PINDAAN : 0 MUKASURAT 52 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 52 Rintangan setara : RTA = (R1 x R2) / (R1 + R2) RTA = (2 x 2) / (2 + 2) = 1 Ω 1/RTB = 1/R3 + 1/R4 Rintangan setara : RTB = (R3 x R4) / (R3 + R4) RTB = (4 x 4) / (4 + 4) = 2 Ω Maka, jumlah rintangan RT = RTA + RTB = 1 Ω + 2 Ω = 3 Ω Merujuk Rajah 1.3.3 (B) : Diberi R1 = 3 Ω, R2 = 3 Ω, R3 = 1 Ω, R4 = 2 Ω dan R5 = 3 Ω Formula : 1/RT = 1/RTA + 1/RTB RTA = R1 + R2 = 3 Ω + 3 Ω = 6 Ω RTB = R3 + R4 + R5 = 1 Ω + 2 Ω + 3 Ω = 6 Ω Maka, jumlah rintangan RT = (RTA x RTB) / (RTA + RTB) = (6 x 6) / (6 + 6) Ω = 3 Ω 1.3.4. HUKUM KIRCHOFF Terdapat juga litar yang tidak boleh diselesaikan dengan menggunakan Hukum Ohm. Kaedah lain boleh digunakan untuk mencari nilai kuantiti dalam litar asas ialah dengan menggunakan Hukum Kirchoff. Menurut Hukum Kirchoff :- Pada sebarang simpang dalam suatu litar, jumlah algebra arus yang masuk dan keluar adalah sifar. Hukum ini dikenali sebagai Hukum Arus Kirchoff (Hukum Kirchoff Pertama). Untuk sebarang laluan tertutup dalam suatu litar, jumlah algebra voltan punca dan voltan yang susut pada beban adalah sifar. Hukum ini dinamakan sebagai Hukum Voltan Kirchoff (Hukum Kirchoff Kedua). 1.3.5. HUKUM ARUS KIRCHOFF Pada suatu titik simpang, arus masukan adalah sama dengan arus keluaran litar.
PINDAAN : 0 MUKASURAT 53 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 53 Rajah 1.3.5 : Hukum Kirchoff Pada rajah 1.3.5 : I1 + I2 = I3 Atau jumlah algebra arus pada titik simpang ialah sifar iaitu :- I1 + I2 - I3 = 0 Jika arus masukan I1 = 3 A dan I2 = 6 A, maka arus keluaran I3 = 3 A + 6 A = 9 A Contoh A : Hitungkan nilai I5 dalam Rajah 7. Diberi I1 = 2 A, I2 = 4 A, I3 = 6 A, I4 = 5 A. Formula : I1 + I2 + I3 = I4 + I5 Oleh itu ; I5 = I1 + I2 + I3 – I4 I5 = 2 A + 4 A + 6 A – 5 A I5 = 7 A Rajah 1.3.5 : Contoh A 1.3.6. HUKUM VOLTAN KIRCHOFF Dalam litar tutup, jumlah voltan punca adalah sama dengan jumlah voltan yang susut pada beban. Daripada Rajah 8, E = V1 + V2 + V3 atau jumlah algebra voltan punca dan voltan yang susut pada beban adalah sifar iaitu : E - V1 - V2 - V3 = 0. Contoh 1 :- Daripada Rajah 8, jika E = 9 V, R1 = 15 Ω, R2 = 25 Ω dan R3 = Ω. Formula : RT = R1 + R2 + R3 Oleh itu, jumlah rintangan : RT = 15 Ω + 25 Ω + 5 Ω. RT = 45 Ω Daripada Hukum Ohm : I = E / RT I1 = 3 A Masuk ke I2 = 6 A Masuk ke I3 = 9 A Keluar dari Titik simpang I2 = 4 A I2 = 2 A I3 = 6 A I5 = ? I4 = 5 A
PINDAAN : 0 MUKASURAT 54 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 54 + _ I Susut Voltan V1 = 3 V R1 = 15 Ω Susut Voltan V2 = 5 V Susut Voltan V3 = 1 V R2 = 25 Ω R3 = 5 Ω Voltan Punca E = 9 V I = 9 V / 45 Ω I = 0.2 A Oleh itu, susutan voltan, V1 = 0.2 A X 15 Ω = 3 V V2 = 0.2 A X 25 Ω = 5 V V3 = 0.2 A X 5 Ω = 1 V Maka jumlah algebra susutan voltan ialah V1 + V2 + V3 = 3 V + 5 V + 1 V = 9 V Nilai susut voltan ini adalah sama dengan nilai voltan punca. Rajah 1.3.6 : Contoh 1 Contoh 2 :- Tentukan nilai arus I1, I2 dan I3 dalam litar Rajah 9, jika E1 = 12 V, E2 = 6 V, R1 = 4 Ω, R2 = 2 Ω dan R3 = 4 Ω. Rajah 1.3.6 : Contoh 2 Daripada Rajah1.3.6, jika V1 = 12 V, V2 = 6 V, R1 = 4 Ω, R2 = 2 Ω dan R3 = 4 Ω. Formula : V = IR Menggunakan Hukum Voltan Kirchoff untuk gelung ABEFA dan gelung CBEDC. R2 = 2 Ω R1 = 4 Ω R3 = 4 + _ I1 V1 = 12 V + _ I2 V2 = 6 I3 A B C F E D
PINDAAN : 0 MUKASURAT 55 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 55 Gelung ABEFA Voltan punca = jumlah algebra susut voltan V1 = I1R1 + I3R2 --------------------(1) 12 = 4(I1) + 2(I3) Gelung CBEDC Voltan punca = jumlah algebra susut voltan V2 = I2R3 + I3R2 --------------------(2) 6 = 4(I2) + 2(I3) menggunakan Hukum Arus Kirchoff pada titik simpang B : I1 + I2 = I3 --------------------(3) Gunakan persamaan (1), (2) dan (3) untuk mendapatkan I1, I2 dan I3 Didapati, I1 = 1.875 A I2 = 0.375 A I3 = 2.250 A 1.3.7. KUASA DALAM LITAR Kuasa (P) ialah kadar melakukan kerja. Unit untuk kuasa ialah watt (W). Satu watt ialah kadar kerja satu joule yang dilakukan dalam satu saat. Kelesapan kuasa merentasi perintang ialah ; P = IV P = V2 / R P = I2 R 1.3.8. KUASA DALAM LITAR BERSIRI Dalam Rajah 10, kelesapan kuasa pada R1 ialah P = IV1 dan kelesapan kuasa pada R2 ialah P2 = IV2 maka jumlah kelesapan kuasa untuk litar bersiri ialah : PT = P1 + P2 + P3 + …….…+ Pn = IV1 + IV2 = I(V1 + V2) daripada hukum Voltan Kirchoff, E = V1 + V2 PT = IV
PINDAAN : 0 MUKASURAT 56 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 56 Rajah 1.3.8 : Kuasa Dalam Litar Bersiri Contoh 1 : Dalam Rajah 10, R1 = 22 Ω, R2 = 28 Ω dan V = 100 V, hitungkan (i) arus, (ii) jumlah kuasa. Penyelesaian : Diberi : R1 = 22 Ω, R2 = 28 Ω dan V = 100 V Formula : I = V / R Oleh itu, arus I = V / (R1 + R2) I = 100 V / (22 + 28) Ω = 2 A Daripada formula, PT = IV Oleh itu, jumlah kuasa PT = 2 A x 100 V = 200 W 1.3.9. KUASA DALAM LITAR SELARI Merujuk pada Rajah 11, dua perintang R1 dan R2 disambung secara selari dengan punca voltan E. Kelesapan kuasa dalam litar ialah : PT = P1 + P2 = I1V + I2V Jika nilai R1 dan R2 diberi, mengikut Hukum Ohm, I = V / R, maka I1 = V / R1 dan I2 = V / R2 Daripada Hukum Arus Kirchoff, I = I1 + I2 Maka PT = (I1 + I2)V = IV + _ R1 R2 V1 V2 V I + _ I1 V R1 I2 R2 I
PINDAAN : 0 MUKASURAT 57 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 57 Rajah 1.3.9 : Kuasa Dalam Litar Selari Jika nilai R1 dan R2 diberi, mengikut Hukum Ohm, I = V / R, Oleh itu I1 = V / R1 dan I2 = V / R2 Maka PT = V2 [(1/R1) + (1/R2)] Contoh 1 : Dalam Rajah 11, V = 100 V, R1 = 22 Ω dan R2 = 28 Ω, hitungkan jumlah kuasa dalam litar. Penyelesaian : Diberi : V = 100 V, R1 = 22 Ω dan R2 = 28 Ω PT =ITV = 8.12 x 100 = 812 W atau formula : PT = V2 [(1/R1) + (1/R2)] = 812 W Formula : I1 = V / R1 = 100 V / 22 Ω = 4.55 A Formula : I2 = V / R2 = 1002 [(1/22) + (1/28)] = 100 V / 28 Ω = 3.57 A Maka : IT = I1 + I2 = 4.55 + 3.57 = 8.12 A 1.3.10. KUASA DALAM LITAR SIRI-SELARI Bagi menentukan jumlah kuasa dalam litar siri-selari langkah berikut boleh diikuti : • Kenalpasti kumpulan perintang yang bersiri dan selari • Gunakan formula RT = R1 + R2 dan 1/RT = 1/R1 + 1/R2 untuk menentukan rintangan siri atau rintangan selari • Tentukan arus atau beza upaya merentasi setiap kumpulan perintang tersebut.
PINDAAN : 0 MUKASURAT 58 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 58 • Hitung kuasa bagi setiap kumpulan perintang. • Gabungkan nilai kuasa bagi setiap kumpulan untuk mendapatkan nilai jumlah kuasa dalam litar Rajah 1.3.10 : Kuasa Dalam Litar Siri-Selari Rajah 12, menunjukkan litar siri-selari : R1 dan R2 disambung bersiri, maka RTA = R1 + R2 RTA dan R3 disambung selari, maka RTB = (RTAR3) / (RTA + R3) = [ (R1 + R2) R3 ] / [ R1 + R2 + R3 ] Daripada formula P = E2 / R Maka persamaan jumlah kuasa dalam litar mengikut sebutan E, R1, R2 dan R3 ialah P = E2 / RTB = E2 [ (R1 + R2 + R3) ] / [ R3 (R1 + R2) ] Jika R1 = R2 = R3 = R PT = [ E2 (3R) ] / [ R (2R) ] = 3E2 / 2R + _ E R3 R1 R2 RTA RTB
PINDAAN : 0 MUKASURAT 59 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 59 Rajah 1.3.10 : Kuasa Dalam Litar Siri-Selari Dalam Rajah 1.3.10, R1 dan R2 disambung secara selari Maka, RTA = (R1R2) / (R1 + R2), Perintang R3 dan RTA adalah bersiri Maka, RTB = RTA + R3 = (R1R2) / (R1 + R2) + R3 = [ (R1R2) + (R2R3) + (R3R1) ] / [ R1 + R2 ] Oleh itu, PT = E2 / RTB = [ E2 ( R1 + R2 ) ] / [ (R1R2) + (R2R3) + (R3R1) ] Jika R1 = R2 = R3 = R PT = E2 (2R) / 3 (R2 ) = 2 E2 R / 3 R2 = 2 E2 / 3 R 1.3.11. PEMBAHAGI VOLTAN Litar siri merupakan asas pembahagi voltan. Setiap perintang mempunyai voltan susut merentasinya. Jumlah voltan susut merupakan nilai punca bekalan. Oleh itu voltan susut dianggap sebagai pembahagi voltan siri. + _ E R1 R3 RTA RTB R2
PINDAAN : 0 MUKASURAT 60 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 60 Rajah 1.3.11 : Pembahagi Voltan Dalam litar siri, voltan bekalan terbahagi dan diagihkan kepada voltan susut IR berkadar kepada rintangan-rintangannya. V = R / RT x VT V1 = R1 _ x VT = 25 kΩ x 100 V = 50 V R1 + R2 + R3 50 kΩ V2 = R2 _ x VT = 15 kΩ x 100 V = 30 V R1 + R2 + R3 50 kΩ V3 = R3 _ x VT = 10 kΩ x 100 V = 20 V R1 + R2 + R3 50 kΩ Jumlah ketiga-tiga voltan susut adalah V1 + V2 + V3 = VT 50 V + 30 V + 20 V = 100 V Mengikut Hukum Ohm, voltan adalah V = IR. Oleh itu V1, V2, V3 boleh dikira V1 = IT x R1 IT = VT / RT = 2 mA x 25 kΩ = 100 / 50 kΩ = 50 V = 2 mA Nilai rintangan terbesar dalam litar siri mempunyai voltan susut yang terbanyak. Pembahagi voltan siri biasanya digunakan untuk mendapatkan nilai-nilai voltan yang dikehendaki. Nilai tersebut disambung selari dengan beban. Sambungan selari ini memberi kesan kepada litar iaitu voltan menyusut merentasi sambungan beban. 100 V R1 = 25 KΩ R2 = 15 KΩ R3 = 10 KΩ I = 2mA + _ V1 = 50 V V2 = 30 V V3 = 20 V A C B
PINDAAN : 0 MUKASURAT 61 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 61 Rajah 1.3.11 : Beban Selari Dengan Pembahagi Voltan Siri Litar pembahagi voltan bekalan digunakan pada litar punca bekalan bagi mendapatkan voltan bekalan yang berbeza. 1.3.12. PEMBAHAGI ARUS Litar selari merupakan asas kepada pembahagi arus. Jumlah arus IT terbahagi kepada arus cabang dan setiap arus cabang berkadar songsang kepada rintangan di cabang tersebut. Arus akan berpecah dua melalui setiap cabang perintang. Rintangan bernilai kecil mempunyai arus yang terbanyak. Rajah 1.3.12 : Pembahagi Arus Dengan Dua Rintangan Selari Arus untuk dua cabang boleh dikira setiap satu seperti berikut : I1 = R2 x IT = 8 x 30 = 24 A R1 + R2 2 + 8 I2 = R1 x IT = 2 x 30 = 6 A R1 + R2 2 + 8 R1 = 2 Ω I1 = 24 A IT = 30 A I1 I2 R1 = 2 Ω I1 = 24 A 60 V R1 = 40 KΩ R2 = 20 KΩ 48 + V _ R beban 12 V 20 KΩ
PINDAAN : 0 MUKASURAT 62 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 62 1.4. PENGENALAN KEPADA PEMUAT (CAPASITOR) Capacitor merupakan salah satu komponen asas elektronik dan elektrik. Capacitor diperlukan dalam litar yang mengalami perubahan medan elektrik samada pada bekalan arus terus atau arus ulang-alik bagi mendapatkan voltan yang malar. Dengan pemasangan capacitor voltan beriak dapat dikurangkan. Capasitor dipasang selepas bahagian penerusan arus ulang-alik. Capacitor juga digunakan untuk mengurangkan kesan bunga api pada berus karbon, menghalang arus terus yang tidak dikehendaki dan sebaliknya membenarkan arus ulang-alik mengalir melaluinya. Capacitor juga boleh menentukan kadaran frekuensi penjana, frekuensi radio atau digunakan sebagai pemula untuk memutarkan motor aruhan dan sebagai pembetul faktor kuasa. Di samping itu capacitor juga boleh digunakan sebagai pembekal tenaga elektrik jika berlaku penurunan voltan, tetapi kadarannya tidak bertahan lama. Sungguhpun begitu voltan yang dikeluarkannya mencukupi untuk mencetuskan litar-litar elektronik atau membaiki penurunan voltan yang mendadak. 1.4.1. PENERANGAN : Capacitor ialah satu komponen penting dalam litar elektronik dan bertugas untuk menyimpan cas dan menyahcas elektrik. Capacitor terdiri daripada dua plat pengalir yang berhadapan antara satu sama lain serta dipisahkan oleh bahan penebat yang dinamakan “dielektrik”. Dielektrik yang biasa digunakan ialah udara, kertas, mika dan sebagainya. Capacitor juga bekerja sebagai penapis (filter), menahan arus DC dan melepaskan arus AC, sebagai penjodoh (coupling) dan melepaskan voltan yang tidak dikehendaki ke bumi (by-pass). Rajah 1: Capacitor Rajah 1.4.4 : Capacitor 1.4.2. BAGAIMANA CAS ELEKTRIK DISIMPAN Rajah 1.4.2 : Pengecasan dan penyahcasan capacitor Rajah 1.4.2 (a) menunjukkan bateri yang disambung merentangi capacitor melalui suis. Apabila suis ditutup Rajah 1.4.2 (b) punca elektrod positif bateri akan
PINDAAN : 0 MUKASURAT 63 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 63 mengeluarkan electron dari plat A dan ini menjadikan plat tersebut bercas positif. Elektrod negative bateri pula akan mengarahkan electron ke plat B dan menyebabkan plat B bercas negative pada jumlah yang sama banyak dengan plat A. Pengaliran begini dikenal sebagai arus pengecasan. Arus ini akan terus mengalir sehingga voltan yang merentangi capacitor sama dengan voltan bekalan (d.g.e) bateri. Ketika ini capacitor itu dikatakan bercas penuh. Simbol cas ialah Q dan unitnya Coulomb. Apabila capacitor mengeluarkan cas, beza upaya wujud di antara plat dan mengeluarkan medan elektrik. Apabila suis dibuka pada Rajah 1.4.2 (c), capacitor akan cuba mengekalkan cas dan medan elektrik antara plat (dalam elektrik). Medan elektrik ini akan menurun apabila capacitor ini dinyahcas melalui rintangan beban Rajah 1.4.2 (d). 1.4.3. CAPACITANCE (KEMUATAN) Kemampuan capacitor menyimpan cas dikenali sebagai capacitance (C). Unit capacitance ialah Farad (F). Satu Farad menyimpan satu coulomb cas dengan bekalan voltan satu volt. Amaun cas Q yang tersimpan berkadar terus kepada voltan bekalan. Capacitance yang lebih besar boleh menyimpan cas yang lebih. Cas, Capacitance dan Voltan Q = CV di mana ;Q = cas tersimpan dalam coulomb C = capacitance (Farad) V = beza keupayaan merentasi capacitor dalam volt. Tenaga Tenaga yang tersimpan dalam capacitor dapat dikira dengan :- W = ½ CV2 di mana ; W = tenaga diukur dalam unit Joules C = dalam Farad V = dalam Volt 1.4.4. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Capacitance Rajah 3 : Binaan Capacitor 1.4.5. Terdapat tiga faktor yang menentukan capacitance :- Luas Muka Keratan Jika luas muka keratan capacitor ditambah, nilai capacitancenya akan turut bertambah, kerana plat yang luas dapat memegang lebih banyak electron dan sudah tentu casnya bertambah besar.
PINDAAN : 0 MUKASURAT 64 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 64 C ∝ A Jarak Jika jarak di antara dua plat capacitor dijauhkan bererti capacitancenya berkurangan kerana daya elektrik untuk menarik cas-cas di antara dua plat menjadi lemah. Semakin dekat jarak antara dua plat, semakin banyak cas yang disimpan dan semakin besar nilai capacitancenya. C ∝ 1 / d Dielektrik Dielektrik ialah bahan penebat dan setiap jenis bahan mempunyai daya penebatan yang berlainan. Oleh itu capacitancenya juga berbeza dan jelas menunjukkan dielektrik mempengaruhi nilai capacitance. Faktor dielektrik dijadikan sebagai nilai tetap (k) atau pemalar dalam perhitungan capacitance. C ∝ A / d C = kA / d di mana ; d = jarak antara plat k = pemalar dielektrik A = luas muka keratan plat Jadual 1 : Perbandingan nilai pemalar dielektrik Jadual 1.4.5 : Perbandingan nilai pemalar dielektrik Nilai pemalar k bergantung kepada jenis bahan dielektrik. Ia menggambarkan ciri-ciri dielektrik dan dikenali sebagai ketelutan mutlak bagi dielektrik yang digunakan itu. k terdiri daripada dua bahagian yang dikenali sebagai telutan hampagas (Eo) dan telutan bandingan (Er). k = Eo x Er C = Eo x Er x A di mana ; Eo = Absolute permittivity (8.85 x 10-12 F/m) d Er = Relative permittivity (bahan penebat) A = keluasan plat d = jarak antara dua plat Bagi capasitor berlapis yang mempunyai n bilangan plat, jumlah permukaan yang digunakan ialah (n - 1). Bahan Pemalar Dielektrik (k) Udara atau vakum 1 Polistirena 2 – 3 Kertas 2 – 6 Mika 2 - 3 Seramik 80 – 81
PINDAAN : 0 MUKASURAT 65 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 65 C = Eo x Er x A(n-1)di mana ; Eo = Absolute permittivity (8.85 x 10-12 F/m) d Er = Relative permittivity (bahan penebat) A = keluasan plat d = jarak antara dua plat (n-1) = bilangan plat 1.4.6. VOLTAN KENDALIAN Selain nilai capacitor dalam farad, voltan kendalian capacitor juga perlu sesuai dengan kadaran voltan yang hendak digunakan. Voltan kendalian ialah kadaran voltan maksimum yang mampu ditanggung oleh capacitor tanpa merosakkan dielektriknya. Kadaran voltan ini biasanya dicatatkan pada capacitor seperti 10 DCWV (10 volt kendalian arus terus) atau 400 V AC (400 volt arus ulang-alik). Nilai kadaran voltan ini bergantung pada jenis bahan dielektrik dan ketebalannya. Bagi menampung voltan yang tinggi ketelapan dielektrik ini mesti ditambah. 1.4.7. JENIS-JENIS CAPACITOR Capacitor terbahagi kepada tiga iaitu Capacitor Tetap, Capacitor Boleh Ubah dan Capacitor Boleh Laras. Capacitor dikelaskan berdasarkan bahan dielektrik yang digunakan seperti udara, seramik, mika, kertas dan elektrolitik. Pengelasan kadaran voltan kendalian juga dicatatkan pada capacitor. FIXED CAPACITOR (PEMUAT TETAP) Capacitor yang bernilai tetap telah disediakan pembuatannya, nilainya mungkin dituliskan terus pada badan capacitor atau menggunakan kod warna. Capacitor Kertas Capacitor ini paling banyak digunakan kerana harganya murah. Plat capacitor ini dibina daripada jalur kerajang aluminium yang dipisahkan oleh dielektrik, kertas lilin atau kertas tisu yang telah dibubuh minyak. Plat dan dielektrik ini akan digulung kemas menjadi tiub. Seterusnya, tiub ini akan ditutup dengan lapisan lilin dalam bekas kertas tebal atau logam plastic. Sambungan kaki capacitor dibuat pada hujung setiap plat yang telah digulung. Bahagian lapisan luar jalur kerajang biasanya dijadikan sambungan ke bumi dan ditandakan dengan jalur hitam pada badan capacitor atau ditulis kerajang luar atau bumi. Capacitor ini biasanya berkadar 250 pF hingga 10 µF pada voltan kendalian 150 kV DC. Capacitor yang berkadar lebih 600 V menggunakan bekas logam yang berisi minyak. Sekarang capacitor moden ini menggunakan plastic bagi menggantikan kertas. Oleh itu saiznya dapat dikecilkan dan ia tahan lebih lama. Antara penggunaan capacitor ini termasuklah sebagai pengganding isyarat voltan dari satu peringkat ke satu peringkat, membenarkan laluan arus terus yang tidak dikehendaki, menyekat arus terus pada setengah-setengah litar, menyimpan cas dan pemisah fasa pada motor aruhan.
PINDAAN : 0 MUKASURAT 66 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 66 Capacitor Mika Mutu capacitor ini amat baik. Platnya dibuat daripada kerajang logam yang dipisahkan oleh lapisan mika. Setelah digulung kemas, capacitor ini akan diisi ke dalam bekas plastic atau logam (biasanya aluminium). Capacitor ini berkadar 25 pF hingga 0.25 µF pada kadar voltan kendalian 2 kV DC. Capacitor Seramik Capacitance capacitor ini rendah. Ia biasanya dibuat dalam bentuk cakera atau rod. Bahan seramik digunakan sebagai dielektrik, sementara dua filem perak yang ditindih menjadi platnya. Kadar capacitance capacitor ini di antara 0.5 PF hingga 0.1 µF pada kadar voltan kendalian sehingga 500 V DC. Biasanya capacitor ini berwarna coklat atau hijau. Nilai capacitancenya ditulis secara langsung pada badan capacitor itu supaya mudah dibaca. Capacitor Elektrolit Kadar capacitance capacitor ini besar iaitu di antara 1 µF hingga 1000 µF, pada kadar voltan kendalian 600 V DC dan menurun ke 6 V DC dengan pertambahan nilai capacitance. Capacitor ini digunakan apabila capacitor lain tidak mempunyai kadaran capacitance yang dikehendaki. Capacitor ini mempunyai kekutupan jika digunakan pada arus terus. Dielektrik capacitor ini dibina daripada boraks, fosfat atau karbon. Semasa bekalan dikenakan di antara kedua-dua plat capacitor elektrolit terjadi di antara dua plat itu. Ini mengakibatkan satu lapisan nipis oksida wujud pada elektrod positif. Lapisan ini bertindak seperti dielektrik di antara plat positif dan negative. Capacitance yang tinggi mempunyai lapisan oksida yang nipis. Biasanya capacitor ini berbentuk silinder. Bagi penggunaan voltan rendah biasanya badan capacitor ini dibungkus dengan plastic. Capacitor Tantalum Binaan capacitor ini serupa dengan capacitor elektrolit, bezanya hanya pada bahan dielektriknya yang digunakan iaitu tantalum. Di samping itu pada ukuran fizikal yang serupa dengan capacitor elektrolit, capacitor tantalum memberikan nilai yang lebih jitu, stabil dan kurang arus bocor. Capacitor Mylar Pada asasnya binaan capacitor ini serupa dengan capacitor kertas, bezanya bahan dielektrik yang digunakan ialah mylar dan dibungkus dalam bekal plastic supaya nilainya menjadi lebih baik. Capacitor Polycarbonate Capacitor jenis ini menggunakan tebatan plastic. Capacitor jenis ini tidak disyorkan dalam penggunaan berterusan dalam ‘Main Power Supply’ Capacitor Polypropylene Dibuat dari kerajang polypropylene disalut dengan polyester sebagai protection. Kebocoran dielektrik rendah dan sesuai untuk penggunaan yang berterusan pada voltan tinggi.
PINDAAN : 0 MUKASURAT 67 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 67 1.4.8. VARIABLE CAPACITOR (PEMUAT BOLEH UBAH) Capacitor boleh ubah yang paling banyak digunakan ialah capacitor udara. Capacitor ini mempunyai plat tetap dan plat boleh bergerak. Plat capacitor ini dipasang berselang-seli. Setiap pasang plat dipisahkan oleh bahan dielektrik udara atau mika.Dengan menggerakkan satu plat bererti pemuk aan plat (tetap) yang bertentangan telah berkurangan dan seterusnya mengurangkan nilai capacitance. Capacitor jenis ini biasanya berkadar rendah (beberapa pikofarad). Contoh penggunaan capacitor ini ialah dalam litar penalaan radio bagi mendapatkan frekuensi radio yang dikehendaki. 1.4.9. ADJUSTABLE CAPACITOR (PEMUAT BOLEH LARAS) Capacitor boleh laras hanya membenarkan pelarasan capacitance pada nilai yang kecil. Capacitor ini dibina sama seperti capacitor boleh ubah udara, hanya saiznya yang kecil (dibina daripada dua plat yang dipisahkan oleh kertas mika). Jarak di antar plat boleh dikawal dengan memutarkan skru pelaras. Contoh capacitor boleh laras ialah Capacitor Trimmer. Rajah 1.4.9 : Jenis-jenis Capacitor 1.4.10. SIMBOL CAPACITOR Polycarbonat e Variable Capacitor Trimmer Capacitor Polystyrene Polyeste r
PINDAAN : 0 MUKASURAT 68 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 68 (a) (b) (c) (d) (e) Fixed Capacitor Elektrolitik Variable Capacitor Gang Capacitor Trimmer/Preset Rajah 1.4.10 : Simbol Capacitor 1.4.11. SISTEM KOD CAPACITOR Kod Film Capacitors Contoh 1 : 152 K = 15 x 100 = 1500 pF atau 0.0015 µF, ± 10 % Contoh 2 : 759 J = 75 x 0.1 = 7.5 pF, ± 5 + _ + _ Multiplier Tolerance of Capacitor For the Number Multiplier Letter 10 pF or Less Over 10 pF 0 1 1 10 B C ± 0.1 pF ± 0.25 pF 2 3 100 1,000 D F ± 0.5 pF ± 1.0 pF ± 1 % 4 5 10,000 100,000 G H ± 2.0 pF ± 2 % ± 3 % 8 0.01 J K ± 5 % ± 10 % 9 0.1 M ± 20 %
PINDAAN : 0 MUKASURAT 69 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 69 Kod Disk Ceramic Capacitors Contoh 1 :
PINDAAN : 0 MUKASURAT 70 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 70 Warna Mica Capacitors Contoh 1 : The dots in the top row are read from left to right, in the direction of the arrow. In the bottom row they are read in the reverse order, from right to left. The first dot at the left in the top row is black, indicating a mica capacitor. The next two colour dots are blue and red, for 62 as the first two digits in the numerical value of the capacitance. The next dot, at the far right in the bottom row, is red, indicating a multiplier of 100. Therefore, C = 62 x 100 = 6200 pF. The next dot is gold,, indicating a capacitor tolerance of ±5 percent. Colour Significant Figure Multiplier Tolerance (%) Voltage Rating Black Brown 0 1 1 10 - 1 - 100 Red Orange 2 3 100 1,000 2 3 200 300 Yellow Green 4 5 10,000 100,000 4 5 400 500 Blue Violet 6 7 1,000,000 10,000,000 6 7 600 700 Gray White 8 9 100,000,000 1,000,000,000 8 9 800 900 Gold Silver - - 0.1 0.01 5 10 1,000 2,000 No Colour - - 20 500
PINDAAN : 0 MUKASURAT 71 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 71 Warna Chip Capacitors
PINDAAN : 0 MUKASURAT 72 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 72 Kod Warna Tantalum Capacitors Contoh 1 : Moving from top to bottom, the first two colour bands are yellows and violet, which represent the digits 4 and 7, respectively. The third colour band is blue, indicating a multiplier of 1,000, 000. Therefore the capacitance C is 47 x 1,000,000 = 47, 000, 000 pF, or 47 µF. The blue colour at the left indicates a voltage rating of a 35 V. And finally, the silver dot at the very top indicates a tolerance of ±10 percent. Colour Rated Voltage Capacitance in Picofarads Multiplier 1 st Figure 2 nd Figure Black 4 0 0 - Brown 6 1 1 - Red 10 2 2 - Orange 15 3 3 - Yellow 20 4 4 10,000 Green 25 5 5 100,000 Blue 35 6 6 1,000,000 Violet 50 7 7 10,000,000 Gray - 8 8 - White 3 9 9 -
PINDAAN : 0 MUKASURAT 73 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 73 Warna Capacitor Jadual di bawah ini menunjukkan skim kod warna bagi capacitor seperti yang digunakan dalam siri Mullard C280. Jadual 1.4.11 : Kod warna capacitor Contoh : Rajah di bawah menunjukkan sejenis capacitor dengan menggunakan jalur warna. Tentukan capacitance capacitor tersebut. Contoh pengiraan 1 : Contoh pengiraan 2 : Capacitance = 10 x 1 000 pF Capacitance = 22 x 10 000 pF = 10 000 pF = 10 nF = 0.01 µF = 22 000 pF = 0.22 µF Had-Terima = ± 20 % Had-Terima = ± 20 % Voltan = 250 V Voltan = 250 V Nilai capacitancenya = 0.01 µF ± 20% 250V Nilai capacitancenya = 0.22 µF ±20% 250V Kod Warna Nilai (digit) Pendarab Had-terima Voltan Pekali Suhu Hitam 0 1pF ±20% Lazimnya sifar Coklat 1 10pF ±1% - 30 x 10-6 pF/pF/ o C Merah 2 100pF ±2% 250V - 80 x 10-6 pF/pF/ o C Jingga 3 1000pF 400V - 150 x 10-6 pF/pF/ o C Kuning 4 10 000pF 630V - 220 x 10-6 pF/pF/ o C Hijau 5 1 00 000pF ±5% - 330 x 10-6 pF/pF/ o C Biru 6 - 470 x 10-6 pF/pF/ o C Ungu 7 - 750 x 10-6 pF/pF/ o C Kelabu 8 0.01pF Putih 9 0.1pF ±10% + 100 x 10-6 pF/pF/ o C Coklat Hitam Jingga Hitam Merah Digit Digit Pendarab Had-Terima Voltan Merah Merah Kuning Hitam Merah Digit Digit Pendarab Had-Terima Voltan
PINDAAN : 0 MUKASURAT 74 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 74 Capacitor Poliester Jadual di bawah menunjukkan kadar bagi angka dan huruf yang biasa terdapat di dalam capacitor jenis poliester ini. Jadual 1.4.11 (PP) : Nombor dan huruf pada capasitor Contoh : Rajah di bawah menunjukkan bentuk satu capacitor poliester yang menggunakan angka dan huruf sebagai kadar nilai capacitance bagi capacitor tersebut. Contoh pengiraan :- Capacitance = 10 x 10 000pF = 100 000 pF atau 0.1µF Had-terima = ± 20% Voltan kendalian = 50V Oleh itu, nilai capacitancenya = 0.1µF ± 20% 50V Capacitor Elektrolit Bagi capacitor jenis ini, nilai capacitancenya tertulis pada badannya. Di mana terdapat nilai capacitance, suhu dan voltan. 1 0 4 Digit (1) Digit (2) Pendarab Had-terima Angka Had-terima 1 10pf 2 100pF 3 1000pF 4 10 000pF Huruf Had-terima B ± 0.1 % C ± 0.25 % D ± 0.5 % F ± 1 % G ± 2 % J ± 5 % K ± 10 % M ± 20 % N ± 30 % P ± 20 % Z + 80 %, - 20 %
PINDAAN : 0 MUKASURAT 75 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 75 1.4.12. TIME CONSTANT (PEMALAR MASA) Apabila sesuatu capacitor disambungkan merentasi satu punca voltan arus terus ia akan dicaskan hingga ke voltan yang dikenakan. Jika capacitor yang dicaskan tadi disambungkan merentasi suatu beban, ia akan dinyahcas menerusi beban tersebut. Masa yang diperlukan bagi mengecas dan menyahcas boleh dikira sekiranya nilai-nilai litar tertentu diketahui. Ada dua faktor yang menentukan masa mengecas atau nyahcas, iaitu nilai capacitor dan nilai perintang yang mana capacitor tersebut mengecas atau nyahcas. Masanya adalah berkadar terus dengan kedua-dua capacitor dan perintang. Satu pemalar masa ialah masa yang diperlukan oleh capacitor untuk mengecas ke 63.2% voltan yang dikenakan. Ataupun jika capacitor tersebut sedang dinyahcaskan, satu pemalar masa adalah panjang masa yang diambil untuk voltan merentasi capacitor jatuh sebanyak 63.2%. Pemalar masa boleh dihuraikan dengan persamaan berikut :- t = R x C (untuk masa yang diambil oleh capacitor mengecas sebanyak 63.2%) t = 5 (R x C) (untuk masa yang diambil oleh capacitor untuk mengecas sepenuhnya) di mana ; t = pemalar masa dalam saat, R = nilai rintangan, C = nilai capacitance (a) (b) (c) Rajah 1.4.12 : (a) Mencas Capacitor (b) Menyahcas Capacitor (c) Lengkungan pemalar masa Contoh 1 : Jika C = 10µF dan R = 100kΩ, berapakah nilai masa yang diambil untuk mengecas ? t = R x C = 100 x 103 x 10 x 10-6 = 1ms Contoh 2 : Jika C = 1µF dan R = 10kΩ, berapakah nilai masa yang diambil untuk capacitor mengecas sepenuhnya ?
PINDAAN : 0 MUKASURAT 76 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 76 t = 5 (R x C) = 5 (10 x 103 x 1 x 10-6 ) = 50 x 10-3 saat = 50ms 1.4.13. SAMBUNGAN LITAR CAPACITOR LITAR SIRI Jika capacitor disambung secara siri jumlah capacitance akan berkurangan kerana sambungan itu seolah-olah seperti sebuah capacitor dengan platnya berada pada jarak yang besar. Rajah 7 : Capacitor sambungan siri * Formula untuk mendapatkan nilai :- Jumlah Capacitance (farad), CT 1 = 1 + 1 + 1 + …… 1 . CT C1 C2 C3 CN Jumlah Cas (coulomb), QT QT = CT x VT atau QT = Q1 = Q2 = Q3 = …… = QN Jumlah Tenaga (joule), WT WT = W1 + W2 + W3 …… WN atau WT = ½ QV, WT = ½ CV2 , WT = Q2 / 2C Contoh 1 : Diberi voltan adalah 20 V, dapatkan :- a) Jumlah capacitance, CT b) Jumlah cas c) Tenaga d) Voltan pada C1 C1 C2 C3
PINDAAN : 0 MUKASURAT 77 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 77 Penyelesaian :- 1 / CT = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 c) WT = ½ CV2 = 1/ 5 µ + 1/ 2 µ + 1/ 3 µ = ½ x 0.97 µF x (20 V)2 = 0.97 µF = 194 µjoule QT = CT x V d) VC1 = Q1 / C1 = 0.97 µF x 20V = 19.4 µcoulomb / 5 µ = 19.4 µCoulomb = 3.9 V LITAR SELARI Capacitor yang disambung selari, jumlah capacitancenya akan bertambah kerana gabungan itu seolah-olah seperti sebuah capacitor yang mempunyai plat yang besar. Rajah 1.4.13 (SS) : Capacitor sambungan selari * Formula untuk mendapatkan nilai :- Jumlah Capacitance (farad), CT CT = C1 + C2 + C3 + ……. CN Voltan adalah sama pada pada setiap capacitor selari dengan punca voltan. Jumlah Cas (coulomb), QT QT = CT x VT atau QT = Q1 + Q2 + Q3 + …… + QN Jumlah Tenaga (joule), WT 5µF 2µF 3µF C1 C2 C3 C1 C2 C3
PINDAAN : 0 MUKASURAT 78 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 78 WT = W1 + W2 + W3 …… WN atau WT = ½ QV, WT = ½ CV2 , WT = Q2 / 2C Contoh 1 : Diberi voltan adalah 50 V, dapatkan :- a) Jumlah capacitance, CT b) Jumlah cas c) Tenaga d) Cas pada Q1 Penyelesaian :- a) CT = C1 + C2 c) WT = ½ C1 V2 = 1 µF + 1 µF = ½ x 1µF x (50 V)2 = 2 µF = 1.25 mjoule b) QT = CT x VT d) Q1 = C1 x VT = 2 µF x 50 V = 1µF x 50 V = 100 µcoulomb = 50 µcoulomb LITAR SIRI SELARI Merupakan gabungan litar capacitor siri selari bagi mencari jumlah capacitance adalah dengan menyelesaikan capacitor yang disambung secara selari kemudian dicampurkan dengan yang siri. Jumlah kemuatan dikira seperti berikut:- Jumlah kemuatan dalam sambungan selari ialah C2 + C3 = CA 10 pF + 20 pF = 30 pF C1 C2 1 µF 1 µF 50 V C2 C3 10 pF 20 pF 50 V C1 30 pF
PINDAAN : 0 MUKASURAT 79 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 79 Jumlah kemuatan ialah CT = C1 x CA C1 + CA = 30 pF x 30 pF 30 pF + 30 pF = 15 pF 1.5. PENGENALAN KEPADA GEGELUNG (INDUCTOR) DAN TRANSFORMER Inductor merupakan komponen yang banyak penggunaannya dalam litar elektrik dan elektronik. Belitan gegelung dawai berpenebat merupakan inductor yang umum. Apabila gegelung ini diberikan bekalan ia akan menghasilkan medan magnet dan seterusnya mengaruhkan voltan sekiranya medan magnet yang dihasilkannya mengalami pengembangan dan penguncupan. Sebarang pengalir yang bergerak dalam medan magnet boleh dianggap inductor kerana keupayaannya menjanakan voltan aruhan. 1.5.1. PENERANGAN : Inductor ialah komponen yang dibuat daripada gegelung dawai jenis bertebat. Lilitan dawainya pada satu bekas berbentuk silinder kosong atau berteraskan logam. Simbol kearuhan ialah L. Kearuhan diukur dalam unit Henry (H). 1 Henry bermakna 1 volt yang diaruhkan oleh perubahan arus dengan kadar 1 amp sesaat. Inductor digunakan untuk antena, litar penalaan, litar pembentuk gelombang, pembesar suara, geganti dan transformer (transformer). a. Bentuk Inductor b. Simbol Inductor c. Teras Udara d. Teras Besi e. Variable Inductor Rajah 1.5.1 : Bentuk Inductor dan simbol 1.5.2. KEARUHAN (INDUCTANCE) Kearuhan dikatakan kebolehan sesuatu pengalir menghasilkan voltan teraruh bila arusnya berubah-ubah. Bahan konduktor akan menghasilkan voltan teraruh merentasinya apabila dilalukan arus AU. Konduktor menghasilkan medan magnet di sekelilingnya apabila arus melaluinya. Arus AU yang berubah-rubah membuatkan medan magnet mengembang dan mengecil, yang mana akan memotong konduktor itu sendiri. Kesan daripada pemotongan medan magnet akan menghasilkan voltan teraruh merentasinya. Kearuhan terbahagi kepada dua iaitu :- a) Kearuhan diri (Self Inductance)
PINDAAN : 0 MUKASURAT 80 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 80 b) Kearuhan saling (Mutual Inductance) Kearuhan Diri (Self Inductance) Apabila arus elektrik mengalir dalam seutas wayar, medan elektrik akan terbentuk disekeliling wayar tersebut. Kekuatan medan elektrik bergantung berapa banyak arus yang mengalir. Kearuhan (inductance) ialah kebolehan sesuatu pengalir menggunakan medan magnet untuk mengaruh voltan pada dirinya sendiri (self induced voltage). Voltan aruhan diri (self-induced) dikenali juga sebagai “back EMF” (Electro-Motive-Force), di mana digunakan untuk menerangkan voltan. Kekuatan atau jumlah voltan aruhan-diri, back EMF, dipastikan dengan jumlah arus mengalir dan saiz ‘inductance’. Saiz sesuatu ‘inductance' bergantung kepada beberapa faktor yang terpenting ialah bilangan lilitan dalam satu gelung dan teras bahan (core material). Rajah 1.5.2 : Kearuhan diri Formula mengira kearuhan :- L = VL di mana ; VL ialah voltan aruhan di / dt di/dt ialah perubahan arus (Amp / saat) Kearuhan Saling (Mutual Inductance) Kearuhan saling (Lm) ditakrifkan sebagai kebolehan AU pada satu konduktor mengaruh voltan pada satu konduktor lain berhampiran tanpa sentuhan Rajah 1.5.2 : Kearuhan saling M di antara L1 dan L2 oleh fluks magnet
PINDAAN : 0 MUKASURAT 81 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 81 Formula mengira kearuhan saling :- Lm = k √(L1L2) di mana ; L1 dan L2 - nilai aruhan diri pada kedua-dua gelung k - penjodoh angkali Lm - aruhan saling gabungan antara L1 dan L2 Contoh 1 : Dua gelung L1 dan L2 ialah 400mH mempunyai angkali jodoh sama dengan 0.2, kirakan Lm. Lm = k √(L1L2) = 0.2 √(400mH x 400mH) = 80mH 1.5.3. FAKTOR–FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEARUHAN (INDUCTANCE) Rajah 1.5.3 : Binaan gegelung mempengaruhi kearuhan Faktor-faktor yang mempengaruhi kearuhan Bilangan lilitan - N Semakin banyak bilangan lilitan, kearuhan bertambah kerana lebih banyak voltan teraruh. Di mana L berkadar terus dengan N2. Luas gelung lilitan - A Lebih luas gelung lilitan lebih tinggi nilai kearuhan (inductance) di mana L berkadar terus dengan A. Panjang gelung - l Kearuhan (inductance) berkurangan bila panjang bertambah. Permeability(ketelapan) Kearuhan (inductance) bertambah dengan permeability pada satu teras. Oleh itu formula untuk nilai kearuhan :- L = µr x µo x N2 x A Di mana ; µr - relative permeability
PINDAAN : 0 MUKASURAT 82 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 82 l µo - absolutepermeability (1.26 x 10-6) A - luas dalam meter persegi l -panjang dalam meter N - jumlah lilitan Contoh 1 :- Cari nilai kearuhan jika diberi l = 15 cm, N = 100 lilitan, A = 2cm2 , µr = 5 dan µo = 1.26 x 10-6. L = µr x µo x N2 x A l = 5 x 1.26x10-6 x (100)2 x (2x102 ) 4 5x 10-2 = 84 µH 1.5.4. ANGKALI JODOH (k) Ia adalah kebolehan satu-satu litar di mana had daya magnet yang terjadi pada sesuatu litar memindahkan tenaga elektrik kepada lilitan yang berhampiran dengannya. Dalam rajah di bawah semua flux pada L1 bergabung (links) dengan L2, oleh itu k sama dengan 1 atau dipanggil unity coupling. Rajah 1.5.4 : Angkali Jodoh Formula untuk angkali jodoh : k = flux gabungan antara L1 dan L2 flux dihasilkan oleh L1 Contoh 1 : Satu gelung L1 menghasilkan flux magnet sebanyak 80µwb dan 60µwb dipindahkan ke gelung L2, kirakan nilai angkali jodoh, k.
PINDAAN : 0 MUKASURAT 83 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 83 k = 60µwb = 0.75 80µwb 1.5.5. LITAR INDUCTOR Terdapat 2 jenis sambungan inductor iaitu :- a. Inductor disambung secara siri b. Litar selari dengan aruhan saling A. Inductor disambung secara siri Jika inductor disambung secara siri dan tidak ada kesan kearuhan saling, jumlah kearuhannya sama seperti rintangan sesiri iaitu hasil tambah kesemuanya maka : LT = L1 + L2 + L3 + … LN (Anggapkan tiada aruhan saling) Rajah 1.5.5 (A) : Inductor sesiri Jika dua inductor disambung secara siri dan medannya bergabung, kearuhannya dirumuskan seperti yang berikut : LT = L1 + L2 + 2Lm Rajah 7 : Inductor sesiri medan bergabung Jika dua inductor disambung secara siri dan medannya bertentangan, kearuhannya dirumuskan seperti yang berikut : LT = L1 + L2 - 2Lm Rajah 8 : Inductor sesiri bertentangan medan B. Litar Selari dengan aruhan saling Jika kesan kearuhan saling tidak berlaku, kearuhan sambungan selari iaitu :- 1 = 1 + 1 + 1 + .. LN LT = L1 L2 L3
PINDAAN : 0 MUKASURAT 84 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 84 Rajah 9: Inductor selari - Terbahagi kepada 2 iaitu :- i) Selari membantu LT = L1 L2 – Lm2 L1+L2 – 2Lm ii) Selari menentang LT = L1L2 - Lm2 L1+L2 + 2Lm Contoh 1 :- Diberi gelung L1 = 20 mH dan L2 = 40mH dan angkali jodohnya ialah 0.4. Cari nilai jumlah kearuhan jika :- a. Disambung secara siri. b. Disambung secara selari membantu. c. Disambung secara selari menentang. a. LT = L1 + L2 = 20mH + 40mH Lm Lm
PINDAAN : 0 MUKASURAT 85 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 85 = 60mH b. LT = L1 L2 – Lm2 Lm = k (L1 L2) 1/2 L1+L2 –2Lm = 0.4 (20mH x 40mH) 1/2 = 20m (40m) – (0.01) 2 20m + 40m -2(0.01) = 0.01 = 0.0175H = 17.5mH c. LT = L1L2 - Lm2 L1+L2 + 2Lm = 20m (40m) – (0.01) 2 20m + 40m +2(0.01) = 8.75Mh 1.5.6. TRANSFORMER (PENGUBAH) Transformer ialah satu komponen yang bertugas untuk menyalurkan voltan dan arus secara elektromagnetik dari satu litar ke satu litar yang lain. Ia digunakan untuk menaikkan atau merendahkan voltan bekalan AC mengikut berkurangan atau bertambahnya arus. 1.5.7. SIMBOL TRANSFOMER a. Teras Udara b. Teras Besi c. Variable Transformer Rajah 1.5.7 : Simbol Transformer 1.5.8. BINAAN TRANSFORMER Transformer terdiri daripada cantuman kepingan besi dan mengandungi dua bahagian iaitu gelung primary dan gelung secondary dan dipisahkan oleh teras yang diperbuat dari logam, udara atau sebagainya. Kedua-dua gelung ini mempunyai aruhan saling yang tinggi, dan jika gelung utama (primary coil)
PINDAAN : 0 MUKASURAT 86 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 86 disambungkan kepada bekalan AC, arus akan mengalir mewujudkan fluks ulangalik di dalam teras (core). Kebanyakan fluks ini akan merangkal (berpindah) ke gelung kedua (secondary coil). 1.5.9. JENIS-JENIS TRANSFORMER Pada dasarnya transformer dibahagikan kepada 3 jenis iaitu transformer kuasa, transformer audio dan transformer RF. Ketiga–tiga transformer tersebut mempunyai kegunaan masing–masing. Di antara kegunaannya ialah :- Transformer Kuasa Direka untuk menangani masalah pengeluaran kuasa. Ia digunakan di dalam system penjanakuasaan dan pengagihan kuasa sama ada untuk meninggi atau merendahkan voltan. Transformer Audio Transformer audio digunakan di dalam penguat audio sama ada di radio atau di dalam peralatan-peralatan lain yang menggunakan sistem suara. Transformer RF Digunakan di dalam bahagian penghantaran dan penerimaan frekuensi radio. 1.5.10. Transformer Kuasa Terbahagi kepada 4 iaitu :- • Transformer peninggi / penaik (Step-Up Transformer) Mempunyai voltan keluaran yang lebih tinggi daripada voltan masukan. Voltan secondary lebih tinggi dari voltan primary. • Transformer perendah / penurun (Step-Down Transformer) kemasukan voltan ke nilai yang lebih rendah. Voltan secondary lebih rendah dari voltan primary. • Transformer pengasingan (Isolation transformer) Nilai voltan masukan di gelung primary adalah sama dengan voltan keluaran di gelung secondary. • Autotransformer ciri-ciri yang berbeza dari transformer lain, di mana gelung primary dan gelung secondary tidak diasingkan sebaliknya menggunakan gelung yang sama.
PINDAAN : 0 MUKASURAT 87 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 87 1.5.11. Iron Core Transformer (Teras Besi Transformer) Rajah 1.5.11 : Step-Up Transformer Merujuk Rajah 1.5.11 : Step-Up Transformer ialah voltan yang dikeluarkan itu lebih besar daripada voltan yang dibekalkan Rajah 1.5.11 : Step-Down Transformer Merujuk Rajah 1.5.11: Step-Down Transformer ialah mengeluarkan voltan yang paling kecil daripada voltan masukan. 1.5.12. Autotransformer Rajah 1.5.12 : Step-Up Autotransformer Rajah1.5.12:Step-Down Autotransformer
PINDAAN : 0 MUKASURAT 88 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 88 Merujuk Rajah 1.5.12 : Step-Up Autotransformer, voltan primary Vp disambung merentasi sebahagian gegelung dari tamatan 1 dan tamatan 2. Manakala voltan teraruh diambil merentasi gegelung dari tamatan 1 dan 3. Voltan Vs lebih tinggi daripada voltan Vp. Merujuk Rajah 1.5.12 : Step-Down Autotransformer, voltan primary Vp disambung merentasi sebahagian gegelung dari tamatan 1 dan tamatan 3. Manakala voltan teraruh Vs merentasi sebahagian gegelung pada tamatan 1 dan 2. Voltan Vs lebih rendah daripada voltan Vp 1.5.13. Center Tapped Transformer Pada secondary terdapat satu nilai yang ditetapkan (tapped) ditengahya.Merujuk Rajah 1.5.13, Centre Tapped Transfomer, jika jumlah voltan pada secondary yang hendak digunakan 24 VAC, maka gunakan terminal 12 V dengan 12 V. Jika hendak 12 V sahaja, guna terminal 0 V dan 12 V. Rajah 1.5.13 : Center Tapped Transformer 1.5.14. KEHILANGAN KESAN TERAS TRANSFORMER Kebanyakan teras kegunaan kemagnetan akan menjadi panas. Sebahagian daripada tenaga yang dibekalkan ke gegelung diguna sebagai haba di teras. Dua kesan teras ialah kehilangan arus Eddy dan kehilangan Histerisis. Kesan Arus Eddy Arus wujud di teras akibat voltan teraruh pada konduktor. Arus ini berpusar merentasi teras yang mana dianggap membazir kuasa yang terlesap sebagai haba. Kesan arus pusar yang besar berlaku jika kearuhan AC berfrekuensi tinggi. Arus pusar ini berlaku jika menggunakan teras besi tebal seperti di Rajah 17. Ia boleh dikurangkan dengan beberapa cara :- Terasnya mesti dilapiskan atau dipisah-pisahkan. Setiap plat disalut dengan penebat yang dinamakan ‘Iron Oxide’ atau ‘Varnish’. Bila plat disatukan ia dinamakan ‘Laminated Iron Core’ Didekatkan dengan logam yang lain supaya arus pusar dapat diserapkan pada logam tersebut. Ia digunakan untuk mengelakkan gangguan gelombang di dalam atau di luar.
PINDAAN : 0 MUKASURAT 89 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 89 Rajah 1.5.14 : Arus Eddy di teras transformer Kesan Histerisis Kesan ini berlaku pada frekuensi radio. Ini berlaku disebabkan keperluan kuasa tambahan bagi membalikkan medan magnet oleh arus AC frekuensi radio di dalam bahan kemagnetan. Untuk mengurangkannya ialah dengan cara memasang kaki komponen pada papan bercetak dengan keadaan yang rapat atau rendah supaya kurang kearuhannya. 1.5.15. PENYEJUKAN TRANSFORMER Penyejukan transformer dilakukan bagi mengelakkan transformer menjadi terlalu panas akibat kehilangan kuasa dan seterusnya merosakkan penebatan belitan. Terdapat pelbagai cara penyejukan transformer antaranya :- • Memancarkan keluar haba yang terhasil melalui badan transformer yang diperbuat daripada besi (transformer kecil) • Merendamkan pengubah dalam minyak khas di samping dapat meningkatkan penebatan belitan. • Mengalirkan minyak melalui paip di sekeliling transformer. • Menggunakan air sebagai ejen penyebar haba. Air dialirkan dalam salur di sekeliling transformer. • Menghembuskan angin dengan berterusan kepada transformer. Kaedah b, c, d dan e digunakan untuk penyejukan transformer yang besar.
PINDAAN : 0 MUKASURAT 90 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 90 Rajah 1.5.15 : Penyejukan dengan cara Rajah 1.5.15 : Penyejukkan dengancara pemancaran terus minyak khas dan air 1.5.16. TRANSFORMER RATIO (NISBAH PENGUBAH) Transformer mempunyai lilitan primary (Np) yang disambung pada voltan punca AC dan lilitan secondary (Ns) yang disambung kepada beban RL .Pada litar buka (iaitu tiada beban) Ep hampir-hampir sama kepada voltan primary (Vp) dan Es hampir sama dengan voltan terminal secondary (Vs) Rajah : Nisbah Transformer Formula untuk nisbah transformer :- K = Es = Vs = Ns Ep Vp Np Di mana :- Ep = d.g.e teraruh utama (primary emf induced) Es = d.g.e teraruh pendua (secondary emf induced) Vp = voltan terminal utama (voltan bekalan) Vs = voltan terminal pendua (secondary terminal voltage) Ip = arus primary Is = arus secondary Np = bilangan lilitan gegelung primary
PINDAAN : 0 MUKASURAT 91 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 91 Ns = bilangan lilitan gegelung secondary Φ = fluks magnetic ulang-alik yang terhasil pada teras Vp * Ns/Np = K ialah nisbah transformer (transformer ratio) a. Nisbah lilitan Nisbah bilangan lilitan di primary kepada bilangan lilitan di secondary adalah nisbah lilitan transformer. Np Ns b. Nisbah Voltan Nisbah voltan berkadaran kepada voltan teraruh di lilitan primary kepada lilitan secondary. Vp = Np Vs Ns Apabila lilitan secondary (Ns) lebih banyak daripada lilitan primary (Np), voltan primary (Vp) akan dinaikkan. Oleh itu voltan secondary (Vs) akan lebih tinggi daripada voltan primary (Vp). Contoh :- Nisbah transformer menaik ialah 1:10 Apabila lilitan secondary (Ns) sedikit daripada lilitan primary (Np), voltan di secondary (Vs) lebih rendah dan voltan di primary (Vp) diturunkan. Contoh :- Nisbah transformer menurun ialah 10:1 Contoh1 :- Cari Np jika Vp = 60 V, Vs = 15 V dan Ns = 2. Vp = Np Np = Vp x Ns Vs Ns Vs = 60 x 2 15 = 8 c. Arus secondary Amaun arus secondary adalah voltan secondary dibahagi dengan rintangan di litar secondary. Is = Vs RL d. Kuasa di secondary Kuasa yang terlesap oleh RL di secondary adalah :-
PINDAAN : 0 MUKASURAT 92 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 92 PRL = Is2 x RL atau PRL = Vs x Is e. Kecekapan transformer Jika transformer dianggap 100% cekap, kuasa yang dibekalkan ke primary adalah sama dengan kuasa yang terdapat pada secondary. Dengan kata lain :- Pin = Pout iaitu η (eta) = 100% (ideal) Atau kuasa pada lilitan primary sama dengan kuasa pada lilitan secondary. Iaitu :- VpIp = VsIs f. Nisbah Arus Formula untuk mencari nisbah arus :- Is = Vp atau Ip = Vs = Ns = k Ip Vs Is Vp Np Contoh 1 :- Satu transformer dengan nisbah lilitan 1:5 mempunyai 120 V merentasi 2400 Ω di secondary. Berapakah arus secondary, Is Kirakan nilai arus primary , Ip Penyelesaian :- i. Is = Vs ii. Np : Ns = 1 : 5 RL Np = Is = 120 Ns Ip 1200 Ip = Is x Ns = 0.1A Np = 0.1 x 5 1 = 0.5 1.6. PENGENALAN KEPADA ARUS ULANG-ALIK Pengetahuan dalam prinsip elektrik adalah sangat penting bagi seseorang yang ingin mempelajari segala pekerjaan dan perjalanan sesuatu alat elektronik. Segala kaitan yang berhubung dengan elektrik dan elektronik mempunyai unit-unit, sukatansukatan dan lain-lain hal yang berkaitan dengannya. 1.6.1. ARUS TERUS (AT) Arus Terus ~ AT (Direct Current ~ DC) mengalir dalam satu arah sahaja. Bateri atau sel menjanakan Arus Terus. Bentuk perubahan AT dengan masa ialah
PINDAAN : 0 MUKASURAT 93 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 93 seperti Rajah 1. Aliran arus sehala ini disebabkan oleh kutub bateri atau sel yang tidak berubah. Rajah 1.6.1 : Bentuk Gelombang Arus Terus Rajah 1.61 : Bentuk Gelombang Arus Ulang-Alik 1.6.2. ARUS ULANG-ALIK (AU) Arus Ulang-Alik ~ AU (Alternative Current ~ AC) adalah arus yang sentiasa berubah-ubah arah pengalirannya seperti Rajah 1.6.2. Perubahan aruah pengaliran arus dalam litar AU disebabkan oleh perubahan kekutuban punca voltan yang berselang-seli. Nilai arus akan meningkat dari sifar ke maksimum pada arah positif dan kemudian menurun ke sifar. Seterusnya, nilai arus ini akan menurun ke maksimum pada arah negatif. Kemudian, nilai arus naik kembali ke sifar. Proses perubahan nilai arus dan arah pengaliran secara berkala merupakan ciri-ciri penting bagi litar AU. Rajah 1.6.2 (a) dan Rajah 1.6.2 (b) menunjukkan bentuk gelombang AU yang biasa digunakan dalam aplikasi kejuruteraan elektrik dan elektronik. Bagi bekalan elektrik yang dibekalkan ke rumah, gelombang sinus digunakan. Rajah 1.6.2 (a) : Bentuk Gelombang Rajah 1.6.2 (b) : Bentuk Gelombang Segiempat Sama Gerigi 1.6.3. FREKUENSI (f) Frekuensi untuk gelombang AU ialah bilangan kitar lengkap yang berlaku dalam masa satu saat. Unit frekuensi ialah Hertz (Hz). Rajah 4 menunjukkan gelombang sinus yang mempunyai dua kitar lengkap dalam masa satu saat. Oleh yang demikian, frekuensi gelombang ini ialah 2 Hz. Frekuensi piawai untuk sistem