Topik 3 - elektrik

BAB 3: ELEKTRIK

FIZIK TINGKATAN 5 KSSM
PENGAJAR: SITI HASHIMAH BINTI MOHAMAD HANIF

PUSAT TUISYEN MINDA INTELEK, TG. KIDURONG BINTULU

3.1 • 3.1.1 Maksud medan elektrik.
ARUS DAN • 3.1.2 Kekuatan medan elektrik, E
• 3.1.3 Kelakuan zarah bercas di dalam
BEZA suatu medan elektrik.
KEUPAYAAN • 3.1.4 Definisi arus elektrik.
• 3.1.5 Definisi beza keupayaan, V

3.1.1 APAKAH YANG DIMAKSUDKAN DENGAN
MEDAN ELEKTRIK?

• Medan elektrik ialah kawasan sekitar suatu zarah bercas di mana

sebarang cas elektrik yang berada dalam kawasan tersebut akan
mengalami daya elektrik. (Diingatkan kembali cas ada dua jenis iaitu
positif dan negatif)

• Dalam eksperimen untuk melihat medan elektrik, serbuk suji diletakkan di

dalam medan elektrik tersebut dan sumber kuasa di pasang. Corak yang
dibentuk oleh serbuk suji menunjukkan corak medan elektrik.

BAGAIMANAKAH BENTUK ASAS CORAK MEDAN
MAGNET ELEKTRIK?

SGUAARTISU MZAERDAAHN CEALESKTPROIKSIDTIIFSSEKENELTIILAINSGA GSUAARTISU MCAEDSANNEGELAETKITFRMIKEDNIGSHEKAELLAILINKGE
MENGHALA KE LUAR DALAM

Arah medan elektrik adalah dari cas positif ke negatif

KALAU BERGABUNG CAS BAGAIMANA PULA?

Kalau berlawanan cas, akan menarik satu sama lain manakala kalau sama cas, akan menolak
antara satu sama lain.

Lebih banyak garis daya elektrik menunjukkan semakin kuat suatu medan elektrik.

CONTOH KEWUJUDAN
MEDAN ELEKTRIK

3.1.2 KEKUATAN MEDAN ELEKTRIK, E

• Pada satu titik dalam medan

elektrik boleh ditakrifkan sebagai
daya elektrik yang bertindak ke
atas seunit cas positif yang terletak
pada titik itu.

Unit V m–1 adalah setara dengan N C–1.

3.1.3 MENERANGKAN KELAKUAN ZARAH BERCAS DI DALAM SUATU
MEDAN ELEKTRIK.

• Eksperimen bebola polisterina
• Eksperimen nyalaan lilin

KESAN MEDAN ELEKTRIK KE ATAS GERAKAN BOLA
POLISTIRENA BERSALUT LOGAM

Ingat semula formula kekuatan medan elektrik,E tadi. • Wayar hitam adalah terminal negatif
• manakala warna merah adalah
Apabila jarak antara dua plat, d bertambah
maka kekuatan medan elektrik akan berkurang terminal positif.
• Bebola itu berulang alik di antara

kedua dua plat kerana berlakunya nyah
cas dan mengecas.
• Apabila ia ke plat positif,cas negatif
akan dinyahkan dan cas positif akan
pergi ke bebola tadi.
• Persamaan cas antara plat positif dan
bebola menyebabkan bebola tertolak
dan ditarik oleh plat negatif.
• Perkara yang sama akan berlaku di
plat negatif sehingga punca kuasa
eletrik dimatikan.
• Apakah akan jadi jika plat itu
dijarakkan lebih jauh lagi?

KESAN MEDAN ELEKTRIK KE ATAS NYALAAN LILIN

• Apabila kuasa dihidupkan, api akan
terbelah dua dengan keadaan api lebih
banyak terarah ke plat negatif (terminal
negatif)

• Haba daripada lilin menyebabkan
udara mengion menjadi ion positif dan
ion negatif.

• Ion ion tadi akan terarah ke plat yang
bertentangan dengan cas dalam api
tadi.

• Ion positif mempunyai jisim dan saiz
yang lebih besar berbanding dengan ion
negatif. Oleh itu, sebaran yang tertarik
ke plat logam bercas negatif adalah
lebih besar berbanding dengan sebaran
yang tertarik ke plat logam bercas
positif.

3.1.4 ARUS ELEKTRIK.

• Apabila suatu litar telah lengkap,arus

elektrik akan teralir. Arus, I ialah kadar
pengaliran cas, Q dalam satu konduktor.

Arah pergerakan elektron
Arah pergerakan arus elektrik

3.1.5 BEZA KEUPAYAAN, V

• Beza keupayaan, V di antara dua

titik dalam suatu medan elektrik
ialah kerja, W yang dilakukan
untuk menggerakkan satu coulomb
cas di antara dua titik tersebut.



JAWAPAN PRAKTIS FORMATIS 3.1

1. a) Arus ialah kadar pengaliran cas dalam satu konduktor.

b) Beza keupayaan ialah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu
coulomb cas di antara dua titik.

2. Medan elektrik ialah kawasan sekitar suatu zarah bercas di mana sebarang cas

elektrik yang berada dalam kawasan tersebut akan mengalami daya elektrik.

3. Arus, I = 4.0 × 10-2 A Masa, t = 3 jam = 3 × 60 × 60 = 10 800 s

Q = ne dan It = ne
4.0 × 10–2 A •(10 800 s) = n • (1.6 × 10–19 C)
Maka bilangan elektron, n = 2.7 × 1021 elektron

4. a) Masa, t = 1 × 3 600 = 3 600 s Arus, I = 0.2 A

Cas yang mengalir, Q = It = 0.2 A × 3 600 s = 720 C

b) Beza keupayaan, V = 3.0 V Cas yang mengalir, Q = 720 C

Tenaga, E = VQ = 3.0 V × 720 C = 2 160 J

5. Cas yang mengalir, Q = 900 C Masa, t = 10 min = 10 × 60 = 600 s

Arus, I = Q/t = 900 C/600 s = 1.5 A

BUAT LATIHAN FOTOSTAT 3.1

Dalam masa 20 minit,selepas itu kita bincang bersama

3.2 • 3.2.1 Membanding dan membeza konduktor Ohm
RINTANGAN • 3.2.2 dan konduktor bukan Ohm.
• 3.2.3
• 3.2.4 Menyelesaikan masalah bagi sambungan litar
kombinasi bersiri dan selari.
• 3.2.5
• 3.2.6 Menerangkan maksud kerintangan dawai,

Memerihalkan faktor yang mempengaruhi
rintangan dawai, melalui eksperimen dan
merumuskan R = ρlA

Berkomunikasi tentang aplikasi kerintangan
dawai dalam kehidupan harian.

Menyelesaikan masalah melibatkan rumus
rintangan dawai, R = ρlA

3.2.1 MEMBANDING DAN MEMBEZA KONDUKTOR
OHM DAN KONDUKTOR BUKAN OHM.

• Konduktor yang mematuhi hukum Ohm Apakah hukum Ohm?

dikenali sebagai konduktor Ohm • Ohm menyatakan bahawa apabila arus
manakala konduktor yang tidak mematuhi
hukum Ohm dikenali sebagai konduktor mantap mengalir menerusi suatu konduktor
bukan Ohm. logam, iaitu yang bukan sumber daya
gerak elektrik adalah berkadar secara
• Konduktor ohm adalah dawai konstantan. langsung dengan beza keupayaan yang
merentasinya jika suhu dan keadaan fizikal
• konduktor bukan ohm adalah mentol yang lain adalah tetap.

berfilamen. • Unit SI bagi rintangan, R ialah ohm, Ω.

Gambarajah disebelah menunjukkan susunan yang EKSPERIMEN MENGKAJI
betul untuk eksperimen ini. HUKUM OHM
Reostat berfungsi mengawal saiz arus yang mengalir
dalam suatu litar.
Voltmeter harus disambungkan secara selari dengan
wayar konstantan atau mentol berfilamen.

Rintangan konduktor dipengaruhi oleh:

• Panjang konduktor: semakin Panjang konduktor
semakin tinggi rintangan.

• Diameter konduktor: semakin besar diameter
semakin rendah rintangan

• Jenis bahan konduktor: bahan yang berbeza
mempunyai rintangan yang berbeza. Semakin bagus
bahan membenarkan pengaliran arus elektrik semakin
rendahlah rintangan nya.

• Suhu bahan konduktor: semakin tinggi suhu konduktor
semakin tinggi rintangan.

PERBANDINGAN HASIL KONDUKTOR OHM DAN BUKAN
OHM

• Daripada graf terbukti dawai konstantan

mengikut hukum ohm dimana arus elektrik, I
adalah berkadar terus dengan beza
keupayaan, V.

• Rintangan konduktor ohm boleh ditentukan

daripada kecerunan graf

• Untuk mentol berfilamen, dawai tungsten

digunakan. Oleh kerana filamen mentol
bergelung, dawai filamen menjadi panjang.
Apabila arus yang mengalir melaluinya
bertambah, suhu dawai meningkat. Pada
masa yang sama, rintangan turut meningkat
dan lampu akan menyala. Pada ketika ini,
dawai tungsten merupakan konduktor bukan
Ohm.

3.2.2 SAMBUNGAN LITAR
KOMBINASI BERSIRI DAN
SELARI.

• Arus yang mengalir melalui setiap

perintang adalah sama. (I = I1 = I2 = I3)

• Beza keupayaan yang merentasi sel

kering adalah sama dengan jumlah beza

keupayaan yang merentasi semua

perintang. (V = V1 + V2 + V3)

• Rintangan berkesan (R = R1 + R2 + R3)

• Jumlah arus dalam litar bersamaan dengan jumlah

arus yang melalui perintang pada setiap cabang.
(I = I1 + I2 + I3)

• Beza keupayaan yang merentasi sel kering adalah

sama dengan beza keupayaan yang merentasi
setiap perintang. (V = V1 = V2 = V3)

• Rintangan berkesan ( )



PENYELESAIAN
CONTOH 1(A)

PENYELESAIAN
CONTOH 1(B),(C)



PENYELESAIAN
CONTOH 2(A)

PENYELESAIAN
CONTOH 2(B)

DAN 2(C)

CUBA BUAT

JAWAPAN SOALAN 1

JAWAPAN SOALAN 2

CUBA SATU SET LAGI…

JAWAPAN SOALAN 3

JAWAPAN SOALAN 4

3.2.3 APAKAH MAKSUD KERINTANGAN DAWAI,

• Kerintangan dawai ialah suatu ukuran bagi keupayaan konduktor untuk

menentang pengaliran arus elektrik.

• Unit bagi kerintangan adalah ohm-meter (Ω m)

• Nilai kerintangan bergantung juga kepada sifat semula jadi bahan dan suhu

bahan tersebut.

3.2.4 FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RINTANGAN DAWAI,
MELALUI EKSPERIMEN DAN MERUMUSKAN ℛ =

Eksperimen pengaruh Panjang dawai Rintangan berkadar terus dengan
terhadap rintangan Panjang dawai jika suhu adalah tetap

∝ ℓ

Ereknsptaesridmaewnapi etenrghaarduahplurainstaknegraatnan Rintangan berkadar songsang dengan
laudaas lakherteattaapn rentas dawai jika suhu

Eksperimen menggunakan Dawai konstantan s.w.g. ∝ 1
22, s.w.g. 24, s.w.g. 26, s.w.g. 28 dan s.w.g. 30
dengan Panjang yang sama.

Nilai s.w.g. (standard wire gauge) mewakili
diameter bagi setiap jenis dawai. Semakin
besar nilai s.w.g., semakin kecil diameter
dawai.

EKSPERIMEN PENGARUH KERINTANGAN

DAWAI, TERHADAP RINTANGAN

Semakin besar nilai kerintangan dawai
makin tinggi nilai rintangan.
Maka dapat lah kita satukan ketiga tiga
faktor untuk membentuk persamaan bagi
kerintangan dawai.

3.2.5 BERKOMUNIKASI TENTANG
APLIKASI KERINTANGAN DAWAI
DALAM KEHIDUPAN HARIAN.

• Superkonduktor ialah bahan yang

mengkonduksikan elektrik tanpa
sebarang rintangan.

• Oleh itu, tiada sebarang tenaga

hilang apabila arus mengalir
melalui superkonduktor.

• Suhu genting, Tc ialah suhu

apabila kerintangan suatu
superkonduktor menjadi sifar.

3.2.6
MENYELESAIKAN
MASALAH
MELIBATKAN
RUMUS
RINTANGAN
DAWAI, ℛ =




CUBA SENDIRI

JAWAPAN



• Buat latihan fotostat 3.2 soalan 9
• soalan SPM praktis 3 paper 1: soalan 6-12

3.3 • 3.3.1 Menerangkan daya gerak
DAYA GERAK • 3.3.2 elektrik, Ɛ
• 3.3.3
ELEKTRIK Menerangkan rintangan
(D.G.E.) DAN • 3.3.4 dalam, r
RINTANGAN
Mengeksperimen untuk
DALAM menentukan d.g.e. dan rintangan
dalam sel kering.

Menyelesaikan masalah melibatkan
d.g.e. dan rintangan dalam sel
kering.

3.3.1 DAYA GERAK ELEKTRIK, Ɛ

• Suatu tenaga yang dibekalkan atau kerja yang dilakukan oleh satu

sumber elektrik untuk menggerakkan satu coulomb cas dalam satu
litar lengkap. Unit SI bagi d.g.e ialah volt (V) atau J C-1

=


Dimana;

= daya gerak elektrik

E = tenaga yang dibekalkan/ kerja yang dilakukan

Q = jumlah cas yang mengalir

PERBEZAAN ANTARA D.G.E DAN BEZA KEUPAYAAN

Nilai sama pada Nilai yang melalui
sel kering yang
dibekalkan mentol dan

berkurang daripada

nilai sel kering

3.3.2 RINTANGAN DALAM, r

• Rintangan yang disebabkan oleh bahan elektrolit di

dalam suatu sel kering.

• Unit SI bagi rintangan dalam, r ialah ohm (Ω)

• Rintangan dalam menyebabkan:

• Kehilangan tenaga haba dalam sel kering kerana kerja

telah dilakukan untuk menggerakkan satu coulomb cas
bagi menentang rintangan di dalam sel kering.

• Beza keupayaan merentasi terminal sel kering adalah

kurang berbanding d.g.e, ε apabila mengalir dalam litar
lengkap. Keadaan ini dipanggil susutan voltan.

3.3.3 MENENTUKAN d.g.e. DAN RINTANGAN DALAM, r
SEL KERING.
• Susunan litar dibuat seperti disebelah. Data iaitu arus dan beza

keupayaan diperlukan untuk membuat graf beza keupayaan, V

melawan arus, I.

• Arus adalah nilai pemboleh ubah dimanipulasi manakala beza

keupayaan, V adalah pemboleh ubah bertindak balas.

• Kita tahu formula susutan voltan adalah Ir = ε – V dan apabila

disusun seperti persamaan garis lurus berdasarkan jenis
pemboleh ubah ianya menjadi