Dokumen ini adalah mengenai program kemahiran di Institut Kemahiran MARA Jasin, Melaka yang memberikan pendidikan tentang asas elektrik dan elektronik. Ia menerangkan konsep atom, arus elektrik, voltan, dan rintangan, serta jenis-jenis arus elektrik seperti arus ulang-alik dan arus terus. Pelajar diharapkan untuk memahami struktur atom, sifat bahan pengalir, penebat, dan semikonduktor, serta faktor-faktor yang mempengaruhi rintangan dalam litar elektrik.

1. Institut Kemahiran MARA
Jasin, Melaka
INFORMATION SHEET
PROGRAMME : A14 SIJIL TEKNOLOGI BAIKPULIH BADAN KENDERAAN
SESSION : SEMESTER : 2
TAB 2042 / BASIC AUTOMOTIVE
CODE/COURSE : SHEET NO : A14/M01/IS01
ELECTRICAL AND ELECTRONIC
LECTURER : MD HAFIZI B. MOHAMAD WEEK : 1
TOPIC : M01 BASIC AUTOMOTIVE ELECTRIC
01.01 DIRECT ELECTRICAL COMPONENT
SUB-TOPIC :
01.02 ELECTRONIC CONTROL COMPONENT
Pelajar-pelajar mesti boleh:
LEARNING 1. Nyatakan struktur asas atom.
OUTCOME : 2. Jelaskan mengenai pengalir, penebat dan semikonduktor.
3. Jelaskan mengenai arus elektrik, voltan dan rintangan.
4. Nyatakan jenis arus elektrik.
TAJUK : ASAS ELEKTRIK
TUJUAN
Elektrik adalah satu tenaga yang dipanggil tenaga elektrik.Ia juga boleh dikenali sebagai tenaga
yang tidak boleh dilihat kerana tenaga itu sendiri tidak boleh dilihat, didengar, disentuh dan dibau
tetapi dicipta. Kertas penerangan ini akan menerangkan maksud tersebut.
1

2. PENERANGAN
Jirim merupakan benda yang mempunyai berat dan bentuk, ianya terdiri daripada tiga unsur iaitu
bentuk pepejal, cecair dan gas. Jika ketiga-tiga unsur ini di pecah-pecahkan atau di bahagi-
bahagikan maka bahagian yang terkecil akan terhasil daripada bahan tersebut akan menghasilkan
molekul.
Molekul merupakan satu bahan yang terkecil sekali daripada bahan-bahan yang di panggil jirim.
Ianya terjadi dengan sendirinya dan mempunyai sifat-sifat asal semulajadinya. Molekul pula terdiri
daripada beberapa zarah yang dikenali sebagai atom yang bergabung secara kimia, samada dari
jenis atom yang sama atau berlainan jenis. Pecahan daripada molekul ini akan menghilangkan sifat
asal semulajadinya. Atom merupakan satu zarah asas yang membentuk segala bahan samada
dalam bentuk pepejal, gas atau cecair. Atom ialah bahagian yang paling kecil hingga tidak boleh
dibahagi-bahagikan lagi. Walaupun saiz atom kecil tetapi ia mempunyai berat dan sifat-sifat
tersendiri. Elemen atau unsur merupakan gabungan 2 atau lebih atom-atom sejenis dan ia berada
dalam keadaan tulen. Campuran pula merupakan gabungan 2 atau lebih atom-atom yang
berlainan jenis tetapi tidak bergabung secara kimia. Manakala sebatian merupakan gabungan
antara 2 atau lebih atom-atom yang berlainan jenis bergabung secara kimia. Contoh : Besi +
Sulfida dan dipanaskan menghasilkan besi sulfida. Air merupakan sebatian dimana ianya terdiri
daripada dua atom hydrogen dan satu atom oksigen ( H2O). Asid sulfrik pula mengandungi dua
atom hidrogen ,satu atom salfan dan empat atom oksigen (H2SO4). Ini bermaksud satu molekul air
mengandungi tiga atom dan satu molekul asid sulfrik mengandungi tujuh atom.
Daripada contoh-contoh ini, kita dapati bahawa di dalam sesuatu jirim atau benda itu terdapat
bermacam-macam jenis atom yang berlainan yang digabungkan secara kimia atau tidak.
ZARAH ATOM
Atom merupakan badan yang terkecil daripada pecahan jirim. Tiap-tiap atom terdiri dari nukleus
yang terletak ditengah-tengah dan elektron yang berpusing mengelilingi nukleus pada satu orbit
yang tetap. Atom terdiri daripada 3 zarah asas iaitu :-
a) Proton
b) Elektron.
c) Neutron.
Proton – Satu badan yang agak berat, bercas positif di dalam nukleus.
Elektron – Merupakan badan yang terkecil sekali di dalam atom hampir tidak mempunyai
berat,ianya bercas negatif dan mengelilingi nukleus.
Neutron – Mempunyai kedua-dua cas iaitu positif dan negatif ianya terdapat di dalam Nukleus
(bercas neutral)
2

3. Gambarajah 1.1 Zarah-zarah atom
Gambarajah 1.2 Struktur ataom tembaga
3

4. ALIRAN ELEKTRIK
Pergerakan Elektron di dalam Pengalir
Arus elektrik di dalam pengalir logam terdiri daripada pergerakan elektron-elektron daripada titik
keupayaan rendah ke titik keupayaan tinggi. Arus elektrik mengalir daripada titik keupayaan tinggi
ke titik keupayaan rendah. Elektrik ialah hasil dari aliran elektron. Aliran elektron ialah aliran elektrik
atau dikatakan juga arus elektrik. Ia mengalir dari negatif ke positif.
Pengaliran Arus Pengaliran Elektron
-
-
-
Gambarajah 1.3 Pergerakan elektron dalam pengalir
Bahan Pengalir – banyak elektron bebas dan mempunyai orbit luar yang tidak lengkap
- bahan yang membenarkan arus mengalir melaluinya
- digunakan untuk wayar dan kabel elektrik
- Cth : kuprum, perak dan aluminium
Bahan Penebat Elektrik – sedikit elektron bebas dan elektron yang tidak bebas bergerak
- tidak membenarkan arus elektrik mengalir melaluinya
- digunakan untuk penebat wayar dan kabel
- Cth : getah, plastik, kaca
Bahan Separuh Pengalir – bahan yang bukan pengalir atau penebat yang baik
- Selalunya digunakan dalam litar elektronik seperti diod dan transistor
4

5. TEORI ELEKTRON BAGI ALIRAN ELEKTRIK
Bahan pengalir mempunyai elektron-elektron bebas yang akan bergerak apabila mempunyai
tenaga. Pergerakan elektron adalah random (bebas) ketika tiada bekalan kuasa.
Gambarajah 1.4 Pergerakan secara rawak di dalam pengalir
Apabila bekalan kuasa dibekalkan elektron bergerak dari punca negatif ke punca positif
Gambarajah1.5 Pergerakan elektron dalam satu litar elektrik
Arus mengalir berlawanan arah pengaliran dengan elektron dikenali sebagai arus lazim
(conventional)
Pengaliran Arus Pengaliran Elektron
Gambarajah 1.6 Pergerakan arus elektrik bertentangan dengan pergerakan elektron
5

6. Atom mengandungi neukleus yang mana di dalamnya terdapat Proton yang mempunyai cas positif,
Proton-proton ini pula di kelilingi oleh Elektron yang bercas negatif. Atom-atom yang neutral
mengandungi sama banyak Proton dan Elektron.
Elektron-elektron yang mengelilingi Atom dan juga jarak elektron daripada Nukleus adalah
bergantung kepada jenis-jenis atomnya, jika jarak kedudukanya jauh, maka kuasa tarikan yang
sedikit di kenakan, oleh kerana kedudukannya yang sangat jauh daripada Nukleus, dengan mudah
nukleus boleh tercampak keluar daripada Atomnya untuk pergi ke Atom-atom yang lain. Elektron-
elektron ini di panggil Elektron bebas ( Free Electrons ).
Jika sekiranya Elektron-elektrons bebas ini di gerakkan kepada satu hala sahaja, maka kita akan
dapati apa yang di panggil Aliran arus elektrik, di mana unitnya dikira dalam Ampere.
Gambarajah 1.7 Elektron bebas di dalam suatu pengalir
Gambarajah 1.8 Pergerakan elektron bebas
6

7. TEORI ALIRAN ELEKTRIK
Untuk mengarahkan elektron-elektron bebas ini kepada satu hala sahaja, di perlukan satu tenaga
yang di panggil Daya Gerak Elektrik ( Electro Motive Force EMF ). Ianya boleh di perolehi daripada
sumber-sumber seperti : -
a ) Sel-sel atau bateri – bagi kerja-kerja ringan.
b ) Janakuasa ( Generator ) – Bagi kerja-kerja yang berat.
Unit bagi Daya Gerak Elektrik ialah Voltan.
Simbol - E
Daya Derak Elektrik – Satu arus tidak boleh mengalir di dalam satu pengalir sehingga suatu
sumber luar berbentuk tenaga seperti bateri dibekalkan kepadanya. Sumber ini memberikan
tenaga kepada elektron-elektron dalam pengalir supaya ia dapat mengalir di sepanjang pengalir
tersebut.
Voltan ialah istilah yang digunakan untuk menunjukkan tekanan elektrik. Voltan tinggi bermakna
tekanan elektrik yang tinggi. Unit yang digunakan untuk mengukur voltan ialah volt dan boleh
diukur dengan menggunakan voltmeter.
ARUS ELEKTRIK
1. Arus mengalir melalui litar elektrik. Cas elektrik wujud dalam bentuk cas positif dan cas
negatif.
2. Arus boleh ditafsirkan sebagai jumlah pengaliran elektron. Arus elektrik melibatkan
pergerakan cas atau ion atau elektron-elektron.
3. Arus akan meningkat sekiranya tekanan atau voltan meningkat dengan menganggap
rintangan yang ada adalah tetap.
4. Ampere ialah unit bagi mengukur arus elektrik atau aliran elektron. Arus yang mengalir
boleh diukur dengan menggunakan ammeter.
5. Arus elektrik adalah kadar pengaliran cas.
6. Satu Coulumb ialah kuantiti cas yang mengalir melalui sebarang titik dalam satu litar dalam
masa satu saat apabila arus mengalir satu ampere.
7. Unit : Ampere (Amp)
I - Arus
Q- Kuantiti cas
t – Masa
elektrik yang diambil
7

8. Gambarajah 1.9 Pengaliran arus dalam pengalir
VOLTAN
Voltan merupakan tekanan elektrik yang membolehkan arus melalui litar elektrik. Semakin tinggi
voltan semakin tinggi dan bagus arus yang mengalir. Voltan boleh ditafsirkan sebagai tekanan
elektrik. Unit : Volt (V)
Gambarajah 1.10 Peranan voltan dalam pengaliran arus
RINTANGAN
Sifat sesuatu bahan yang mana menentang pengaliran arus elektrik (elektron) daripada melaluinya.
Penebat mempunyai rintangan yang tinggi untuk elektron mengalir. Rintangan diukur dalam unit
Ohm dan ditunjukkan dengan simbol Ω. Salingan bagi rintangan ialah kealiran di mana;
8

9. G – Kealiran
I mho (α) I – Arus
G =
R R - Rintangan
Gambarajah 1.11 Rintangan dalam pengaliran arus
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RINTANGAN
1. Rintangan berkadar terus dengan panjangnya (R = ƪ )
2. Rintangan berkadar songsang dengan luas keratan
3. Rintangan bergantung kepada suhu pengalir
4. Rintangan bergantung kepada sifat semulajadi bahan-bahan.
5. Rintangan bergantung kepada keadaan fizikal pengalir.
JENIS ARUS ELEKTRIK
1. Arus Ulang-alik
2. Arus Terus.
9

10. 1. Arus Ulang-alik
Arus ulang-alik (AU) ataupun alternating current (AC) pula merupakan arus elektrik yang berulang-
alik arah pengaliran arusnya dan sentiasa berubah-ubah alirannya mengikut masa dan mengalir di
dalam dua keadaan sama ada pada nilai negative atau pun nilai positif. Perubahan arah aliran arus
ini disebabkan oleh perubahan kutub punca voltan penjana AU yang silih berganti. 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.
Arus ulang-alik
Dalam arus ulang-alik pula, nilai magnitud dan nilai frekuensi di ambil kira. Magnitud arus ulang-alik
juga boleh tetap ataupun berubah-ubah. Frekuensi adalah bilangan ulangan dalam masa satu saat.
Frekuensi juga boleh tetap ataupun berubah-ubah.
Penukaran arus ulang-alik kepada arus terus lebih mudah berbanding penukaran arus terus
kepada arus ulang-alik. Arus ulang-alik ditukarkan kepada arus terus menggunakan recifier
manakala arus terus ditukarkan kepada arus ulang-alik menggunakan inverter.
Sistem penjanaan dan pengagihan elektrik dari stesen janakuasa sehingga ke rumah
menggunakan arus ulang-alik. Ini kerana, voltan arus ulang-alik mudah dinaikkan dan juga
diturunkan menggunakan transformer.
Penghantaran elektrik dilakukan dalam keadaan voltan tinggi supaya merendahkan nilai arus. Arus
yang rendah bertujuan mengurangkan kehilangan kuasa dalam kabel penghantaran.
10

11. 2. Arus Terus
Arus terus (AT) ataupun direct current (DC) merupakan arus elektrik yang mengalir dalam satu
hala sahaja. Arus terus dihasilkan daripada pelbagai sumber seperti bateri, termogandingan, sel
suria serta dinamo jenis komutator. Di dalam arus terus, cas elektrik mengalir pada arah yang
tetap, berbeza dengan arus ulang-alik (AC).
Jenis-jenis arus terus
Arus terus juga boleh diperolehi daripada bekalan arus ulang-alik dengan menggunakan diod atau
rektifier yang membenarkan arus mengalir sehala sahaja. Arus terus juga boleh ditukar kembali ke
arus ulang-alik dengan menggunakat inverter ataupun set motor -penjana. Arus terus digunakan
untuk mengecas bateri, serta pada hampir kesemua sistem elektronik
seperti pada sistem bekalan kuasa. Sistem penghantaran arus terus voltan tinggi (HVDC)
digunakan dalam penghantaran pukal bekalan elektrik merentasi jarak yang sangat jauh ataupun
untuk menghubungkan antara dua grid arus ulang-alik yang berjiran.
11

12. Perbandingan antara Arus Terus (a.t) denganArus Ulang Alik (a.u)
Arus Ulang Alik Arus Terus
Kesan Pemanasan Menghasilkan kesan
Menghasilkan kesan pemanasan
pemanasan apabila melalui
melalui perintang
perintang
Arah arus
Berubah-ubah mengikut Arus mengalir pada arah
frekuensi tertentu
Kesan Magnet Menghasilkan
Menghasilkan elektromagnet
elektromagnet dengan
dengan kutub berubah-ubah
kutub yang tetap
Kesan Transformer Voltan tidak bolehdinaikkan
Voltan boleh dinaikkan atau
atau diturunkan oleh
diturunkan oleh transformer
transformer
Hanya boleh diukur oleh meter
Boleh diukur oleh meter
Alat Pengukur dawai panas dan meter
dawai panas, meter besi
besibergerak
bergerak dan meter
gegelung bergerak
Pertukaran bentuk Boleh ditukar kepada a.t dengan Lebih sukar ditukar menjadi
arus menggunakan diod a.u melalui litar elektrik.
Diukur berdasarkan nilai
Nilai diukur Diukur berdasarkan nilai p.m.k.d
mantapnya
12

13. KESIMPULAN
Atom merupakan zarah terkecil pada sesuatu elemen di mana ianya akan membentuk sifat
sesuatu bahan. Pergerakan elektrok yang bebas di dalam sesuatau bahan membolehkan arus
mengalir. Voltan diperlukan dalam pengaliran arus agar dapat m enghasilak arus yang baik untuk
kegunaan komponen elektrik. Rintangan pula merupakan halangan kepada pengaliran arus.
Terdapat 3 jenis bahan dalam kehidupan di mana ianya merupakan pengalir, penebat dan
semikonduktor. Terdapat dua jenis arus yang sering digunakan iaitu arus ulang-alik dan arus terus.
Arus ulang-alik boleh ditukar kepada arus terung dengan menggunakan rectifier manakala arus
terus boleh ditukar dengan menggunakan inverter.
EXERCISE
1. Apakah yang dimaksudkan dengan arus elektrik?
2. Nyatakan struktur atom dan karektornya..
3. Terangkan secara ringkas perkataan di bawah.
a. Pengalir
b. Penebat
c. Semiconduktor
4. Berikan faktor-faktor yang mempengaruhi kadar rintangan dalam litar.
REFERENCE
1. Akademi Saga, Basic Electrical & electronic System Information Sheet, Shah Alam, Selangor:
Edaran Otomobil Nasional Berhad.
2. Akademi Saga, Basic Electrical & electronic System Work Sheet, Shah Alam, Selangor: Edaran
Otomobil Nasional Berhad.
3. Tom Denton, Automobile Electrical & Electronic Systems
4. DTAF IKM Jasin, Information Sheet Auto-Electric
5. Toyota Service Training 1989, Fundamentals of Electricity, Vol 14(Step 2), Toyota Motor
Corporation.
6. V.A.W. Hillier1986, Fundamentals of Automotive Electronics, Croydon College: Stanley Thornes
Ltd. System
7. Automotif Electrical/electronic System
8. James E.Duffy 1998, Auto Electricity and Electronics Technology : The Goodheart-Willcox
Company, Inc
13