unit 2 komponen elektrik (pasif) - belalankthempure · pdf filekomponen elektrik (pasif) ......

KOMPONEN ELEKTRIK (PASIF)E1001 / UNIT 2/ 1

Objektif am : Mempelajari dan memahami konsep asas bagi komponen-komponen elektrik (pasif) seperti perintang, pearuh dan pemuat.

Objektif khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat :-

Mentakrifkan rintangan.

Menerangkan jenis-jenis perintang.

Menyatakan faktor-faktor yang mempengaruhi rintangan.

Menyatakan kod warna bagi perintang.

Mentakrifkan pearuh.

Menerangkan jenis-jenis pearuh.

Menyatakan faktor-faktor yang mempengaruhi aruhan.

Mentakrifkan pemuat.

Menerangkan jenis-jenis pemuat.

Menyatakan faktor-faktor yang mempengaruhi pemuat.

UNIT 2

OBJEKTIF

KOMPONEN ELEKTRIK (PASIF)


2.0 PENGENALAN

Rintangan (R) ialah komponen ketiga yang terdapat dalam litar. Rintangan melawan

pengaliran arus dalam litar dan diukur dalam ohm (Ω ). Satu ohm adalah sama dengan rintangan yang berada di dalam litar di mana tekanan elektrik 1 V menyebabkan arus 1 A mengalir.

Simbol bagi rintangan ialah R

Unitnya adalah ohm (Ω )

Nilai rintangan (ohm) dikod mengikut warna di atas perintang.

2.1 TAKRIF PERINTANGPerintang ditakrifkan sebagai sesuatu komponen atau bahan yang boleh menghalang atau menghadkan aliran arus dalam litar. Ia juga menghasilkan susutan voltan dan melesapkan tenaga elektrik.

Simbol bagi perintang

R

PERINTANG


2.2 JENIS-JENIS PERINTANGSecara umumnya, perintang boleh dibahagikan kepada dua kumpulan iaitu perintang tetap dan perintang boleh ubah.

2.2.1 Perintang tetapPerintang tetap ialah dimana nilai sesuatu perintang itu boleh didapati daripada kod warna atau kod bercetak pada perintang tersebut. Nilai yang dinyatakan oleh kod warna dan kod bercetak disebut sebagai nilai namaan (nilai terkadar).Empat perkara yang penting perlu diambil kira apabila memilih perintang ialah nilai perintang, had terima, kadar kuasa dan kestabilan. Had terima ialah nilai kelegaan bagi nilai sebenar. Jika satu perintang dengan nilai namaan sebanyak

100Ω dan had terima 10%, perintang tersebut mempunyai nilai

sebenar antara 90Ω dan 110Ω . Lebih kecil nilai had terima maka lebih tepat bacaan nilai perintang. Kadar kuasa ialah kuasa maksimum yang boleh diterima oleh perintang tanpa mengalami kerosakan. Jika kadar kuasa dilampaui, perintang akan rosak disebabkan oleh haba yang berlebihan. Saiz fizikal sesuatu perintang biasanya berkait rapat dengan kadar kuasa. Kestabilan ialah keupayaan sesuatu perintang untuk mengekalkan nilai rintangannya walaupun suhu sekitar berubah dan umur perintang bertambah.

2.2.2 Perintang boleh ubahPerintang boleh ubah ialah perintang yang boleh diubah nilai rintangannya dengan menggerakkan sesentuh di atas elemen perintang. Perintang boleh ubah digunakan pada litar yang memerlukan perubahan arus dan voltan. Terdapat tiga jenis perintang boleh ubah iaitu perintang gelangsar, reostat dan meter upaya.

1) Perintang gelangsar mengubah rintangan dengan menggerakkan kolar gelangsar di sepanjang elemen rintangan belitan dawai. Ia digunakan pada litar yang tidak memerlukan perubahan rintangan yang kerap.

2) Reostat mempunyai dua tamatan dan disambung bersiri dengan beban yang dikawal. Ia diguna untuk mengawal arus litar.


3) Meter upaya mempunyai tiga tamatan. Rintangannya diubah dengan menggerakkan pengelap di atas elemen karbon. Meter upaya yang lebih kecil dipanggil perapi atau praset. Ia banyak digunakan pada litar bercetak yang tidak memerlukan perubahan rintangan yang kerap untuk mengawal voltan dan beza upaya seperti mengawal bunyi dan nada radio.

2.3 FAKTOR–FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RINTANGANNilai bagi rintangan dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti berikut;

a) Panjang pengalir (wayar)Panjang pengalir adalah dalam unit meter (m). Rintangan adalah berkadar terus

dengan panjang pengalir R α L di mana semakin panjang sesuatu pengalir, maka nilai rintangan juga akan meningkat.

b) Luas muka keratan rentas pengalirLuas keratan rentas adalah dalam bentuk meter persegi (m2). Rintangan pula

berkadar songsang dengan luas keratan rentas pengalir R α A

1 di mana

semakin kecil luas keratan rentas pengalir, maka semakin tinggilah nilai rintangannya dan begitulah sebaliknya.

c) Jenis bahan

ρ atau kerintangan adalah mewakili sifat atau jenis bahan pengalir. Kerintangan ditakrifkan sebagai rintangan di antara permukaan-permukaan yang bertentangan bagi sesuatu kiub yang berukuran 1 meter padu.

R α ρA

L

d) Suhu

2.4 KOD WARNA PERINTANG


Kod warna perintang digunakan pada perintang bersaiz kecil. Nilai perintang didapati dengan membaca jaluran kod warna pada perintang. Jadual di bawah menunjukkan jadual kod warna perintang. Kebanyakkan perintang mempunyai empat jalur. Tiga jalur yang pertama memberikan bacaan nilai namaan perintang, manakala jalur yang keempat menunjukkan nilai had terima.

Warna Jalur 1No. 1

Jalur 2No. 2

Jalur 3Pendarab

Jalur 4Had

TerimaHitam 0 0 1 -

Coklat 1 1 10 -Merah 2 2 100 -Jingga 3 3 1000 -Kuning 4 4 10000 -Hijau 5 5 100000 -Biru 6 6 1000000 -

Ungu 7 7 10000000 -Kelabu 8 8 100000000 -Putih 9 9 1000000000 -Emas 0.1 ± 5%Perak 0.01 ± 10%Tiada ± 20%

Kod warna perintang

Contoh 2.1 :

Satu perintang mempunyai jaluran warna berikut : kuning, ungu, merah dan emas. Tentukan :i) Nilai namaanii) Julat nilai sebenar rintangan

Penyelesaian 2.1 :


i) Diberi

Kuning Ungu × Merah Had terima

4 7 × 100 = 4700Ω atau 4.7 kΩ

Oleh itu, namaan perintang ialah 4.7 kΩ

ii) Diberi :

Jalur had terima ialah emas iaitu ± 5%.

Oleh itu, had terima = ± 4700Ω × 0.05

= ± 235Ω

Oleh itu, julat nilai rintangan = (4700Ω + 235Ω ) hingga (4700Ω - 235Ω )

= 4935Ω (had atas) hingga 4465Ω (had bawah)

AKTIVITI 2a


•UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.•SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

2.1) Berikan takrif bagi perintang.

2.2) Nyatakan 4 perkara penting yang perlu di ambil semasa memilih perintang.

2.3) Nyatakan 3 jenis perintang boleh ubah.

2.4) Nyatakan 4 faktor yang mempengaruhi rintangan.

MAKLUMBALAS 2a


PERHATIANAnda hanya boleh berpindah ke input selanjutnya jika anda dapat menjawab kesemua soalan dalam aktiviti 2b.

JAWAPAN :

2.1) Takrif bagi perintang ialah sesuatu komponen atau bahan yang boleh menghalang atau menghadkan aliran arus dalam litar.

2.2) Semasa memilih perintang, 4 perkara penting yang perlu diambil kira ialah ;i) Nilai perintangii) Had terimaiii) Kadar kuasaiv) Kestabilan

2.3) 3 jenis perintang boleh ubah ialah ;i) Perintang gelangsarii) Reostatiii) Meter upaya

2.4) 4 faktor yang mempengaruhi rintangan ialah ;i) Panjang pengalir (wayar).ii) Luas muka keratan rentas pengalir.iii) Jenis bahan.iv) Suhu


2.5 TAKRIF PEARUHPearuh ialah komponen yang mempunyai sifat menentang sebarang perubahan pengaliran arus. Pearuh menghasilkan kearuhan. Kearuhan adalah arus yang dialirkan melalui satu pengalir, satu medan magnet kecil terbina mengelilingi pengalir itu. Sekiranya pengalir ini berbentuk gelung, medan magnet akan membantu satu sama lain, menjadikannya lebih kuat. Untuk menguatkan lagi medan magnet, satu teras boleh ditambah. Prinsip gegelung pengalir dikenali sebagai kearuhan. Pearuh dibuat daripada gegelung dawai dengan satu bahan teras seperti udara, besi dan bahan ferit. Setiap bahan tersebut mempunyai ciri-ciri tertentu untuk mendapatkan nilai kearuhan. Unit ukuran kearuhan ialah Henry (H). Peraruh diwakili oleh L.

2.6 JENIS-JENIS PEARUHPearuh boleh dibahagikan kepada dua kumpulan iaitu pearuh tetap dan pearuh bolehubah.

2.6.1 Pearuh TetapPearuh tetap digunakan bagi litar yang memerlukan nilai kearuhan yang tidak berubah. Empat jenis pearuh tetap ialah teras udara, teras besi, teras besi serbuk dan teras ferit.

a) Pearuh teras udaraPearuh teras udara biasanya mempunyai nilai aruhan mikro henry atau kurang. Oleh kerana nilai kearuhannya rendah, ia biasanya digunakan pada frekuensi yang tinggi. Contohnya, pearuh ini digunakan sebagai pencekik frekuensi radio bagi menghalang arus frekuensi radio (frekuensi tinggi) daripada melalui laluan tertentu dalam litar.

b) Pearuh teras besi

PERARUH


Teras besi yang digunakan ialah teras besi berlapis yang bersalut penebat nipis. Nilai kearuhan pearuh teras besi adalah daripada beberapa mili henry hingga beberapa henry. Pearuh teras besi digunkan sebagai penapis frekuensi rendah dalam litar bekalan kuasa. Ia juga digunakan sebagai pencekik dalam litar lampu pendaflour.

c) Pearuh teras besi serbuk dan teras ferit.Teras besi serbuk dihasilkan dengan menampakkan serbuk besi yang diselaputi oleh penebat. Teras ferit pula dibuat daripada bahan magnet bukan pengalir. Dengan menggunakan teras besi serbuk atau teras besi ferit, nilai kearuhan akan lebih tinggi dan saiz pearuh dapat dikecilkan. Pearuh teras besi serbuk dan teras ferit mempunyai tiga bentuk iaitu solenoid, toroid dan teras pot. Jenis solenoid mempunyai nilai kearuhan 1mikro henry atau kurang manakala toroid dan teras pot pula mempunyai nilai kearuhan di antara beberapa mikro henry hingga beberapa mili henry. Pearuh teras besi serbuk dan teras ferit biasanya digunakan di dalam litar talaan radio.

2.6.2 Pearuh BolehubahKearuhan bagi pearuh bolehubah akan bertambah apabila teras digerakkan ke dalam belitan dan akan berkurangan apabila digerakkan keluar belitan. Teras yang biasa digunakan ialah teras ferit dan teras besi serbuk. Terdapat beberapa bentuk pearuh boleh ubah iaitu di antaranya ialah pearuh yang menggunakan skru logam (tembaga) bagi melaraskan kedudukan teras itu sendiri mempunyai bebenang untuk pelarasan teras. Bagi pearuh boleh ubah berperisai, ia dipasangkan pada papan litar bercetak. Kelebihannya ialah perisai logam dapat mengelakkan komponen berhampiran daripada gangguan yang dihasilkan oleh pearuh.

.2.7 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ARUHAN


Kekuatan arus teraruh (induced current) bergantung kepada ;

1) Bilangan lilitan (winding) dalam gelung.2) Ketelapan bandingan (jenis teras).3) Luas muka keratan rentas.4) Arus yang mengalir5) Panjang laluan fluks magnet.6) Jumlah fluks.7) Kekuatan magnet8) Kecepatan magnet itu ditujah ke dalam gelung.

AKTIVITI 2b


•UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.•SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

2.5) Berikan takrif bagi pearuh.

2.6) Berikan 3 jenis pearuh tetap dan jelaskan kegunaannya.

2.7) Nyatakan 4 faktor yang mempengaruhi aruhan.

MAKLUMBALAS 2b


PERHATIANAnda hanya boleh berpindah ke input selanjutnya jika anda dapat menjawab kesemua soalan dalam aktiviti 2c.

Jawapan :

2.5) Pearuh ditakrifkan sebagai komponen yang mempunyai sifat menentang sebarang perubahan pengaliran arus.

2.6) 3 jenis pearuh tetap ialah;i) Pearuh teras udara

Digunakan sebagai pencekik frekuensi radio bagi menghalang arus frekuensi radio (frekuensi tinggi) daripada melalui laluan tertentu dalam litar.

ii) Pearuh teras besiDigunakan sebagai penapis frekuensi rendah dalam litar bekalan kuasa. Ia juga digunakan sebagai pencekik dalam litar lampu pendaflour.

iii) Pearuh teras besi serbuk dan teras ferit Digunakan di dalam litar talaan radio.

2.7) 4 faktor yang mempengaruhi aruhan ialah;i) Bilangan lilitan (winding) dalam gelung.ii) Ketelapan bandingan (jenis teras).iii) Luas muka keratan rentas.iv) Arus yang mengalir

PEMUAT


2.8 TAKRIF PEMUATSatu pemuat mengandungi lapisan bahan penebat yang terapit di antara dua plat logam. Medan elektrik di dalam pemuat mempunyai banyak kesamaan dengan medan magnet. Nilai kemuatan pemuat ialah ukuran jumlah cas elektrik yang boleh distor di dalam peranti. Kemuatan boleh dikira daripada pengetahuan mengenai matra pemuat dan kebertelusan bahan penebat. Pemuat menggunakan unit Farad (F).Pemuat ialah komponen yang menyimpan cas elektrik. Pada asasnya, pemuat terdiri daripada dua plat logam atau 2 pengalir yang selari dan dipisahkan oleh penebat yang dipanggil dielektrik. Dielektrik ini boleh terdiri daripada udara, kertas, mika, polister atau elektrolitik.

Nilai kemuatan bergantung kepada nilai pemalar dielektrik, luas permukaan plat dan

jarak di antara kedua-dua plat.

Di mana,

C = Kemuatan

∈ = Pemalar dielektrik

A = Luas

d = Jarak kedua-dua plat

2.9 JENIS-JENIS PEMUAT

Logam

Dielektrik

C = ∈ A D


Pemuat boleh dibahagikan kepada dua kumpulan iaitu pemuat tetap dan pemuat boleh ubah.

2.9.1 Pemuat Tetap

Simbol bagi pemuat tetap

Pemuat tetap ialah pemuat yang mempunyai nilai kemuatan yang tetap. Pemuat tetap terbahagi kepada dua jenis iaitu berkutub dan tidak berkutub. Pemuat berkutub hanya sesuai untuk litar arus terus. Kekutuban pemuat perlu disambung dengan betul bagi mengelakkan pemuat daripada rosak atau meletup. Jenis-jenis bagi pemuat tetap ialah pemuat udara, pemuat kertas, pemuat mika, pemuat seramik atau pemuat elektrolitik.Apabila memilih pemuat, faktor yang perlu diambil kira ialah nilai kemuatan, had terima, voltan kerja dan bocoran.

1) Nilai kemuatan boleh dibaca dengan menggunakan kod bercetak atau kod warna.

2) Had terima ialah nilai kelegaan bagi nilai sebenar sesuatu pemuat. Pemuat biasanya mempunyai had terima sebanyak lebih kurang 10%.

3) Voltan kerja merupakan voltan AT dan voltan AU (puncak) yang boleh dikenakan sebelum penebatan dielektrik pecah. Voltan kerja biasanya ditandakan pada pemuat dengan huruf WV. (Jika voltan kerja bagi sebuah pemuat dilampaui, maka penebatan dielektrik akan pecah dan plat pemuat akan dilitarpintaskan. Apabila menggunakan pemuat hendaklah pastikan bahawa voltan kerja pemuat lebih tinggi daripada voltan maksimum di dalam litar.

4) Bocoran ialah kehilangan cas yang sedikit yang sepatutnya tidak berlaku dalam penebatan dielektrik pada pemuat.

2.9.2 Pemuat Boleh ubah


Simbol bagi pemuat boleh ubah

Pemuat boleh ubah mempunyai nilai kemuatan yang boleh diubah mengikut keperluan litar. Kemuatan bagi sesebuah pemuat boleh ubah boleh diubah sama ada dengan melaraskan luas permukaan plat yang berkesan atau jarak antara plat. Berikut merupakan contoh-contoh pemuat boleh ubah serta cara mengubah kemuatannya:

a) Perapi atau Praset.Bagi kemuatan perapi seramik, ia diubah dengan melaraskan aci bagi mengubah luas permukaan di antara plat. Dielektrik yang digunakan sebagai penebat ialah seramik yang diletakkan di antara plat. Manakala, untuk pemuat perapi mika, kemuatannya diubah dengan melaraskan skru bagi mengawal jarak di antara plat. Plat pemuat dipisahkan oleh dielektrik mika. Kedua-dua jenis pemuat ini dinamakan pemuat perapi kerana ia digunakan bagi merapi litar (Pelarasan yang kecil) supaya mempunyai jumlah kemuatan yang tepat. Kemuatan maksimum pemuat perapi ialah 100pF.

b) Pemuat berputarKemuatan pemuat diubah dengan melaraskan aci bagi mengubah luas permukaan berkesan di antara tindihan plat pegun dipisahkan oleh dielektrik udara. Pemuat berputar yang lebih kecil biasanya menggunakan dielektrik saput plastik nipis di antara plat. Nilai maksimum untuk pemuat berputar ialah 500pF. Ia digunakan dalam litar talaan radio.

2.10 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEMUATANKemuatan adalah bergantung kepada :

1) Jarak antara plat.Untuk menghasilkan satu nilai kemuatan yang lebih tinggi, ukuran jarak di antara kedua-dua plat hendaklah diperbesarkan. Kemuatan di antara plat berkadar songsang dengan jarak di antara keduanya.


C α S

1

2) Luas permukaan plat.

Kedua-dua permukaan plat hendaklah diperluaskan untuk mendapatkan nilai kemuatan yang tinggi. Kemuatan di antara dua plat berkadar terus dengan luasnya. C α A

3) Bahan dielektrik yang digunakan. Kemuatan bergantung kepada bahan dielektrik yang digunakan iaitu ketelusan di antara dua plat.

4) Ketebalan dielektrik.

•UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.

AKTIVITI 2c


•SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

2.8) Lakarkan simbol bagi pemuat tetap dan pemuat boleh ubah.

2.9) Nyatakan 5 jenis bagi pemuat tetap.

2.10) Nyatakan 4 faktor yang mempengaruhi pemuat.

PERHATIANAnda hanya boleh berpindah ke input selanjutnya jika anda dapat menjawab kesemua soalan dalam penilaian kendiri.

MAKLUMBALAS 2c


JAWAPAN :

2.8)

2.9) 5 jenis bagi pemuat tetap ialah ;Pemuat udaraPemuat kertasPemuat mikaPemuat seramik Pemuat elektrolitik

2.10) 4 faktor yang mempengaruhi pemuat ialah ;i) Jarak antara plat. ii) Luas permukaan plat.iii) Bahan dielektrik yang digunakan. (Ketelusan antara dua plat)iv) Ketebalan dielektrik.

Anda telah menghampiri kejayaan . Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan .

Simbol bagi pemuat tetap

Simbol bagi pemuat boleh ubah

PENILAIAN KENDIRI


Jika ada masalah yang timbul , sila berbincang dengan pensyarah anda.Selamat mencuba semoga berjaya !!!

SOALAN 2-1Jelaskan mengapakah faktor-faktor berikut penting semasa pemilihan sesuatu perintang? a) Kadar kuasab) Kestabilan

SOALAN 2-2 Jelaskan kegunaan bagi perintang-perintang boleh ubah berikut.

a) Perintang gelangsarb) Reostatc) Meter upaya

SOALAN 2-3Satu perintang mempunyai jaluran warna berikut : jingga, biru, merah dan perak. Kirakan julat sebenar nilai perintang tersebut.

SOALAN 2-4Berikan takrif bagi pemuat dan lakarkan binaan sebuah pemuat.

SOALAN 2-5Jelaskan cara mengubah kemuatan bagi komponen-komponen pemuat berikut.a) Perapi atau prasetb) Pemuat berputar

SOALAN 2-6Jelaskan bagaimana faktor-faktor berikut boleh mempengaruhi kemuatan.a) Jarak antara platb) Luas permukaan plat

SOALAN 2-7Jelaskan kegunaan bagi pearuh tetap.

SOALAN 2-8


Nyatakan 4 jenis bagi pearuh tetap.


Adakah anda telah mencuba dahulu ???Jika “ YA “ , sila semak jawapan anda .

JAWAPAN PENILAIAN KENDIRI

2-1 a) Kadar kuasaKadar kuasa ialah kuasa maksimum yang boleh diterima oleh perintang tanpa mengalami kerosakan. Jika kadar kuasa dilampaui, perintang akan rosak disebabkan oleh haba yang berlebihan.

b) KestabilanKestabilan ialah keupayaan sesuatu perintang untuk mengekalkan nilai rintangannya walaupun suhu sekitar berubah dan umur perintang bertambah.

2-2) a) Perintang gelangsarDigunakan pada litar yang tidak memerlukan perubahan rintangan yang kerap.

b) ReostatDiguna untuk mengawal arus litar.

c) Meter upayaDigunakan pada litar bercetak yang tidak memerlukan perubahan rintangan yang kerap untuk mengawal voltan dan beza upaya seperti mengawal bunyi dan nada radio.

2-3) Diberi :Jalur pertama (Jingga)= 3Jalur kedua (Biru) = 6Jalur ketiga (Merah) = 100

Jalur had terima ialah perak iaitu ± 10%.

Oleh itu, had terima = ± 3600Ω × 0.1

= ± 360Ω

Oleh itu, julat nilai rintangan = (3600Ω + 360Ω ) hingga (3600Ω - 360Ω )

= 3960Ω (had atas) hingga 3240Ω (had bawah)

MAKLUMBALAS


2-4) Pemuat ditakrifkan sebagai komponen yang menyimpan cas elektrik. Binaan sebuah pemuat adalah seperti berikut ;

2-5) a) Perapi atau praset

• Bagi kemuatan perapi seramik, ia diubah dengan melaraskan aci bagi mengubah luas permukaan di antara plat.

• Untuk pemuat perapi mika, kemuatannya diubah dengan melaraskan skru bagi mengawal jarak di antara plat.

b) Pemuat berputarDiubah dengan melaraskan aci bagi mengubah luas permukaan berkesan di antara tindihan plat pegun dipisahkan oleh dielektrik udara.

2-6) a) Jarak antara platApabila ukuran jarak di antara kedua-dua plat diperbesarkan, satu nilai kemuatan yang lebih tinggi dapat dihasilkan.

b) Luas permukaan platApabila kedua-dua permukaan plat diperluaskan, nilai kemuatan yang tinggi diperolehi.

2-7) Pearuh tetap digunakan bagi litar yang memerlukan nilai kearuhan yang tidak berubah.

2-8) 4 jenis pearuh tetap ialah ;Teras udara.Teras besi.Teras besi serbuk.Teras ferit.

Logam

Dielektrik

unit 2 komponen elektrik (pasif) - belalankthempure · pdf filekomponen elektrik (pasif) ......

Documents