SAINS KEJURUTERAAN 4 KERTAS PENERANGAN

TERHAD
KERTAS PENERANGAN

SAINS KEJURUTERAAN 4
[ ELEKTRIKAL / ELEKTRONIK ]

TERHAD

Cetakan Pertama Mac 2011

Institusi Latihan Jabatan Tenaga Manusia

http ://www.jtm.gov.my/kurikulum

Hak Cipta Terpelihara. Dokumen ini diklasifikasikan sebagai TERHAD. Tidak dibenarkan
mengeluar mana-mana bahagian dalam kandungan Bahan Pembelajaran Bertulis (WIM)
dalam apa jua bentuk tanpa keizinan daripada Jabatan Tenaga Manusia (JTM).

Bahan Pembelajaran SEMESTER EMPAT ini dibangunkan bagi kursus sepenuh masa di
Institusi Latihan Jabatan Tenaga Manusia (ILJTM) oleh Ahli Jawatankuasa
Pembangunan WIM dan disemak serta diluluskan oleh Jawatankuasa Pemandu
Kurikulum untuk tujuan gunapakai bagi semua ILJTM yang terlibat.

Kod Pengesahan WIM : WIM/SK4021(EE)/12011/S04/P0

Kod Pengesahan Silibus : SFB/SK 4021(EE)/12009/P1
Tarikh Pengesahan WIM : 11 Mac 2011

KANDUNGAN

SENARAI AHLI JAWATANKUASA PEMBANGUNAN WIM ................................................ i
SENARAI SINGKATAN ..................................................................................................... ii
KERTAS PENERANGAN MODUL ....................................................................................1
SK4021 SAINS KEJURUTERAAN 4 .............................................................................1
GROUP CLUSTERING MODULE .................................................................................2
LE1 LITAR DIGITAL 3
LE2 LITAR ARUS ULANG ALIK 34

SENARAI AHLI JAWATANKUASA PEMBANGUNAN WIM

KLUSTER SUBJEK UMUM – SAINS KEJURUTERAAN 4 (EE)

Ahli Jawatankuasa :

1. Pn. Ainin Nisak Bin Ahmad Asnawi ADTEC Shah Alam
(Pengerusi Kluster Subjek Umum)
2. En. Mohamad Hisam Bin Mohd Adam ADTEC Kulim
(Penolong Pengerusi Kluster Subjek Umum)
3. Azana Hafizah Binti Mohd Aman ADTEC Shah Alam

Urusetia :

1. Pn. Norpisah binti Jumin BKT, Ibu Pejabat
2. En. Norhasni bin Dakie BKT, Ibu Pejabat
3. Cik Norida binti Othman BKT, Ibu Pejabat
4. En. Ismail Bin Mohd Taha BKT, Ibu Pejabat
5. Cik Sazurani Binti Abdul Zabil BKT, Ibu Pejabat

Tarikh dibangunkan : 6 – 9 Julai 2010

Tempat : ADTEC Taiping, Perak

i

SENARAI SINGKATAN

IS INFORMATION SHEET

WS WORK SHEET
AS ASSIGNMENT SHEET

KOD KURSUS

SEMESTER

NO. MODUL

KREDIT

NO. LE

JENIS WIM

SK 4 02 1-LE2-IS

ii

KERTAS
PENERANGAN
MODUL
SK4021 SAINS KEJURUTERAAN 4

GROUP CLUSTERING MODULE

SK4021-LE1 LITAR DIGITAL

1.1 Pengenalan

1.2 Get Logik

1.3 Jenis-Jenis Get Logik

1.4 Kombinasi Get Logik

1.5 Flip-Flop

SK4021-LE2 LITAR ARUS ULANG-ALIK

2.1 Rintangan, Aruhan dan Kemuatan Dalam Litar Arus Ulang-Alik

2.2 Kuasa Dalam Litar Arus Ulang-Alik

MUKASURAT 2

INSTITUSI LATIHAN
JABATAN TENAGA MANUSIA
KEMENTERIAN SUMBER MANUSIA
MALAYSIA

KERTAS PENERANGAN
KOD DAN NAMA
SUBJEK UMUM - SAINS KEJURUTERAN 4
KURSUS
KOD DAN NAMA
SK 4021 SAINS KEJURUTERAAN 4
MODUL
PENGALAMAN
LE1 LITAR DIGITAL
PEMBELAJARAN
NO. TUGASAN 1.1 PENGENALAN
BERKAITAN 1.2 GET LOGIK
1.3 JENIS-JENIS GET LOGIK
1.4 KOMBINASI GET LOGIK
1.5 FLIP-FLOP

FAHAM LITAR DIGITAL MENGGUNAKAN FORMULA PERATURAN
TAMBAH-TOLAK NOMBOR PERDUAAN, PERSAMAAN BOOLEAN,
RAJAH GET DAN, GET ATAU, GET TAK, GET TAK-DAN, GET TAK-
OBJEKTIF
ATAU, GET X-ATAU, GET X-TAK-ATAU, RAJAH BLOK FLIP-FLOP R-S,
PRESTASI
FLIP-FLOP J-K, FLIP-FLOP T, RAJAH LITAR LOGIK DAN JADUAL
AKHIRAN (TPO)
KEBENARAN SUPAYA LITAR DIGITAL DAPAT DIANALISIS DAN
JAWAPAN YANG DIPEROLEHI MENEPATI SKEMA.

OBJEKTIF DI AKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :-
MEMBOLEH (EO)
1. MENGENALPASTI DAN MENGHITUNG NOMBOR PERDUAAN
2. MENGENALPASTI DAN MELUKIS GET-GET LOGIK
3. MENERANGKAN JADUAL KEBENARAN GET LOGIK DAN LITAR
LOGIK
4. MENGENALPASTI JENIS FLIP-FLOP

SK4021-LE1-IS
( ELEKTRIKAL / ELEKTRONIK ) PINDAAN : 0 MUKASURAT 3

1. LITAR DIGITAL

1.1. Pengenalan
Definisi sistem nombor perduaan ialah sistem nombor menggunakan asas 2
yang mempunyai digit ’0’ dan digit ’1’. Digit ’0’ diwakili oleh suis buka manakala digit
’1’ diwakili oleh suis tutup. Berdasarkan sistem nombor perduaan ini, pelbagai
perkiraan yang berasaskan aritmetik tambah dan tolak boleh dibuat.
Kebanyakan sistem komputer (sistem Digital) melakukan operasi pengiraan
nombor dalam kuantiti yang banyak. Maka, Sistem Pernomboran yang digunakan
oleh Sistem Digital perlu diketahui dari segi:- bagaimana pernyataan nombor
tersebut dan bagaimana operasi arithmetik dilakukan.
Apakah yang dimaksudkan dengan Litar Digital? Isyarat digital amnya
berbentuk isyarat gelombang segiempat seperti rajah 1-1. Isyarat ini akan bernilai
sama ada 0V atau 5V (untuk litar digital). Hanya 2 nilai voltan yang digunakan
dalam litar digital elektronik. Voltan-voltan ini dilabelkan sebagai HIGH dan LOW
atau 0 dan 1. Contohnya komputer, kalkulator dan lain-lain.

Rajah 1-1

Perbezaan di antara digital dan analog adalah seperti berikut:
i. Digital :
o Nilainya berubah secara discrit.
o Mudah didapati.
o Kurang pengaruh dengan bisingan
o Kelajuan yang pantas
o Terdapat IC menjadikan litar lebih mudah, teratur dan menggunakan
ruang yang kecil.
ii. Analog:
o Nilainya berubah secara terus.
o Sukar didapati, nilai tertentu (terpaksa dilaraskan).
o Mengunakan amplifier menjadikan litar tidak teratur, sukar direka
dan ruang yang luas.

SK4021-LE1-IS

Kenapa nombor binari digunakan? Kebanyakan sistem digital secara asasnya
beroperasi dengan Binari iaitu ’0’ dan ’1’ atau ’low’ dan ’high’. Ianya tidak memproses
nombor decimal. Nombor perduaan yang digunakan dalam sistem digital.
 nombor perpuluhan
 nombor perduaan
 perpuluhan perduaan
 perduaan dengan pecahan
Rajah 1-2 menunjukkan contoh pemberat bagi setiap asas sistem nombor yang
akan dipelajari dalam kertas penerangan ini.

Rajah 1-2

1.1.1. Sistem Nombor Perduaan

Seperti yang telah ditunjukkan pada Rajah 1.2, terdapat 4 jenis-jenis
Sistem Nombor iaitu:-
i. Decimal (asas 10)
ii. Binari (asas 2)
iii. Octal (asas 8)
iv. Hexadecimal (asas 16)

i. Sistem Nombor Decimal
 Terdiri daripada 10 angka iaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
 Ia merupakan nombor ‘Asas 10’.
 Salah satu contoh dalam sistem nombor Decimal adalah 1428.79
atau 1428.7910
 Kedudukan setiap digit menunjukkan magnitud 10 bagi setiap
digit tersebut iaitu:-

 Secara pernyataan matematik:-

SK4021-LE1-IS

ii. Sistem Nombor Binari
 Terdiri daripada 2 angka iaitu 0,1.
 Salah satu contoh dalam sistem nombor Binari adalah 1001.01
atau 1001.012 .
 Kedudukan setiap digit menunjukkan magnitud 2 bagi setiap digit
tersebut iaitu:-


iii. Sistem Nombor Octal
 Terdiri daripada 8 angka iaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
 Salah satu contoh dalam sistem nombor Octal adalah 5641.27
atau 5641.278 .
 Kedudukan setiap digit menunjukkan magnitud 8 bagi setiap digit
tersebut iaitu:-


iv. Sistem Nombor Hexadecimal
 Terdiri daripada 16 angka iaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C,
D, E, F.
 Ia merupakan nombor‘Asas 16’.
 Salah satu contoh dalam sistem nomborhexadecimal adalah
5B8F.21 atau 5B8F.2116
 Kedudukan setiap digit menunjukkan 8 magnitud bagi setiap digit
tersebut iaitu:-


SK4021-LE1-IS

Pertukaran Sistem Nombor
i. Pertukaran Decimal ke Binari

Contoh 1 :
Tukarkan 1810 kepada nombor binari.

ii. Pertukaran Binari ke Decimal

Contoh 2:
Tukarkan 10012 kepada nombor Decimal.

iii. Pertukaran Decimal ke Octal

Contoh 3:
Tukarkan 69710 kepada nombor Octal

SK4021-LE1-IS

iv. Pertukaran Octal ke Decimal

Contoh 4:
Tukarkan 12718 kepada nombor Decimal.

v. Pertukaran Octal ke Binari dan pertukaran Binari ke Octal

Ada dua kaedah pertukaran iaitu secara :
 Terus (direct conversion) atau
 Melalui decimal

Kaedah pertama : Untuk melaksanakan pertukaran melalui kaedah
direct conversion, hubungan antara nombor octal ‘1’ digit dan nombor binari ‘3’
digit perlu diketahui. Mengikut Jadual 1.1 dibawah.

Jadual 1-1

Kaedah kedua, iaitu melalui decimal telah dipelajari.

SK4021-LE1-IS

vi. Pertukaran Hexadecimal ke Decimal

Contoh 5:
Tukarkan 48510 kepada nombor Decimal

vii. Pertukaran Octal ke Decimal

Contoh 6:
Tukarkan 1E516 kepada Decimal

x. Pertukaran Hexadecimal ke Binari dan Pertukaran Binari ke
Hexadecimal.

Ada dua kaedah penukaran iaitu secara:
 ‘terus’ (direct conversion)
 melaluidecimal

Untuk melaksanakan penukaran melalui kaedah direct conversion,
hubungan antara nombor hexadecimal ‘1’digit dan nombor binari ‘4’digit perlu
diketahui. Kaedah kedua, iaitu melalui decimal telah dipelajari.
Rajah 1.3 menunjuk kan rumusan pertukaran antara sistem penomboran
yang telah dijelaskan.

SK4021-LE1-IS

Rajah 1-3

1.1.2. Peraturan Menambah
 Penambahan adalah berasaskan 4 kombinasi di bawah:

 Contohnya:

1.1.3. Peraturan Menolak
 Penolakan adalah berasaskan 4 kombinasi di bawah:

 Contohnya:

SK4021-LE1-IS

1.2. Get Logik

1.2.1. Takrifan Get Logik
Get logik adalah susunan suis-suis terkawal yang digunakan untuk
mengira operasi-operasi menggunakan Logik Boolean dalam sesuatu litar
digital. Logik Boolean merupakan satu sistem yang menerangkan satu operasi
logik dan ia adalah bahasa yang universal dalam litar digital. Suia-suis
terkawal dimaksudkan disini adalah litar-litar transistor, diod dan sebagainya
yang dibina secara elektronik dalam satu litar bersepadu (integrated chip –
IC). Walaubagaimana pun operasi suis mekanikal juga boleh menunjukkan
operasi litar logik tersebut. Komputer, kalkulator dan lain-lain peranti digital
adalah contoh litar elektronik digital yang pada asasnya dibina dari get-get
logik. Get logik beroperasi dengan isyarat digital.

1.2.2. Takrifan Input dan Takrifan Keputusan (I/O)

Dalam sistem peng komputeran, masukan (input) / keluaran (oupt) atau
I/O adalah sekumpulan antaramuka (interfaces) bagi unit-unit pelbagai fungsi
(sub system) bagi satu sistem pemproses maklumat yang digunakan untuk
berhubung / berkomunikasi antara satu sama lain atau ia juga boleh
dimaksudkan sebagai isyarat atau maklumat yang dihantar melalui antara
muka ini. Input dalah isyarat yang diterima oleh unit tersebut manakala
keluaran adalah isyarat yang dihantar oleh unit yang sama. Rajah 1.4
menunjukkan contoh-contoh I/O sistem.

Rajah 1-4

Istilah I/O ini juga boleh dimaksudkan sebagai dari kerja, buat I/O (do
I/O) ialah membuat operasi input/output. Peranti I/O yang biasa digunakan
adalah keyboard, mouse, touch pad manakala monitor, printer dilabelkan
sebagai peranti output. Peranti I/O yang biasa digunakan untuk komputer
berhubung antara satu sama lain adalah modem dan network cards.

SK4021-LE1-IS

1.2.3. Fungsi Get Logik

Logik dalam sistem Binari digunakan untuk menyatakan proses dan operasi
sesuatu maklumat Binari dari segi penyataan matematik. Logik Binari terdiri
pembolehubah Binari dan juga operasi logik. Berikut merupakan jenis-jenis get-get
logik:
 Get DAN (AND gate)
 Get ATAU (OR gate)
 Get TAK (Inverter gate)
 Get TAK DAN (NAND gate)
 Get TAK ATAU (NOR gate)
 Get Ekslusif ATAU (Exclusive OR gate)
 Get Ekslusif TAK ATAU (Exclusive NOR gate)

1.3. Jenis-Jenis Get Logik

1.3.1. Get DAN
Get DAN mempunyai 2 masukan dan satu keluaran. Get DAN juga boleh
mempunyai 3 atau lebih masukan tetapi hanya mempunyai satu keluaran.

Jadual 1-2 Simbol dan Jadual Kebenaran Get DAN

SK4021-LE1-IS

1.3.2. Get ATAU

Get ATAU mempunyai 2 masukan dan satu keluaran. Get ATAU juga boleh
mempunyai 3 atau lebih masukan tetapi hanya mempunyai satu keluaran.

Jadual 1-3 Simbol dan Jadual Kebenaran Get ATAU

1.3.3. Get TAK
Get ATAU mempunyai satu masukan dan satu keluaran. Operasinya ialah get
ini menterbalikkan masukannya. Sekiranya masukan yang dikenakan adalah 5V
maka keluarannya adalah 0V dan sebaliknya.

Jadual 1-4 Simbol dan Jadual Kebenaran Get TAK

SK4021-LE1-IS

1.3.4. Get TAK-DAN
Get TAK DAN (NOT AND – NAND) beroperasi secara berlawanan dengan get
DAN. Simbolnya serupa dengan get DAN tetapi mempunyai bulatan kecil yang
dikenali sebagai invert bubble pada penghujung keluaran get logik ini.

Jadual 1-5 Simbol dan Jadual Kebenaran Get TAK-DAN

1.3.5. Get TAK-ATAU
Get TAK ATAU (NOT OR – NOR) beroperasi secara berlawanan dengan get
ATAU. Simbolnya serupa dengan get ATAU tetapi mempunyai bulatan kecil yang

Jadual 1-6 Simbol dan Jadual Kebenaran Get TAK-ATAU

SK4021-LE1-IS

1.3.6. Get X-ATAU
Get Ekslusif ATAU juga ditulis sebagai get X-ATAU (X-OR gate). Simbolnya
serupa dengan get ATAU tetapi mempunyai simbol tambahan garisan.

Jadual 1-7 Simbol dan Jadual Kebenaran Get X-ATAU

1.3.7. Get X-TAK-ATAU
Get Ekslusif TAK ATAU juga ditulis sebagai get X-TAK-ATAU (X-NOR gate).
Simbolnya serupa dengan get X-TAK-ATAU tetapi mempunyai bulatan kecil yang

Jadual 1-8 Simbol dan Jadual Kebenaran Get X-TAK-ATAU

SK4021-LE1-IS

1.4. Kombinasi Get Logik
Boolean Algebra adalah pernyataan matematik bagi sistem digit. Sebagaimana
yang diketahui get logik adalah blok yang paling asas dalam semua sistem digital. Oleh
itu pengetahuan tentang simbol, jadual benar dan persamaan Boolean ini perlu diketahui
sebelum membuat satu litar logik yang lebih sistematik dan penting untuk tujuan
pemahaman dan analisis litar sistem digit.

1.4.1. Persamaan Boolean dan Litar Logik

i. Hukum Litar Logik
a) Hukum DAN
Hukum ini menyatakan jika sebarang pembolehubah diDANkan dengan
0, hasilnya akan menjadi 0. Ini mudah diingati kerana kendalian DAN seperti
pendaraban biasa, iaitu sebarang nombor apabila didarab dengan 0, hasilnya
adalah 0.

Rajah 1-5 Hukum DAN

b) Hukum ATAU
Hukum ATAU adalah seperti penambahan di mana keluaran get ATAU
akan menjadi 1 apabila salah satu daripada masukannya adalah 1 tanpa
menghiraukan nilai masukan yang lain.

Rajah 1-6 Hukum ATAU

SK4021-LE1-IS

c) Hukum TAK
Hukum TAK menyatakan bahawa keluarannya adalah terbalik daripada
masukkannya. Jika masukan X adalah 1 maka keluarannya akan menjadi 0.
Begitulah sebaliknya.

Rajah 1-7 Hukum TAK

ii. Persamaan Boolean
a) Hukum Tukar Tertib
Teorem seterusnya melibatkan lebih daripada satu pembolehubah.
Hukum tukar tertib menunjukkan bahawa turutan mengATAU mengDANkan 2
pembolehubah adalah tidak penting, hasilnya adalah sama.

X+Y=Y+X
X.Y=Y.X

b) Hukum Sekutuan
Hukum ini membolehkan kita mengelompokkan pembolehubah dalam
ungkapan DAN atau ungkapan ATAU mengikut cara yang diingini.

X ( YZ ) = ( XY ) Z = XYZ
X+(Y+Z)=(X+Y)+Z=X+Y+Z

c) Hukum Taburan / Agihan
Hukum ini menyatakan bahawa sesuatu ungkapan itu boleh
dikembangkan dengan mendarab sebutan demi sebutan. Teorem ini juga
menunjukkan yang kite boleh mengfaktorkan sesuatu ungkapan.

X(Y+Z)=XY+XZ
( W + X ) (Y + Z ) = W Y + X Y + W Z + X Z

SK4021-LE1-IS

d) Hukum Penyerapan

Daripada hukum-hukum tersebut, terdapat tiga jenis hukum Boolean Algebra
yang perlu difahami. Berikut merupakan hukum-hukum Boolean Algebra:

i. Hukum Tukar-tertib (Commutative Laws)

ABC = ACB = CBA
A+B+C = B+C+A = C+A+B

ii. HukumSekutuan(Associative Laws)

A+(B+C) = (A+B)+C
A(BC) = (AB)C

iii. HukumTaburan(Distributive Laws)

A(B+C) = AB+AC

e) Hukum De Morgan

Teorem ini berguna dalam memudahkan ungkapan hasildarab atau
hasiltambah pembolehubah yang disongsangkan.

Teorem (a) menyatakan bahawa apabila hasiltambah ATAU dua
pembolehubah disongsangkan, ini adalah sama seperti menyongsang setiap
SK4021-LE1-IS

pembolehubah satu persatu dan seterusnya menDANkan songsangan
pembolehubah tersebut.

Teorem (b) pula menyatakan bahawa apabila hasildarab DAN bagi
pembolehubah disongsangkan, ini adalah sama seperti menyongsang setiap
pembolehubah satu persatu dan seterusnya mengATAUkan songsangan
pembolehubah tersebut.

Get-get setara bagi suatu get/litar logik boleh diperolehi dengan
menggunakan De Morgan teorem:

Rajah 1-8 Get-Get Setara

Jadual 1-9 berikut menunjukkan Teori Asas Boolean Algebra

SK4021-LE1-IS

Jadual 1-9

Jadual 1-10 berikut menunjukkan Ringkasan Hukum-hukum
No Hukum Ungkapan
1 Hukum Tukar-Tertib A+B=B+A A.B=B.A
2 Hukum Seketuan A ( BC ) = ( AB ) A+(B+C)=(A+B)+C
3 Hukum Taburan A + ( BC ) = (A + B) (A + C) A (B + C) = ( AB ) + ( AC )

4 Hukum ATAU-DAN

5 Teorem De Morgan

Jadual 1-10

Contoh-contoh penyelesaian bagi melukis rajah litar berdasarkan persamaan
Boolean:
Contoh 5:
Sekiranya anda diberi satu persamaan Boolean sebagai yang berikut:

Anda akan membayangkan get yang boleh menghasilkan keluaran
seperti persamaan Boolean itu adalah get ATAU yang mempunyai tiga
masukan.

SK4021-LE1-IS

Contoh 6:
Sekiranya satu persamaan Boolean diberi sebagai:

Langkah yang perlu dilakukan untuk membina litar digital tersebut
adalah seperti berikut:

Langkah 1:
Perhatikan persamaan Boolean tersebut. Dalam contoh ini anda perlu
ATAU kan (OR) masukan-masukan A.B, A.B dan B.C. Terdapat 3 masukan
bagi litar digital ini iaitu A, B dan C.

Langkah 2
Bina litar logik bagi setiap persamaan Boolean.

Contoh 7:
Permudahkan persamaan Boolean berikut dengan menggunakan
hukum aljabar Boolean:

SK4021-LE1-IS

Penyelesaiannya:

Contoh 8:
Permudahkan persamaan Boolean berikut dengan menggunakan
hukum aljabar Boolean:

Penyelesaiannya:

Contoh 9:
Permudahkan persamman Boolean berikut dan seterusnya lukiskan litar
logik dan jadual kebenaran yang sepadan:

Penyelesaiannya:

SK4021-LE1-IS

Litar Logik:

Jadual Kebenaran

A B C

0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 1
0 1 1 0
1 0 0 1
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 0

Jadual 1-11

1.5. Flip-Flop
Flip-flop merujuk kepada keupayaan litar untuk berada dalam satu daripada
dua keadaan stabil. Flip-flop dikatakan bersifat selak dwistabil yang bermaksud
boleh mengingati keadaan input terdahulu. Flip-flop juga merupakan litar logik
berjujukan kerana keadaan input bergantung kepada keadaan output sebelumnya.
Litar flip-flop merupakan litar asas pembinaan litar-litar ingatan dalam
komputer dan kalkulator. Flip-flop memiliki sifat-sifat litar jujukan. Output flip-flop
mestilah dalam keadaan logik bertentangan. Flip-flop boleh menggunakan dua get
TAK-ATAU atau dua get TAK-DAN yang bersambung bersilang.

SK4021-LE1-IS

Bagi menggunakan get TAK-ATAU kedua-dua input berlogik 1 hendaklah
dielakkan kerana kedua-dua output akan berlogik 0 dan dikatakan sebagai keadaan
tidak diingini. Manakala bagi menggunakan get TAK-DAN kedua-dua input berlogik
0 hendaklah dielakkan kerana kedua-dua output akan berlogik 1 dan dikatakan
sebagai keadaan tidak diingini.
Sifat-sifat Litar Jujukan atau (Sequential Circuit / State Machine) yang ada
pada litar flip-flop adalah:
 Mempunyai fungsi ingatan
 Nilai keluaran sekarang bergantung kepada masukan dan juga nilai pada
ingatan (nilai keluaran sebelumnya)
Rajah 1-9 berikut menunjukkan satu litar jujukan.

Rajah 1-9

Hubungan antara fungsi masukan, keluaran, keadaan sekarang dan keadaan
berikut dapat dinyatakan dalam Jadual Keadaan (State Table) dan Rajah Keadaan
(State Diagram) . Berikut jadual 1-12 menunjukkan Jadual Keadaan .

Jadual 1-12

Rajah 1-9 berikut menunjukkan Rajah Keadaan

SK4021-LE1-IS

Rajah 1-9

Flip-flop dapat menyegerakkan isyarat keluaran dengan adanya isyarat Jam
(CLOCK). Jam adalah isyarat segiempat berkala. Keluaran bagi sesuatu peranti
ingatan atau suatu sistem, hanya diperolehi berdasarkan peralihan isyarat Jam ini.
Samaada peralihan Pinggir Positif atau peralihan Pinggir Negatif. Rajah 1-10 berikut
merupakan rajah isyarat Jam.

Rajah 1-10

Contoh-contoh penggunaan FF merangkumi:-
 Pembilang (Counter)
 Pembilang Tak Segerak
 Pembilang Segerak
 Penjujuk (Sequencer)
 Daftar (Register)

1.5.1. Flip-Flop S-R

i. Litar Logik

Rajah 1-11 Litar Logik Flip-Flop S-R

Rajah 1-12 Litar Logik Flip-Flop S-R

SK4021-LE1-IS

ii. Rajah Blok (Isyarat)

Rajah 1-13 Isyarat Flip-Flop S-R

iii. Jadual Kebenaran (Keadaan) dan Rajah Keadaan

Jadual 1-13 Jadual Keadaan Flip-Flop S-R

Rajah 1-14 Rajah Keadaan Flip-Flop S-R

1.5.2. Flip-Flop D
SK4021-LE1-IS

i. Litar Logik

Rajah 1-15 Litar Logik Flip-Flop D

Rajah 1-16 Litar Logik Flip-Flop D


Rajah 1-17 Isyarat Flip-Flop D


Jadual 1-14 Jadual Keadaan Flip-Flop D
SK4021-LE1-IS

Rajah 1-18 Rajah Keadaan Flip-Flop D

1.5.3. Flip-Flop J-K

i. Litar Logik

Rajah 1-19 Litar Logik Flip-Flop J-K



SK4021-LE1-IS

Rajah 1-21 Isyarat Flip-Flop J-K


Jadual 1-15 Jadual Keadaan Flip-Flop J-K


SK4021-LE1-IS

1.5.4. Flip-Flop T

i. Litar Logik

Rajah 1-23 Litar Logik Flip-Flop T




SK4021-LE1-IS

Jadual 1-16 Jadual Keadaan Flip-Flop T


SK4021-LE1-IS

LATIHAN
1 Lengkapkan peraturan menambah dan menolak bagi nombor binari berikut
i. 1 + 1 =
ii. 0 – 1 =

2 Tukarkan nombor Decimal berikut kepada nombor binary dan kemudian lakukan operasi
penambahan bagi kedua-dua nombor tersebut.
i. 14710 + 7510 =

3 Tukarkan nombor decimal berikut kepada nombor binari
i. 2210
ii. 1110

4 Berikan simbol, rangkap Boolean dan jadual benar bagi get-get logik dibawah
i. Get DAN (AND gate)
ii. Get ATAU (OR gate)
iii. Get Penyongsang (Inverter gate)
iv. Get TAK DAN (NAND gate)
v. Get TAK ATAU (NOR gate)
vi. Get Ekslusif ATAU (Exclusive OR gate)
vii. Get Ekslusif TAK ATAU (Exclusive NOR gate)

5 Berikan rangkap Boolean dan jadual benar bagi 2 jenis litar logik dibawah:

i.

ii.

SK4021-LE1-IS

6 Permudahkan rangkap berikut dengan menggunakan hukum-hukum dan teori asas
Boolean
i.
ii.
iii.
iv.

v.

7 Berikan Jadual keadaan dan rajah keadaan bagi litar flip-flop berikut:
i. S-R
ii. J-K
iii. T
iv. D

RUJUKAN :
1 Pengajian Kejuruteraan Elektrik dan Elektronik Tingkatan 4 -Dewan Bahasa Dan
Pustaka,
2 Fizik Tingkatan 5 - Penerbitan Sinar Sdn. Bhd.,
3 Prinsip Elektrik - Zam Zam Khairani (IBS Buku Sdn. Bhd.),
4 Pengajian Kejuruteraan Elektrik dan Elektronik Tingkatan 5 -DewJohn r. Wright dan
Larry D. Helsel (1999).”Introduction to Material and Processes”, Penerbit, ISBN No.

SK4021-LE1-IS

INSTITUSI LATIHAN
JABATAN TENAGA MANUSIA
KEMENTERIAN SUMBER MANUSIA
MALAYSIA

KERTAS PENERANGAN
KOD DAN NAMA
SUBJEK UMUM
KURSUS
KOD DAN NAMA
SK 4021 SAINS KEJURUTERAAN 4
MODUL
PENGALAMAN
LE2 LITAR ARUS ULANG ALIK
PEMBELAJARAN
NO. TUGASAN 2.1 RINTANGAN, ARUHAN DAN KEMUATAN DALAM LITAR ARUS
BERKAITAN ULANG-ALIK
2.2 KUASA DALAM LITAR ARUS ULANG-ALIK

FAHAM LITAR ARUS ULANG-ALIK DENGAN MENGIRA RINTANGAN
(R), REGANGAN BERARUHAN (XL), REGANGAN BERKEMUATAN
(XC), GALANGAN (Z), KUASA REGANGAN, KUASA KETARA, KUASA
OBJEKTIF NYATA, FAKTOR KUASA DAN RAJAH LITAR PERINTANG, LITAR
PRESTASI PEARUH, LITAR PEMUAT, LITAR SIRI R-C, LITAR SIRI R-L, LITAR
AKHIRAN (TPO) SIRI R-C-L, RAJAH VEKTOR DAN GRAF ARUS DAN VOLTAN
SUPAYA LITAR ARUS ULANG-ALIK DAPAT DIANALISIS DAN
JAWAPAN YANG DIPEROLEHI MENEPATI SKEMA.

OBJEKTIF DI AKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :-
MEMBOLEH (EO)
1. MENGAPLIKASIKAN FORMULA-FORMULA BERKAITAN DENGAN
ARUS ULANG-ALIK
2. MEMBEZAKAN RAJAH VEKTOR BAGI LITAR R,C,L,R-C,R-L,R-C-L
3. MENGENALPASTI CIRI-CIRI LITAR SIRI
4. MENGHITUNG KUANTITI VOLTAN (V), ARUS (I), RINTANGAN (R),
REGANGAN (X), GALANGAN (Z), KUASA (P)

SK4021-LE2-IS

2. LITAR ARUS ULANG-ALIK

2.1. Rintangan, Aruhan Dan Kemuatan Dalam Litar Arus Ulang-Alik
Arus ulang-alik (AC, juga AU) merupakan satu bentuk arus elektrik yang arah
alirannya berulang-alik, tidak seperti arus terus (DC atau AT), yang mana arah
alirannya adalah tetap. Bentuk gelombang yang lazim bagi arus AC adalah dalam
bentuk gelombang sinus, memandangkan ia menghasilkan satu bentuk
penghantaran elektrik yang paling cekap. Walau bagaimanapun di sesetengah
aplikasi pula bentuk gelombang yang berbeza digunakan, seperti bentuk gelombang
segitiga ataupun gelombang segiempat sama.
Arus ulang-alik juga dijelaskan sebagai sejenis arus elektrik yang mengalir di
dalam dua keadaan sama ada pada nilai negatif ataupun nilai positif. Ia mengalir
bermula dari sifar ke maksimum positif, ke sifar dan seterusnya mengalir ke
maksimum negatif dan kembali kepada sifar.
Secara umumnya, AC merujuk kepada bentuk tenaga elektrik yang dihantar
ke rumah dan premis perniagaan. Walau bagaimanapun, isyarat audio dan radio
yang dibawa oleh wayar elektrik juga merupakan contoh arus ulang-alik. Dalam
aplikasi tersebut, matlamat utama ialah memperoleh semula maklumat yang
dikodkan (atau dimodulasi) ke isyarat AC. Voltan ulang-alik boleh dijanakan dengan
dua cara, iaitu:
 Sama ada pengalir bergerak dan fluks magnet di dalam keadaan diam
 Fluks bergerak dan pengalir dalam keadaan diam
Bentuk gelombang arus ulang-alik (AU) seperti betuk gelombang sinus,
seperti rajah 2-1 dibawah:

Rajah 2-1

SK4021-LE2-IS

,

,

, , , ,

Rajah 2-2 gelombang AU dengan kedudukan istilahnya:

Rajah 2-2

Rajah 2-3 gelombang sefasa

Rajah 2-3
SK4021-LE2-IS

Persamaan gelombang sefasa:

Rajah 2-4 gelombang tidak sefasa atau mengalami perbezaan fasa:

Rajah 2-4

Persamaan gelombang sefasa:

SK4021-LE2-IS

Rajah 2-5 vektor / fasa

Rajah 2-5

2.1.1. Rintangan

Takrifan Rintangan
Apabila voltan AU dikenakan kepada satu litar yang terdiri daripada
perintang, AU yang mengalir di dalam litar tersebut boleh ditentukan dengan
menggunakan Hukum Ohm.

Kesan Rintangan
Kesan rintangan dalam litar AU;
 Jika rintangan bertambah maka arus akan berkurangan.
 Jika rintangan berkurangan maka arus akan bertambah.
 Nilai arus ulang alik yang mengalir pada sebarang titik di dalam
litar yang mengandungi rintangan tulin adalah tidak dipengaruhi
oleh nilai frekuensi litar tersebut.

SK4021-LE2-IS

Litar Perintang
Berikut merupakan rajah litar rintangan dan persamaan bagi Hukum
Ohm.

Rajah 2-6

Di dalam litar berintangan tulin AU, arus dan voltan adalah sefasa
kerana tidak terdapat anjakan sudut. Dengan itu gambar rajah gelombang dan
gambar rajah vektor yang mewakili voltan dan arus bagi litar berintangan tulin
ditujukkan dalam rajah 2-7 yang berikut:

Rajah 2-7

SK4021-LE2-IS

2.1.2. Aruhan

Takrifan Aruhan
Aruhan adalah satu hak milik campuran seperti gelung aruhan yang
menyimpan tenaga di dalam medan elektromagnet. Apabila arus elektrik
mengalir dalam gelung aruhan, gelung ini akan menjadi elektromagnet.
Elektromagnet ini menghaslkan voltan aruhan yang menentang pengaliran
arus yang mengalir di dalam litar gelung tersebut. Penentangan voltan aruhan
terhadap pengaliran arus elektrik di dalam gelung aruhan ini dinamakan
regangan berkearuhan/regangan induktif, XL

Kesan Aruhan
Kesan aruhan dalam litar AU;
 Penentangan bagi pengaliran arus yang digambarkan oleh
aruhan dikenali sebagai regangan induktif. Ia adalah senilai
dengan rintangan perintang.
 Regangan induktif adalah bergantung kepada frekuensi, di mana
apabila frekuensi bertambah, voltan turut bertambah dan
seterusnya regangan turut bertambah.

Litar Pearuh

Rajah 2-8

Di dalam litar AU yang hanya mengandungi aruhan sahaja, arus akan
menyusuli (mengekori) voltan bekalan dengan beza fasa . Oleh itu, rajah
gelombang dan rajah vector bagi litar beraruhan tulin adalah seperti rajah 2-9
berikut.

SK4021-LE2-IS

Rajah 2-9

2.1.3. Kemuatan

Takrif Kemuatan
Di dalam litar arus ulang alik yang mengandungi pemuat sahaja, arus
akan mendahului voltan bekalan sebanyak

Kesan Kemuatan
Kesan kemuatan dalam litar AU;
 Penentangan bagi pengaliran arus yang digambarkan oleh
pemuat dikenali sebagai regangan kapasitif, Xc
 Regangan kapasitif adalah senilai dengan rintangan bagi
perintang.
 Regangan kapasitif adalah bergantung kepada nilai frekuensi
bekalan, di mana apabila frekuensi bekalan bertambah, maka
nilai regangan kapasitif akan turut bertambah.

SK4021-LE2-IS

Litar Pemuat
Berikut merupakan rajah 2-10 kemuatan tulin dalam litar AU.

Rajah 2-10

Rajah 2-11 gelombang dan rajah vektor bagi kemuatan tulin.

Rajah 2-11

SK4021-LE2-IS

2.1.4. Litar Siri R-C
Pemuat dipasang secara sesiri dengan perintang. Seperti dalam rajah 2-12
berikut:

Rajah 2-12

Dalam litar RC sesiri, arus akan dihadkan nilainya oleh rintangan R dan
regangan kapasitif XC. Ini menjadikan arus yang melalui rintangan R, berada sefasa
dengan voltan dan apabila arus mengalir melalui regangan kapasitif XC, ia akan
mengekori voltan sebanyak

Dalam litar sesiri nilai arus sama pada setiap beban, maka arus (I) dijadikan
faktor rujukan dalam rajah vektor 2-13.

Rajah 2-13

Dari rajah vektor, boleh menerbitkan hubungan di antara voltan bekalan V
dengan voltan susut yang melintangi rintangan VR dan voltan yang melintangi
kemuatan VC dengan menggunakan Teorem Pitaghoras berikut:

SK4021-LE2-IS

Galangan ditakrifkan sebagai jumlah halangan yang wujud di dalam litar AU.
Simbol dan unit Ohm . Dari rajah vector , diterbitkan satu rajah segitiga yang
menghubungkan rintangan R , ragangan berkearuhan XC dan galangan Z, yang
dikenali sebagai rajah 2-14 segitiga galangan seperti di bawah:

Rajah 2-14

Daripada litar RC dapat diterbitkan beberapa formula antaranya:

 Arus litar :

 Voltan susut setiap komponen : dan

 Sudut fasa :

Faktor kuasa :

Formula yang terdapat di dalam litar RL hampir sama dengan formula yang ada
di dalam litar RC. Cuma terdapat sedikit perbezaan pada sudut fasa dan yang
melibatkan pembolehubah XC sahaja.

Contoh permasalahan:

SK4021-LE2-IS

Penyelesaian :

2.1.5. Litar Siri R-L
Pearuh dipasang secara sesiri dengan perintang. Seperti dalam rajah 2-15
beriku:

Rajah 2-15

Dalam litar RL sesiri, arus akan dihadkan nilainya oleh rintangan dan
regangan induktif. Ini menjadikan arus yang melalui rintangan R, berada sefasa
dengan voltan dan apabila arus mengalir melalui regangan induktif XL, ia akan
mengekori voltan sebanyak
Dalam litar sesiri nilai arus sama pada setiap beban, maka arus (I) dijadikan
faktor rujukan dalam rajah vektor 2-16.

SK4021-LE2-IS

Rajah 2-16

Dari rajah vektor, boleh menerbitkan hubungan di antara voltan bekalan V
dengan voltan yang melintangi rintangan VR dan voltan yang melintangi aruhan VL
dengan menggunakan Teorem Pitaghoras berikut:

di mana dan

Galangan ditakrifkan sebagai jumlah halangan yang wujud di dalam litar AU.
Simbol dan unit Ohm . Dari rajah vector , diterbitkan satu rajah segitiga yang
menghubungkan rintangan R , ragangan berkearuhan XL dan galangan Z, yang
dikenali sebagai rajah 2-17 segitiga galangan seperti di bawah:

Rajah 2-17

Dengan menggunakan Teorem Pithagoras satu formula galangan untuk litar
RL sesiridapat diterbitkan iaitu:

di mana

Daripada litar RL dapat diterbitkan beberapa formula antaranya:

 Arus litar :

 Voltan susut setiap komponen : dan

 Sudut fasa :

 Faktor kuasa :

SK4021-LE2-IS

Contoh permasalahan:

Penyelesaian :

2.1.6. Litar Siri R-C-L

Dalam litar RCL sesiri pearuh L dan pemuat C disambung sesiri dengan
perintang R dan dibekalakan dengan voltan AU. Arus I dijadikan faktor rujukan
dalam rajah vektor kerana ia adalah sama pada setiap beban atau komponen.
Berikut merupakan rajah 2-18 litar RLC:

Rajah 2-18

Bagi melukis rajah vektor litar RLC, terdapat dua syarat yang mesti diberi perhatian
iaitu:

Regangan berkearuhan lebih besar daripada regangan berkemuatan:

SK4021-LE2-IS

Regangan berkemuatan lebuh besar daripada regangan berkearuhan:

Rajah 2-19 berikut merupakan vektor dan segitiga galangan bagi litar RLC apabila XL
> XC

Rajah 2-19

Perbezaan formula hanya wujud pada formula yang melibatkat pembolehubah XL dan
XC sahaja. Daripada litar RLC dapat diterbitkan beberapa formula antaranya:

 Galangan litar :

 Arus litar :

 Voltan susut setiap komponen : , dan

 Sudut fasa :

 Faktor kuasa :

SK4021-LE2-IS

Rajah 2-20 berikut merupakan vektor dan segitiga galangan bagi litar RLC apabila XC
> XL

Rajah 2-20

Perbezaan formula hanya wujud pada formula yang melibatkat pembolehubah XL dan
XC sahaja iaitu sama dengan litar RLC apabila XL > XC dan sudut fasa yang melibatkan
tanda -ve. Daripada litar RLC ini dapat diterbitkan beberapa formula antaranya:

 Galangan litar :

 Arus litar :

 Voltan susut setiap komponen : , dan

 Sudut fasa :

 Faktor kuasa :

SK4021-LE2-IS

2.2. KUASA DALAM LITAR ARUS ULANG-ALIK

Terdapat tiga kuasa yang wujud di dalam litar AU iaitu:
 Kuasa ketara, S
 Kuasa sebenar atau kuasa nyata, P
 Kuasa regangan

2.2.1. Kuasa Regangan
Kuasa regangan juga dikenali sebagai kuasa reaktif dan merupakan kuasa
yang digunakan atau diserap oleh komponen permuat atau peraruh dalam litar AU..

2.2.2. Kuasa Nyata (Sebenar)
Kuasa sebenar juga dikenali sebagai kuasa aktif dan merupakan kuasa yang
digunakan atau diserap oleh komponen perintang dalam litar AU..

2.2.3. Kuasa Ketara
Kuasa yang berkurang kerana kewujudan regangan yang menyebabkan arus
dan voltan terpisah iaitu tidak sefasa. Pemisahan arus dan voltan ini menyebabkan
kuasa dalam litar akan berkurangan.

SK4021-LE2-IS

Segitiga Kuasa
Perhubungan di antara kuasa ketara, kuasasebenar dan kuasa regangan boleh
digambarkan melalui rajah segitiga yang dikenali sebagai Segitiga Kuasa berikut:

Contoh 8:

Penyelesaian:

SK4021-LE2-IS

2.3. Faktor Kuasa
Faktor kuasa boleh diungkapkan di dalam bentuk peratus (%) atau nombor
pecahan. Ia dikenali sebagai dan disebut sebagai mendahului (lead) atau
mengekor (lag), di mana ialah sudut fasa di antara voltan dan arus.
 Faktor kuasa ialah nisbah di antara kuasa sebenar terhadap kuasa
ketara.
 Faktor kuasa juga ditakrifkan sebagai nisbah di antara rintangan
terhadap galangan
 Faktor kuasa mendahulu apabila arus mendahului voltan jika voltan
diambil sebagai faktor rujukan dan nilainya ialah positif (+ve).
 Faktor kuasa mengekor apabila arus mengekori voltan jika voltan
diambil sebagai faktor rujukan dan nilainya ialah positif (-ve).

 Faktor kuasa yang paling baik ialah satu dan yang
menghampiri satu.

SK4021-LE2-IS

LATIHAN
1 Lukiskan dan labelkan gelombang arus ulang-alik (AU).
2 Jelaskan maksud berikut:
 Voltan Puncak
 Voltan Puncak ke Puncak
3 Berikan maksud,kesan, lukiskan litar dan rajah vektor bagi berikut:
 Kemuatan
 Aruhan
 Rintangan
4 Berikan Takrifan bagi galangan.
5 Nyatakan definisi bagi faktor kuasa.
6 Lukis dan labelkan rajah vektor bagi dua keadaan litar RLC.
10. Nyatakan perhubungan antara nilai frekuensi dan nilai arus litar.
Kirakan nilai Arus litar bagi dua keadaan berikut:
 ƒ = 80Hz, L = 0.09Ω
 ƒ = 10Hz, L = 0.09Ω
11. Diberi R = 10 Ω, XL = 20Ω, XC = 35.5 Ω, V = 220V, kirakan nilai berikut:
 Nilai Galangan, Z
 Arus Litar, I
 Faktor Kuasa
 Sudut Fasa
 Kuasa Ketara
 Kuasa Sebenar
 Kuasa Regangan

RUJUKAN :
1 Pengajian Kejuruteraan Elektrik dan Elektronik Tingkatan 4 -Dewan Bahasa Dan
Pustaka,
2 Fizik Tingkatan 5 - Penerbitan Sinar Sdn. Bhd.,
3 Prinsip Elektrik - Zam Zam Khairani (IBS Buku Sdn. Bhd.),
4 Pengajian Kejuruteraan Elektrik dan Elektronik Tingkatan 5 -DewJohn r. Wright dan
Larry D. Helsel (1999).”Introduction to Material and Processes”, Penerbit, ISBN No.

SK4021-LE2-IS

SAINS KEJURUTERAAN 4 KERTAS PENERANGAN

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to SAINS KEJURUTERAAN 4 KERTAS PENERANGAN

Similar to SAINS KEJURUTERAAN 4 KERTAS PENERANGAN (12)

Recently uploaded

Recently uploaded (11)

SAINS KEJURUTERAAN 4 KERTAS PENERANGAN