Bab 2.3 Reka Bentuk Elektrik

REKA BENTUK DAN
TEKNOLOGI (RBT)

TINGKATAN 2

2.3
REKA BENTUK

ELEKTRIK

STANDARD KANDUNGAN

2.3 REKA BENTUK
ELEKTRIK

Standard Pembelajaran :

2.3.1 Mengenal pasti dan menjelaskan
elemen sistem elektrik iaitu sumber,
medium, beban dan kawalan.

Standard Prestasi :

TP 1 – Menyatakan elemen yang terdapat
dalam sistem elektrik.

TP 2 – Menerangkan fungsi setiap elemen
sistem elektrik.

KAWALAN SUMBER MEDIUM

ELEMEN
SISTEM
ELEKTRIK

BEBAN

ELEMEN SISTEM ELEKTRIK Sumber
Medium

Kawalan Beban

BOLEH SUMBER TIDAK BOLEH

DIPERBAHARUI DIPERBAHARUI

• Air • Gas
• Angin • Petroleum
• Ombak • Arang batu
• Matahari • Tenaga nukler

Air –
penjanaan
hidroelektrik

Angin

Matahari
– sel solar

Ombak

Petroleum
Arang batu

Gas

Tenaga
nuklear

MEDIUM

Berwayar Tanpa wayar

BEBAN

Haba
Cahaya

Bunyi

KAWALAN

Manual Automatik

JENIS
ARUS

ARUS ULANG ARUS TERUS
ALIK (AU/AC) (AT/DC)

Penghantar
an kuasa

Primis

Peralatan yang Peralatan yang
menggunakan arus menggunakan arus
ulang alik (AU/AC)
terus (AT/DC)

Penilaian TP1 dan TP2

1. Apakah elemen yang terdapat dalam
sistem elektrik?

2. Terangkan fungsi setiap elemen
sistem elektrik.

Standard Pembelajaran :

2.3.2 Menunjuk cara reka bentuk litar
peralatan elektrik:

(i) Keselamatan

(ii) Kedudukan peranti dalam litar

(iii) Sambungan litar.

2.3.3 Membuat pengiraan parameter elekrik
dalam reka bentuk litar.

Standard Prestasi :

TP 3 – Membuat pengiraan parameter
elektrik bagi memastikan sumber,
medium, beban dan kawalan sesuai
digunakan dalam reka bentuk gajet
yang dihasilkan.

Cara Reka Bentuk Litar
Peralatan Elektrik

Keselamatan Sambungan
litar
Kedudukan
peranti

dalam litar

(i) Keselamatan

• Dapat melindungi pengguna dan peralatan.
• Mengelakkan pengguna terkena renjatan

elektrik.

(ii) Kedudukan peranti dalam litar

• Kedudukan litar tersembunyi dan tidak
terdedah.

• Menjimatkan ruang
• Utamakan keselamatan.
• Reka bentuk peralatan kemas dan menarik.

(iii) Sambungan litar

• Terdapat 3 jenis penyambungan litar:
I. Litar Buka

II. Litar Tertutup

III. Litar Pintas

IV. Litar lain – Litar salah kekutuban
- Litar arus bocor

Parameter Elektrik dalam
Reka Bentuk Litar

Voltan Arus

Rintangan Kuasa

Parameter Elektrik

• Voltan dan arus berkadaran terus = voltan

bertambah, arus akan bertambah. Voltan

berkurang, arus akan berkurang.

• Rintangan dan arus berkadaran songsang =

rintangan bertambah, arus akan berkurangan.

Rintangan berkurang, arus akan bertambah.

• Rumusan ini adalah Hukum Ohm

• V = voltan (unit ukuran volt/V)

• I = arus (unit ukuran ampere/A) V
• R = rintangan (unit ukuran ohm/Ω) IR

• P/K = kuasa (unit ukuran watt/W)

Pengiraan Menggunakan Hukum Ohm

V=IxR
V I = V/R
I R R = V/I

P=VxI

Contoh Pengiraan 1 V
IR

Contoh Pengiraan 2 V
IR

Contoh Pengiraan 3 V

IR

Latihan Pengiraan 1 V
IR
Diberi arus 2.5 A dan nilai rintangan 5 Ω.
Kirakan nilai voltan dan kuasa pada litar itu.

5Ω

?

2.5 A

Latihan Pengiraan 2 V
IR
Diberi voltan 3 V dan nilai rintangan 6 Ω.
Kirakan nilai arus dan kuasa pada litar itu.

6Ω

3V

?

Latihan Pengiraan 3 V

Diberi voltan 12 V dan nilai arus 1.9 A. IR

Kirakan nilai rintangan dan kuasa pada litar itu.

?

12 V
1.9 A

Latihan Pengiraan 4 V
IR
Diberi nilai arus 1.5 A dan rintangan 4 ohm.
Kirakan nilai voltan dan kuasa pada litar itu.

4Ω

?

1.5 A

Latihan Pengiraan 5 V
IR
Diberi nilai voltan 9 V dan rintangan 3 ohm.
Kirakan nilai arus dan kuasa pada litar itu.

3Ω

9V

?

Latihan Pengiraan 6 V
IR
Diberi nilai voltan 9 V dan arus 0.9 A.
Kirakan nilai rintangan dan kuasa pada litar itu.

?

9V
0.9 A

Penilaian TP3

1. Buat pengiraan parameter elektrik
pada enam latihan litar skematik
yang diberikan.

Jenis Litar Elektrik

Jenis Litar Siri
Litar Litar Selari

Litar Siri
Selari

Litar Siri

• Jumlah voltan : Vj = V1 + V2 + V3
• Jumlah arus : Ij = I1 = l2 = l3
• Jumlah rintangan : Rj = R1 + R2 + R3
• Membenarkan arus elektrik

mengalir satu laluan sahaja
• Jika satu mentol terbakar, mentol

lain tidak menyala
• Jika mentol ditambah, kecerahan
semakin malap

Litar Selari

• Jumlah voltan : Vj = V1 = V2 = V3
• Jumlah arus : Ij = l1 + l2 + l3
• Jumlah rintangan : 1 = 1 + 1 + 1

Rj R1 R2 R3

• Membenarkan arus elektrik
mengalir lebih daripada satu laluan

• Jika satu mentol terbakar, mentol
lain terus menyala

• Jika mentol ditambah, kecerahan semua
mentol masih sama

Litar Siri Selari

• Gabungan litar siri dan litar selari

Pengiraan Parameter Elektrik
Dalam Litar

• Pengiraan melibatkan sambungan
beban lebih daripada satu

• Mengunakan formula pengiraan
beban/rintangan :

• Litar siri - Rj = R1 + R2 + R3
• Litar selari - 1 = 1 + 1 + 1

Rj R1 R2 R3

Contoh Pengiraan

Rintangan ?
Arus ?
Kuasa ?

PV
VI RI

Jawapan PV
(A) VI IR

Cari nilai Rintangan R2 dan R3 Nilai Arus
_1_ = _1_ + _ 1_ I = V/R
Rj R2 R3 I = 9V/35Ω
I = 0.26 A
_1 = _1_ + _1_
Rj 30Ω 15Ω

_1_ = _1 + 2_ = _3_ = 0.1Ω Nilai Kuasa
Rj 30Ω 30Ω P=VxI
P = 9V x 0.26A
Rj = _1_ = 10 Ω P = 2.34 W
0.1Ω

RJ = R1 + Rj cari nilai semua rintangan

= 25Ω + 10Ω = 35 Ω

Jawapan PV
(B) VI IR

Cari nilai Rintangan R2 dan R3 Nilai Rintangan
_1_ = _1_ + _ 1_ RJ = R1 + Rj
Rj R2 R3 RJ = 25Ω + 10Ω
RJ = 35 Ω
_1 = _1_ + _1_
Rj 30Ω 15Ω Nilai Arus
I = V/R
_1_ = _1 + 2_ = _3_ I = 9V/35Ω
Rj 30Ω 30Ω I = 0.26 A

_1_ = _3 (darab silang) Nilai Kuasa
Rj 30Ω P=VxI
P = 9V x 0.26A
_Rj_ = 30Ω = 10Ω P = 2.34 W
13

Latihan Pengiraan 7

Diberi litar siri dengan tiga nilai rintangan pada mentol.
Kirakan nilai rintangan, arus dan kuasa pada litar itu.

PV
VI RI

Rintangan ?
Arus ?
Kuasa ?

Latihan Pengiraan 8

Diberi litar selari dengan tiga nilai rintangan pada mentol.
Kirakan nilai rintangan, arus dan kuasa pada litar itu.

PV
VI RI

Rintangan ?
Arus ?
Kuasa ?

Latihan Pengiraan 9

Hitungkan jumlah rintangan, arus dan kuasa dalam litar
berikut.

Rintangan ? PV
Arus ? VI IR
Kuasa ?

Latihan Pengiraan 10

Arus Rajah A adalah 0.06 A dan arus Rajah B adalah 0.5A.
Hitungkan jumlah rintangan dan kuasa bagi kedua-dua
litar itu.

Rintangan ? VP
Kuasa ? VI RI

Penilaian TP3

1. Buat pengiraan parameter elektrik
pada empat latihan litar skematik
yang diberikan bagi memastikan
sumber, medium, beban dan kawalan
sesuai digunakan dalam reka bentuk
gajet yang dihasilkan.