Modul 3 membahas tentang litar elektrik, termasuk hukum Ohm dan Kirchhoff, jenis-jenis litar seperti siri, selari, dan siri selari, serta konsep arus, voltan, rintangan, dan kuasa. Modul ini juga mengajarkan cara menghitung nilai-nilai tersebut menggunakan rumus dan hukum yang relevan.
2. Objektif Khusus
# Mentakrif Hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff
# Menghitung arus, voltan, rintangan dan kuasa
# Menggunakan Hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff
Pencapaian kompetensi
# Menyambung litar siri,selari dan siri selari
# Menggunakan meter pelbagai untuk mengukur
voltan dan arus dalam litar
3. PENGENALAN LITAR ELETRIK
# Litar elektrik asas terdiri daripada
punca voltan, pengalir, suis dan beban
# Punca voltan yg digunakan ada 2 jenis
iaitu voltan arus terus ( AT ) atau arus
ulang alik ( AU )
4. KUANTITI DAN UNIT ELETRIK
1. CAS = atom yg tak stabil yg boleh
menerima atau kehilangan
elektron
* menerima = bercas negatif
* hilang = bercas positif
Simbol = Q
Unit = Coulomb ( C )
6. 2. ARUS = Kadar pengaliran cas dari satu
titik ke satu titik pada masa
tertentu
Simbol = I
Unit = Ampere ( A )
7. 3. VOLTAN = Tenaga keupayaan yang
menghasilkan tekanan untuk
membolehkan arus elektrik
mengalir dalam litar
Simbol = V
Unit = volt ( V )
4. RINTANGAN = Sifat yg menentang pengaliran
arus dalam litar
Simbol = R
Unit = Ohm ( Ω )
8. 5. KUASA = Kerja yang dilakukan dalam
suatu masa tertentu
Simbol = P
Unit = Watt ( W )
6. TENAGA = Kemampuan suatu jasad utk
melakukan kerja pada suatu
masa tertentu
Simbol = W
Unit = Joule ( J )
9. MEREKA BENTUK LITAR
# Ada 3 jenis litar iaitu
* litar sesiri
* Litar selari
* Litar siri selari
R1
R1
1. 2. 3.
R2 R1 R2 R2 R3
R3
11. BORANG MEREKABENTUK PROJEK PAPAN JALUR
0 o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
13. TAKRIF HUKUM OHM
# Menyatakan bahawa dalam suatu litar,
arus yang mengalir berkadar terus
dengan voltan dan songsang dengan
rintangan pada suhu tetap
V
I R
14. KUASA 10 PREFIKS SIMBOL
109 Giga G
106 Mega M
103 Kilo K
10-3 Mili m
10-6 Mikro µ
10-9 Nano n
10-12 Piko p
15. PENGIRAAN MENGGUNAKAN HUKUM OHM
1.Diberi rintangan = 100 Ω voltan sebanyak 5v. Kirakan
nilai arus
2.Diberi rintangan dalam satu litar adalah 100 Ω dan
voltan bekalan yg dibekalkan adalah 2 v. dengan
menggunakan formula hukum Ohm kirakan nilai arus
bagi litar tersebut.
3. Dibekalkan voltan sebanyak 4.5 v dan arus bagi litar
tersebut adalah 1.5mA. Berapakah nilai rintangan
bagi litar tersebut.
16. 4. Diberi voltan dalam satu litar sebanyak 10 v dan nilai
rintangan bagi litar tersebut adalah 5KΩ. Kirakan
nilai arusnya.
5. Kirakan nilai voltan bagi litar sekiranya rintangan
bagi litar tersebut adalah 15 Ω dan arus yang
mengalir adalah 2A.
6. Hitungkan nilai rintangan sebuah mentol jika 150mA
arus mengalir melalui mentol dan voltan sebanyak 6v
dibekalkan kepada litar.
17. KUASA ( P )
# Kerja yang dilakukan dalam suatu masa tertentu
# Formula Kuasa
* P=IxV
* P = I2 x R
* P = V2 / R
Pengiraan menggunakan formula kuasa
1. Jika diberi nilai voltan 25v dan arus 5 A. Berapakah
nilai kuasa yang telah dilakukan
18. 2. Sekiranya litar menggunakan kuasa 350W dengan
bekalan kuasa 240V. Berapakah nilai arus yang
digunakan.
3.
24W
6Ω
Kirakan nilai arus dan voltan
4. Jika sebuah radio mempunyai rintangan beban
sebanyak 500 Ω dengan bekalan kuasa sebanyak 240V
Berapakah kuasa bagi radio tersebut
19. 5. Jika sebuah mentol mempunyai rintangan
sebanyak 1K Ω dan menggunakan kuasa sebanyak
1KW. Berapakah voltan bekalan yang diperlukan
untuk menghidupkan mentol tersebut .
22. (1). LITAR SIRI
Definasi:
• Litar siri terdiri daripada dua atau lebih komponen yang
disambungkan dari hujung ke hujung secara berturutan.
Rajah : Litar Siri.
23. Contoh Kegunaan – Lampu kelip-kelip / lampu
krismas.
Keburukan – Sekiranya satu lampu / beban
yang disambung sesiri rosak,
ianya akan memberikan kesan
kepada lampu & beban yang
lain. ( lampu tidak hidup ).
24. CIRI-CIRI LITAR SESIRI
(i). ARUS ( I ).
• Nilai arus adalah sama pada semua perintang
walaupun nilai rintangan perintang adalah berbeza :
Ij I1
R1
E R2
I3 I2
R3
Ij = I1 = I2 = I3…In
25. (ii). RINTANGAN ( R ).
• Jumlah rintangan litar adalah hasil tambah ke semua
rintangan dalam litar :
Ij
R1
E R2
R3
Rj = R1+ R2 + R3…Rn
26. (iii). VOLTAN BEKALAN (E)
• Jumlah voltan bekalan adalah hasil tambah ke semua nilai
susutan voltan pada setiap perintang dalam litar:
Ij V1 VJ = V1+ V2 + V3…Vn
R1
VJ R 2 V2
R3
V3
27. (iv). VOLTAN SUSUT (V)
• Susutan voltan adalah nilai voltan yang merentangi
perintang dalam litar (voltan yang diresap) :
Ij V1
R1
V R 2 V2
V1 = IjR1
V2 = IjR2
R3
V3
V3 = IjR3
28. (2). LITAR SELARI
Definasi
• Litar selari terdiri daripada dua atau lebih komponen
yang disambungkan kepada dua punca titik yang sama
secara selari diantara satu sama lain.
Rajah : Litar Selari
29. Contoh kegunaan - Pendawaian di rumah kita.
Keistimewaan – Litar ini dapat mengawal beban
yang disambungkan kepadanya
secara berasingan jika ada alat
kawalan seperti suis disambungkan
sesiri dengan litar tersebut.
30. (i). ARUS (I)
• Hasil tambah nilai arus pada semua cabang litar adalah
bersamaan dengan jumlah arus yang mengalir dalam litar
Ij
I1 I2
Ij = I1 + I2
V R1 R2
I1 = V/R1
I2 = V/R2
31. (ii). RINTANGAN (R):
• Jumlah rintangan dalam litar selari diperolehi dengan
menggunakan kaedah berikut :
Ij
E V1 R1 V2 R 2
1/Rj = 1/R1 + 1/R2
32. (iii). VOLTAN BEKALAN / PUNCA (E):
• Voltan yang merentangi setiap beban / perintang
adalah bersamaan dengan nilai voltan bekalan
Ij
E V1 R1 V2 R 2
E = IjRj
33. (iv.) VOLTAN SUSUT (V):
• Voltan yang susut / merentangi setiap cabang litar
adalah bersamaan dengan nilai voltan bekalan
Ij
E = V1=V2
E V1 R1 V2 R 2
V1 = I1R1
V2 = I2R2
34. (3). LITAR SIRI-SELARI
DEFINISI
• Litar siri-selari merupakan satu litar yang terdiri
daripada gabungan litar siri dan litar selari
CIRI
• Mempunyai dua kumpulan beban iaitu :
a) Kumpulan beban sesiri
b) Kumpulan beban selari
35. • Terdapat 2 jenis litar siri-selari iaitu :
1) Kumpulan beban selari disambung secara siri
Hasil tambah voltan merentangi
kedua-dua kumpulan beban
adalah sama dengan nilai voltan
Bekalan
E = V1 + V 2
Hasil tambah arus dari cabang
litar adalah sama dengan
jumlah arus dalam litar
Ij = I1 + I2 + I3 + I4 = I5 + I6 + I7
36. 2) Kumpulan beban siri disambung secara selari
Hasil tambah voltan merentangi
setiap beban adalah sama dengan
nilai voltan bekalan
E = V1 + V2 + V3
E = V4 + V5
Hasil tambah arus dari cabang
litar adalah sama dengan
jumlah arus dalam litar
Ij = I1 + I2
37. PENGIRAAN DALAM LITAR SESIRI
1. R1 I2 R2 R3
10Ω 15Ω 25Ω
IJ = 6A
VJ
Kirakan
a) Rintangan Jumlah ( RJ )
b) Voltan Jumlah ( VJ )
c) I2
38. 2. R1 = 2Ω
IJ
R2 = 5Ω
15V
R3 = 3Ω
Hitungkan
a. Rintangan Jumlah ( RJ )
b. Arus jumlah ( IJ )
c. Dapatkan voltan yang susut pada R1, R2 dan R3
d. Kuasa yang dilesapkan oleh perintang R2
39. 3. R3 = 15Ω
IJ
R2 = 10Ω
60V
R1 = 5Ω
Kirakan
a) Arus talian
b) Voltan susut pada setiap perintang
c) Kuasa lesapan pada R3
40. 4. R1 R2 R3
2KΩ 6KΩ 2KΩ
IJ
VJ = 20 v
Kirakan
a) Jumlah rintangan ( RJ )
b) Jumlah arus yang mengalir ( IJ )
c) Jumlah kuasa ( PJ )
d) Voltan susut pada perintang R2
41. 5 R1 R2 R3
5KΩ 750Ω 1.5KΩ
IJ
VJ = 100 v
Kirakan
a) Jumlah rintangan ( RJ )
b) Jumlah arus yang mengalir ( IJ )
c) Jumlah kuasa ( PJ )
d) Voltan susut pada perintang R2
42. PENGIRAAN LITAR SELARI
1.
10 V
R1 R2 R3 R4
4Ω 3Ω 6Ω 2Ω
Hitungkan
a) Jumlah Rintangan ( RJ )
b) Arus litar ( IJ )
c) Susut voltan pada R2 ( VR2 )
d) Lesapan kuasa pada R4 ( PR4 )
43. 3.
L3 = 40W
L2 = 25W
L1 = 60W
30v
HITUNGKAN
a) Arus yang mengalir setiap mentol
b) Arus litar ( IJ )
c) Rintangan bagi setiap mentol
d) Jumlah lesapan kuasa litar ( PJ )
44. 4.
I1 =
IJ
2.5mA I2 I3
R1 R2 R3
2K 5K 2K
Ω Ω Ω
Hitungkan
a) Voltan bekalan
b) Jumlah rintangan litar
c) Arus I2 dan I3
d) Arus litar
45. 2.
I1 I2 I3
75 v R1 R2 R3
1KΩ 2KΩ 10KΩ
Hitungkan
a) Rintangan jumlah ( RJ )
b) Arus pada setiap perintang
c) Voltan pada R3 ( VR3 )
d) Kuasa lesapan pada R1 ( PR1 )
46. PENGIRAAN LITAR SIRI-SELARI
1. R2=20Ω R3=6Ω R6=35Ω
A R4=10Ω B
R1=15Ω R7=45Ω
R5=15Ω
12A
Hitungkan
a) Rintangan Jumlah ( RJ )
b) Voltan litar ( VJ )
c) Voltan susut pada R2,R6 dan titik AB
d) Arus yang mengalir melalui R3,R4 dan R5
e) Kuasa lesapan pada R7
47. R2=2kΩ R3=4kΩ
2.
R1=3kΩ
X Y
R5=12Ω
R4=8kΩ
10v
Kirakan
a) Rintangan Jumlah ( RJ )
b) Arus litar ( IJ )
c) Voltan merentas x-y ( Vx-y )
d) Voltan merentas R5 ( VR5 )
e) Lesapan kuasa pada R1
48. R2=2kΩ
3. I2
I1 R1
B C I4
8v
R4
I3=3mA R3 4v
VJ=16V
Hitungkan
a) Voltan merentasi titik B-C
b) Rintangan R3
c) Arus I2
d) Arus I1 dan I4
e) Rintangan R4 dan R1
f) Lesapan kuasa pada R2 dan R3
49. 4. X
R2 R3 R4
R1 20V
32Ω 32Ω 32Ω
I1 Y
32V
Kirakan
a) Voltan R1 ( VR1 )
b) Rintangan merentasi X-Y
c) Arus I1
d) Rintangan R1
e) Arus yang mengalir pada R2,R3 dan R4
f) Lesapan kuasa pada R3 ( PR3 )
50. R1=40Ω
5. I1
R2=30Ω
R3=40Ω I2
I3
R4=10Ω R5=15Ω
IJ
10v
Kirakan
a) Jumlah Rintangan ( RJ )
b) Arus Litar ( IJ )
c) Susut voltan pada R2 ( VR2 ) dan R5 ( VR5 )
d) Arus pada R3 ( IR3)
e) Lesapan kuasa pada R4 ( PR4 )
51. HUKUM KIRCHHOFF
* Terdapat 2 jenis Hukum Kirchhoff iaitu :
- Hukum Kirchhoff Arus
- Hukum Kirchhoff Voltan
TAKRIF HUKUM KIRCHHOFF ARUS
* Menyatakan dalam satu litar lengkap, jumlah algebra
arus yang masuk dan keluar nod sama dengan sifar.
( Jumlah arus yang masuk sama dengan arus yang
keluar )
I2 I1 + I2 + I5 + I4 = I3
I1 I3
I5 I4
52. Jumlah arus yang masuk ke
satu titik persimpangan
dalam satu litar adalah
sama dengan jumlah arus
yang mengalir keluar dari
titik persimpangan itu.
Hukum kirchoff arus digunakan bagi
menyelesaikan masalah pengiraan ARUS
dalam litar SELARI.
53. Contoh:
I1=18A
I2=15A
o
I3=24A o I5=16A
I4=5A
Dalam pengiraan algebra, arus pada titik O
adalah sifar:
I1 + I4 + I5 - I2 - I3 = 0
( 18 + 5 + 16 ) – 15 – 24 = 0
54. TAKRIF HUKUM KIRCHHOFF VOLTAN
* Dalam satu gelung litar lengkap, jumlah voltan punca
adalah sama dengan voltan yang susut pada beban
VR1
VJ = VR1 + VR2 + VR3 atau
0 = VJ – VR1 – VR2 – VR3
VJ VR2
Hukum Kirchoff voltan digunakan
bagi menyelesaikan masalah VOLTAN
SUSUT di dalam litar SIRI.
VR3
Jumlah Voltan yang susut
pada litar bersiri yang
tertutup adalah sama dengan
voltan yang dibekalkan.
59. Latihan 5:
I3= 8A I 2= ?
I1= 5A
I4= 6A
o I6= 4A
I5= 30A
60. PENGIRAAN HUKUM KIRCHHOFF VOLTAN
I=0.2A R1=15 Ω
VJ=9V R2=25Ω
R3=5 Ω
Kirakan voltan yang susut pada setiap perintang
61. Latihan 1:
• Kirakan vj ?
V1
Ij = 0.5A
R1
200
Vj 150 R2 V
2
50 350
R4 R3
V4 V3
62. PENGIRAAN HUKUM KIRCHHOFF ARUS DAN VOLTAN
2.
R1=2Ω R3=4Ω
I1 I2
I3
6V R4=2Ω
R2=2Ω
Kirakan
a) Arus I1
b) Arus I2
c) Arus I3
d) Voltan pada R1
e) Lesapan kuasa pada R4
63. 1.
R1=5Ω R2=10Ω
I1 I2
I3
10V
R3=4Ω
Kirakan
a) Arus I1
b) Arus I2
c) Arus I3
64. 3.
I1 R1=4Ω R3=4Ω I2
I3
VI=12V V2=6V
R2=2Ω
Kirakan
a) Arus I1
b) Arus I2
c) Arus I3
65. LITAR PENTAKSIRAN
R1=2Ω R3=6Ω
I1 I2
I3
6V R4=8Ω
R2=4Ω
Kirakan
a) Arus I1
b) Arus I2
c) Arus I3
d) VR1
e) VR4
f) PR1
66. PROSES PEMATERIAN
Proses pematerian dan nyahpateri ini
penting bagi tujuan menggabungkan
komponen-komponen elektronik untuk
menghasilkan litar elektronik mengikut
kefungsian tertentu serta dapat
menghasilkan alat-alat elektronik yang
berteknologi tinggi.
67. DEFINISI
SOLDERING/PEMATERIAN
Proses menyambung pengalir (wayar
penyambung atau kaki komponen) pada
papan litar dengan mencairkan logam bagi
menghasilkan litar elektronik.
DESOLDERING/NYAHPEMATERIAN
Proses membuka sambungan pengalir
terdahulu yang tidak diperlukan bagi
menggantikan pengalir yang baru
68. PERALATAN PEMATERIAN
~ PERALATAN
i) Soldering Iron.
ii) Desoldering tools (Sucker).
iii) Long nose.
iv) Cutter
v ) Wire Stripper.
~ BAHAN
i ) Solder Lead.
ii) Flux
iii) Kertas Pasir
ii) Wayar
iii) Board
iv) Komponen
69. KEGUNAAN
i) Soldering Iron iv) Cutter
- mencairkan lead (timah) - Memotong wayar
dan memateri dua keping penyambung dan kaki
logam yang hendak komponen serta
dicantumkan. membuang penebat pada
wayar penyambung.
ii) Desoldering Tools
(Sucker) v) Wire Stripper
- membuang pateri (solder) - Memotong dan membuang
yang tidak dikehendaki penebat pada wayar
dengan cara menyedut. penyambung.
iii) Long Nose vi) Solder Lead
- Membengkok , melurus - bahan yang digunakan untuk
dan memegang memateri dua kepingan
Komponen atau wayar logam yang hendak
penyambung. dicantumkan.
70. vii) Flux
- bahan pencuci permukaan logam ,
mengelakkan tindakan
pengoksidaan dan memudahkan
pematerian serta pengaliran arus
viii)Wayar
- sebagai penyambung (jumper)
untuk bekalan kuasa atau punca
masukan dan keluaran.
viiii) Board
- board yang digunakan untuk
membina litar
x) Komponen
- Komponen yang digunakan adalah
mengikut litar. Komponen yang
biasa seperti perintang, kapasitor
dan lain-lain.
71. JENIS-JENIS DAN PENGGUNAAN BESI PEMATERI
Penting dan selamat menggunakan besi pemateri dengan julat
kuasa yang sesuai bergantung kepada bahan yang hendak
dipateri.
Julat kuasa Bahan yang hendak dipateri
15 W Komponen kecil – chip dalam peralatan elektronik
30 W Vero dan matrikboard dengan patern halus – kerja-kerjabiasa
elektronik
40 W Terminal kecil
60 W Terminal/komponen yang bersaiz sederhana
80 W Terminal/komponen bersaiz besar
100 W
150 W Wayar dan terminal yang tahan pada haba yang kuat yang
200 W digunakan dalam pendawaian demostick
300 W
500 W
* Soldering iron yang mempunyai julat kuasa 25 W adalah sesuai untuk semua
72. LANGKAH-LANGKAH PEMATERIAN
Pastikan permukaan yang hendak dipateri itu bersih, kering dan
tidak ada gris dan jika boleh ia berada didalam keadaan yang
berkilat.
Pastikan mata pemateri bersih dan berkilat.
Pastikan dawai sambungan dan wavar dicelupkan dengan flux
terlebih dahulu.
Pastikan mata pemateri cukup panas untuk memateri.
Panaskan dahulu bahagian yang hendak dipateri. `
Kemudian sentuhkan timah kebahagian sambungan supaya
timah cair dan melimpah meliputi keseluruhan sambungan.
Setelah timah meliputi bahagian sambungan, angkat besi
pemateri dan biarkan sehingga cairan timah membeku. Setelah
beku jangan diapa-apakan lagi bahagian pateri itu.
Pematerian yang baik akan kelihatan berkilat, kukuh.bersih,dan
tidak terlalu banyak
73. (a) Memanaskan tempat (b) Sentuhkan timah pemateri
yang hendak dipateri ditempat yang hendak
dipanaskan
(c) Angkat besi pemateri dan d) Pemateri yang
timah apabila cairan timah kemas dan bersih
telah meliputi
74. BEBERAPA JENIS KERJA MEMATERI YANG TELAH
SIAP
a) Sambungan yang baik (b) Sambungan yang terlalu
sejuk
(c) Sambungan yang kurang (d)Sambungan yang terlalu
timah pemateri banyak timah pemateri
(solder).