2. Penjanaan Tenaga Elektrik
Penjanaan tenaga elektrik adalah satu alat yang
digunakan untuk menukarkan tenaga mekanikal
kepada tenaga elektrik.
Arus elektrik yang dihasilkan di stesen kuasa adalah
arus ulang-alik.
Apabila satu wayar atau bahan konduktor elektrik
yang bergerak memotong garis daya magnet, arus
elektrik akan terhasil.
Prinsip ini digunakan dalam operasi penjanaan
tenaga elektrik di stesen penjana kuasa.
Arus elektrik yang dihasilkan dengan cara ini disebut
arus aruhan.
3. Jenis-jenis penjana tenaga
elektrik
Terdapat pelbagai jenis penjana tenaga elektrik iaitu:
a) Penjana elektrik terma
b)
c)
d)
e)
(Thermal generator)
Penjana elektrik hidro
(Hydroelectric generator)
Penjana elektrik diesel
(Diesel generator)
Penjana elektrik nuklear
(Nuclear generator)
Penjana elektrik turbin gas
(Gas turbine generator)
4. Pada amnya, semua penjana tenaga elektrik
tersebut menggunakan prinsip penjanaan yang
sama.
5. a) Penjana elektrik terma
Dinamo besar yang
(Thermal generator) disambungkan kepada
Stim di bawah tekanan tinggi
digunakan untuk memutarkan
turbin
Petroleum atau gas asli dibakar untuk
mendidihkan air untuk menghasilkan stim
turbin menjanakan tenaga
elektrik.
7. b) Penjana elektrik hidro
(Hydroelectric generator)
Turbin
menggerakka
n dinamo dan
tenaga
elektrik
terjana.
Tenaga
daripada air
terjun
memutarkan
turbin
Air sungai dari
empangan
disalurkan ke
bawah
8. Perubahan tenaga
Air sungai yang disimpan
dalam empangan
mengandungi tenaga ini
Tenaga kinetik dari
air terjun
menggerakkan
turbin
Tenaga elektrik
dijanakan oleh
dinamo
11. d) Penjana elektrik nuklear
(Nuclear generator)
Tenaga haba yang
Tenaga haba yang
dibebaskan mendidihkan
dibebaskan mendidihkan
air untuk menghasilkan
air untuk menghasilkan
stim
stim
Tenaga nuklear dihasilkan
Tenaga nuklear dihasilkan
di dalam reaktor nuklear
di dalam reaktor nuklear
secara pembelahan
secara pembelahan
nukleus.
nukleus.
Stim di bawah
Stim di bawah
tekanan tinggi
tekanan tinggi
memutarkan turbin
memutarkan turbin
Dinamo digerakkan
Dinamo digerakkan
untuk
untuk
menghasilkan
menghasilkan
tenaga elektrik
tenaga elektrik
13. e) Penjana elektrik turbin gas
(Gas turbin generator)
Udara disedut ke dalam
pemampat dan dimampatkan
Udara yang termampat
dicampurkan dengan gas
bahan api dan dibakar di
dalam kebuk pembakaran
Campuran gas yang panas
ini mengembang dan
memutarkan turbin.
Turbin menggerakkan
dinamo untuk menghasilkan
tenaga elektrik
14. Perubahan tenaga
Daripada bahan
api gas petroleum
atau gas asli
Pengembangan
gas memusingkan
turbin
Hasil
daripada
pembakaran
gas bahan api
Tenaga elektrik
dijanakan oleh
dinamo
15. Sumber tenaga alternatif
Tenaga suria
• Tenaga yang diperoleh daripada
matahari
• Tenaga cahaya → tenaga elektrik
• Dua jenis alat digunakan untuk tujuan
ini,
a) sel suria
b) pengumpul suhu tinggi
• Sel suria menyerap tenaga cahaya
daripada matahari dan menukarkannya
menjadi tenaga elektrik.
• Sel suria digunakan untuk
membekalkan tenaga elektrik kepada:
a) satelit
b) kalkulator
c) jam
• Pengumpul suhu tinggi – mempunyai
cermin-cermin melengkung yang
memfokuskan sinar cahaya pada suatu
bahan seperti kepingan logam.
Biojisim
• Bahan organik yang dapat ditukarkan
kepada tenaga. Cth: sisa hasil pertanian,
cebisan kertas dan tahi binatang.
• Tenaga dapat dibebaskan daripada
biojisim melalui:
a) pembakaran
b) tindakbalas kimia atau tindakan
bakteria
c) Penapaian
• Biojisim berkemungkinan besar
menjadi sumber tenaga utama pada
suatu hari kelak.
16.
17. TRANSFOMERTransformer ialah alat
yang digunakan untuk
menaikkan atau
menurunkan voltan arus
ulang alik.
Transfomer terdiri daripada
dua gegelung dawai
bertebat yang dililit pada
satu teras besi lembut.
Gegelung primer – disambungkan
kepada bekalan arus ulang-alik.
Gegelung sekunder - yang
membawa arus keluar
Terdapat dua jenis transfomer,
iaitu:
a)Transfomer injak naik
(Step-up transformer)
b)Transfomer injak turun
(Step-down transfomer)
22. Peranan transformer dalam
penghantaran dan pengagihan
elektrik
Arus elektrik yang dihasilkan di stesen janakuasa
adalah jenis arus ulang alik yang dapat dinaikkan
dan diturunkan dengan menggunakan transfomer.
Transformer digunakan untuk mengubah saiz voltan.
Apabila arus yang tinggi mengalir melalui kabel,
banyak haba akan terhasil dan menyebabkan
pembaziran tenaga elektrik.
Bagi mengurangkan kehilangan tenaga, arus yang
mengalir melalui kabel perlu dikurangkan.
23. Dengan menaikkan voltan dengan menggunakan
transfomer injak naik, arus yang mengalir dapat
dikecilkan.
Tenaga elektrik yang dihantar melalui kabel adalah
pada voltan yang sangat tinggi (132kV atau
132000V dari stesen janakuasa) tetapi arus yang
sangat kecil untuk mengurangkan pembaziran
tenaga.
Transfomer injak turun kemudian digunakan untuk
menurunkan voltan yang tinggi kepada satu nilai
voltan yang rendah yang bersesuaian dengan
keperluan pengguna
25. Tenaga elektrik dapat
digunakan mengikut keperluan
masa. Sesetengah stesen
janakuasa boleh dihentikan
pada waktu keperluan tenaga
rendah dan dipasang semula
pada waktu keperluan tinggi.
Hal ini dapat menjimatkan
perbelanjaan.
Jika salah satu stesen
janakuasa rosak, fungsinya
dapat diambil alih oleh
stesen lain dalam rangkaian
itu sementara menunggu
stesen yang rosak
diperbaiki. Hal ini dapat
mengelakkan bekalan
elektrik daripada terputus.
Kelebihan
Rangkaian Grid
Nasional
Kawasan tertentu seperti kawasan
perindustrian yang memerlukan
bekalan kuasa elektrik yang tinggi
dapat menerima tenaga elektrik
daripada beberapa buah stesen yang
lain dalam rangkaian itu. Oleh itu,
sebuah stesen janakuasa yang
sangat besar tidak semestinya
diperlukan.
Bekalan tenaga elektrik
yang berlebihan
daripada sesebuah
stesen janakuasa dapat
disalurkan ke kawasan
yang mempunyai
permintaan tenaga
yang tinggi.
26. Bekalan Elektrik dan Sistem
Pendawaian di Rumah
Nilai voltan sesalur (utama) yang disalurkan ke
rumah kita daripada pencawang bahagian adalah
240V.
Alat-alat elektrik seperti peti sejuk, kipas angin,
televisyen, komputer dan mesin basuh
menggunakan voltan sebesar 240 V.
Arus ulang alik dibekalkan ke rumah biasanya 50
Hz, ia menukarkan arahnya sebanyak 50 kali pada
setiap saat.
Arus elektrik disalurkan ke rumah melalui kabel yang
terdiri daripada dua jenis dawai, iaitu:
a) Dawai hidup – membawa arus ke rumah dari
27. Jenis Pendawaian
Pendawaian satu fasa
(Single phase wiring)
Biasanya digunakan di rumah
kediaman yang memerlukan bekalan
elektrik yang rendah dan sederhana.
Ia jenis pendawaian yang paling
ringkas.
Pendawaian tiga fasa
(Three phase wiring)
Biasanya digunakan dalam industri
ringan dan berat kerana industri ini
memerlukan nilai voltan yang tinggi
(biasanya melebihi 415V)
Namun, sesetengah rumah kediaman
menggunakan motor elektrik dan alat
penghawa dingin yang bervoltan tinggi
perlu menggunakan pendawaian tiga
fasa.
28. Pendawaian elektrik di rumah
Sistem pendawaian elektrik di rumah termasuk:
a) Kotak fius (Fuse box)
b) Suis sesalur (Main switch)
c) Pemutus litar (Circuit breaker)
d) Dawai hidup (Live wire)
e) Dawai neutral (Neutral wire)
f) Dawai bumi (Earth wire)
g) Meter elektrik (Electric meter)
30. Pendawaian pada dinding di
luar rumah
• Terdapat dua dawai
bertebat (bewarna hitam).
Satu daripada dawai itu ialah
dawai hidup dan satu lagi
dawai neutral.
• Dawai hidup disambung
kepada fius sesalur (utama).
• Kemudian, kedua-dua
dawai hidup dan dawai
neutral disambungkan ke
meter elektrik.
Pendawaian pada dinding di
dalam rumah
• Dawai hidup disambungkan
kepada suis sesalur (utama)
dan kemudian ke pemutus
litar.
• Kemudian, dawai hidup
disambungkan ke kotak fius.
• Seterusnya, dawai hidup
disambung melalui suis-suis
ke mentol dalam litar lampu
dan soket pada litar kuasa.
• Dawai bumi dihubungkan
ke setiap soket 3-pin dalam
litar kuasa.
31. Pemutus litar (Circuit Breaker)
Pemutus litar yang disambung kepada
suis sesalur ialah Pemutus Litar Bocor Bumi
(ELCB-Earth Leakage Circuit Breaker)
Litar elektrik diputuskan dalam sesetengah
keadaan seperti berlakunya petir kilat.
Kuantiti arus elektrik yang besar perlu
dielakkan daripada mengalir melalui litar
pada satu masa yang tertentu.
Kotak Fius (Fuse Box)
Setiap rumah yang menggunakan elektrik
mempunyai satu kotak fius.
Kotak fius mengandungi fius-fius bagi
pelbagai bahagian litar di rumah.
Jika arus berlebihan mengalir melalui
bahagian litar yang tertentu, fius untuk
bahagian ini akan lebur dan memutuskan arus.
32. Komponen sistem
pendawaian elektrik
Fungsi
Dawai hidup (Earth wire)
• Membawa arus elektrik ke rumah dari pencawang
bahagian
Dawai neutral (Neutral
wire)
• Mengembalikan arus elektrik ke pencawang bahagian
Fius sesalur (Mains fuse)
• Mengawal jumlah arus yang mengalir ke dalam litar di
rumah. Fius melebur dan memutuskan pengaliran arus
jika arus berlebihan mengalir melalui litar.
Meter elektrik/Meter joule
(Electric meter/Joule
meter)
• Menyukat kuantiti tenaga elektrik yang digunakan di
rumah.
Suis sesalur (Mains switch) • Mengawal bekalan arus ke semua bahagian litar di
rumah
• Membenarkan bekalan arus diputuskan untuk
sementara untuk tujuan tertentu seperti membaiki
dawai elektrik yang rosak.
Pemutus litar (Circuit
breaker)
• Memutuskan bekalan arus di rumah apabila arus
berlebihan mengalir melaluinya.
Kotak fius ( Fuse box)
• Mengandungi fius-fius yang dapat melebur dan
memutuskan pengaliran arus untuk melindungi
bahagian litar elektrik yang mengalami litar pintas atau
34. Komponen
Dawai bumi
(Earth wire) –
Warna kuning
berbelang hijau
Fungsi
Mengalirkan arus terbocor dari alat elektrik
ke bumi.
Dawai neutral
(Neutral wire) –
Warna biru
Mengalirkan arus dari alat elektrik kembali
ke pencawang bahagian
Dawai hidup
(Live wire) –
Warna perang
Mengalir kan arus dari pencawang
bahagian ke alat elektrik.
Fius (Fuse)
Dawai dalam fius melebur dan memutuskan
pengaliran arus apabila arus yang
berlebihan mengalir melaui alat elektrik
(semasa berlaku litar pintas)
Ringkasan fungsi komponen dan warna dawai dalam palam 3-pin
35. Kos Penggunaan Tenaga Elektrik
Kuasa ialah kadar pengunaan
tenaga:
Kuasa = Tenaga (J)
Masa (s)
Unit: Watt (W)
1 kilowatt = 1000 W
Alat elektrik
Voltan (V)
Kuasa (W)
Kipas berdiri
240
75
Peti sejuk
240
103
Mesin basuh
240
400
Pengisar buah
240
300
Cerek elektrik
220-240
2000-2400
Periuk nasi
240
650
Pengering rambut
240
500-1000
36. Hubungan antara kuasa, voltan
dengan arus
Arus (A) = Kuasa (W)
Voltan
(V)
I=P
V
Contoh:
Sebuah alat elektrik bertanda 150
W dan dibekalkan dengan voltan
250 V. Hitung arus elektrik yang
mengalir menerusi alat itu.
Arus (A) = Kuasa (W)
Voltan (V)
Arus = 150
250
= 0.6 A
37. Hubungan antara tenaga elektrik,
kuasa dan masa.
Tenaga elektrik (kWj) = kuasa (kW) x masa (j)
Contoh:
Sebuah alat elektrik yang mempunyai kuasa
1 kW (1000W) digunakan selama 5 jam.
Hitung tenaga elektrik yang digunakan.
Tenaga elekrik (kWj) = Kuasa (kW) x masa
(j)
=1x5
= 5 kWj
38. Pengiraan kos tenaga elektrik yang
digunakan
Kos menggunakan suatu alat elektrik adalah
berdasarkan kuantiti tenaga elektrik yang digunakan.
Tenaga elektrik disukat dalam unit kilowatt-jam. Satu
unit tenaga elektrik bermakna satu kilowatt-jam (kWj)
tenaga elektrik.
1 kWj = 1 unit tenaga
Kegunaan tenaga elektrik (unit)
Kadar bayaran (RM)
Bagi 200 unit yang pertama
0.128
Bagi 800 unit yang seterusnya
0.258
Bagi unit tambahan yang seterusnya
0.278
39.
40. Contoh:
Kadar tarif bagi penggunaan elektrik di suatu rumah
kediaman ditunjukkan di bawah ini.
100 unit pertama
200 unit kedua
Tambahan unit
20 sen per unit
25 sen per unit
28 sen per unit
Hitungkan kos penggunaan elektrik sebanyak 500
unit.
Penyelesaian:
100 x 0.2 = RM 20.00
200 x 0.25 = RM 50.00
200 x 0.28 = RM 56.00
Jumlah kos = RM 20.00 + RM 50.00 + RM 56.00
= RM 126.00
41. Latihan..cuba buat..
1) Penghawa dingin dengan 2 kW (2000W) digunakan
selama 5 jam. Hitung kos tenaga elektrik yang
digunakan jika satu unit tenaga (kilowatt-jam)
berharga 20 sen.
2) Satu alat elektrik dengan kuasa 500W digunakan
selama 2 jam. Hitung kos tenaga jika satu unit tenaga
adalah RM 0.20.
3) Satu alat elektrik dengan kuasa 500W digunakan
selama 2 jam. Hitung kos tenaga yang digunakan
dalam sebulan jika satu unit tenaga adalah RM0.20.
42. Ada lagi…..cuba buat..
4) Sebuah pengering rambut ditandakan 1.5 kW dan 240V.
Berapakah nilai arus yang digunakan oleh pengering rambut
itu.
5) Empat buah kipas elektrik dengan setiap satunya 100W
digunakan selama 5 jam. Jika satu kilowatt-jam tenaga
berharga 25sen, berapakah kos tenaga elektrik yang
digunakan?
6) Kadar tarif bagi penggunaan tenaga elektrik di rumah
ditunjukkan seperti di bawah:
100 unit pertama
200 unit kedua
Unit tambahan
20 sen per unit
25 sen per unit
28 sen per unit
44. Terdapat dua jenis fius:
Fius disukat
a)Fius dawai (Wire fuse) – Dawai fius yang
dalam unit
boleh diganti apabila sudah lebur
ampere (A).
b)Fius kartrij (Cartridge fuse) – Dawai fius
tidak boleh diganti apabila sudah lebur.
Sebagai ganti, suatu fius kartrij yang baru
Fungsi : Mencegah arus
perlu digunakan.
berlebihan daripada mengalir
menerusi litar atau alat
elektrik semasa litar pintas.
Litar pintas akan berlaku di bangunan
jika dawai bumi bersentuhan dengan
dawai hidup. Arus tinggi yang
berlebihan yang mengalir dapat
menyebabkan kebakaran.
Litar pintas disebabkan oleh
kerosakan yang tidak sengaja pada
sistem pendawaian yang
membolehkan arus elektrik mengalir
tanpa melalui rintangan atau beban
pada litar lengkap.
Apabila arus yang lebih
besar mengalir menerusi fius,
dawai di dalamnya menjadi
panas dan lebur. Dawai itu
putus dan pengaliran arus
menerusi litar atau alat
elektrik itu dihentikan.
45. Peranan dawai bumi
Dawai bumi adalah alat keselamatan dalam sistem
pendawaian elektrik.
Dawai bumi menghubungkan badan logam alat
elektrik seperti seterika, cerek elektrik atau peti sejuk
ke bumi.
Sebarang arus terbocor pada badan alat elektrik
akan disalurkan dengan selamat melalui dawai bumi
ke bumi. Arus elektrik terbocor dikatakan dibumikan.
Jika tiada dawai bumi, seseorang yang tersentuh
badan logam alat elektrik yang arusnya terbocor
akan terkena renjatan elektrik dan menyebabkan
kecederaan atau kematian.
46. Kepentingan Langkah-langkah
Keselamatan dalam Penggunaan
Elektrik
Jangan sentuh
wayar elektrik
atau alat elektrik
dengan tangan
yang basah
Jangan ganti
dawai fius yang
terputus dengan
dawai biasa.
Jangan
sambung palam
elektrik yang
terlalu banyak
pada punca
kuasa yang
sama
Jangan guna
wayar elektrik
yang
penebatnya
telah
tertanggal
Jangan
bermain
berhampiran
dengan punca
kuasa
Langkah-langkah
keselamatan semasa
penggunaan elektrik
Jangan
cucuk
sebarang
bahan ke
dalam lubang
soket
Jangan baiki
sendiri alat
elektrik atau litar
elektrik yang
rosak.
Jangan guna
palam elektrik
yang telah retak
atau pecah.
Jangan guna
alat elektrik
semasa
berlakunya
guruh dan kilat.
Padamkan suis
utama sebelum
sebarang litar
elektrik
diperbaiki
47. Bawa mangsa ke klinik
atau hospital dengan
segera
Matikan suis
dengan segera
Langkah-langkah yang
perlu diambil semasa
berlakunya kejutan
elektrik
Jangan sentuh mangsa.
Pisahkan mangsa daripada
punca elektrik dengan
menyentuhnya dengan
penebat yang kering
Berikan pertolongan
cemas kepada
mangsa yang tidak
sedarkan diri atau
telah berhenti nafas
jika boleh.
48. Kepentingan Penjimatan Elektrik
Tindakan yang menyebabkan
pembaziran elektrik
Cara menjimatkan elektrik
Lampu, kipas, televisyen, radio
dan penghawa dingin dibiarkan
beroperasi apabila tidak
menggunakannya lagi.
Matikan suis alat elektrik apabila
tidak menggunakannya lagi.
Guna alat elektrik seperti seterika
atau mesin pembasuh hanya
untuk kuantiti pakaian yang
sedikit.
Kumpulkan kuantiti pakaian yang
banyak sebelum menggunakan
seterika atau mesin basuh.
Guna alat elektrik yang berkuasa
tinggi
Gantikan alat elektrik berkuasa
tinggi dengan alat elektrik
berkuasa rendah yang
menjalankan fungsi yang sama.
Buka pintu peti sejuk dengan
kerap
Jangan buka pintu peti sejuk
selalu. Banyak tenaga dibazirkan
untuk menyejukkannya jika dibuka
