*Hanya tolong upload... *Tq 4 sharing

1. BAB 6
ELEKTRIK DAN KEMAGNETAN

2. 6.1 PENJANAAN TENAGA ELEKTRIK
1. Sumber tenaga terbahagi kepada dua
kumpulan iaitu sumber tenaga boleh baharu &
sumber tenaga tidak boleh baharu.
2. Peta pokok sumber tenaga boleh baharu dan
sumber tenaga tidak boleh baharu.
Stesen Anakuasa Elektrik Hidro Empangan Bakun
Sarawak.
SUMBER TENAGA
Sumber tenaga boleh
baharu
Sumber tenaga yang boleh
di gantikan secara
berterusan dan tidak akan
habis digunakan.
Contoh:
Tenaga angin, Tenaga
biojisim, Tenaga geoterma,
tenaga hidro, Tenaga
ombak, tenaga solar
Sumber tenaga tidak boleh
baharu
Sumber tenaga yang tidak
boleh di ganti dan akan
habis digunakan.
Contoh:
Arang batu, Tenaga
nuklear, Gas asli,
Petroleum seperti diesel

3. Proses Penjanaan Tenaga Eletrik
1. Generator merupakan alat yang menjanakan eletrik.
2. Penjanaan tenaga elektrik dalam generator adalahh berdasarkan pemotongan garis medan
magnet oleh konduktor seperti:
• Gerakan konduktor seperti dawai penyambung atau solenoid relatif kepada magnet.
• Gerakan magnet relatif kepada konduktor seperti dawai penyambung atau solenoid.
3. Semakin cepat gerakan relatif antara dawai penyambung atau solenoid dengan magnet,
semakin tinggi kadar pemotongan garis magnet berlaku, iaitu semakin besar arus aruhan
dihasilkan.
Solenoid digerakan melalui ruang antara
kutub magnet
Dawai penyambung digerakan melalui
ruang antara kutub magnet

4. Tenaga Elektrik Dijanakan Di Stesen Jana Kuasa
Jenis stesen jana kuasa, mekanisme penjanaan tenaga elektrik dan perubahan bentuk tenaga
adalah seperti berikut:
a) STESEN JANA KUASA TERMA
Sumber tenaga tidak boleh baharu yang digunakan: diesel, gas asli atau arang batu.

5. Pembakaran diesel,
gas asli atau arang
batu
Air dididihkan
menjadi stim pada
tekanan tinggi
Stim pada tekanan
tinggi memutarkan
turbin
Penjana diputarkan
untuk menghasilkan
tenaga elektrik
MEKANISME :
Tenaga kimia Tenaga haba Tenaga kinetik Tenaga elektrik
PERUBAHAN BENTUK TENAGA:

6. b) STESEN JANA KUASA TENAGA ANGIN
Sumber tenaga boleh baharu yang digunakan : Tenaga angin
Bilah
Penjana
Menara

7. Udara atau angin
bergerak
Angin memutarkan
bilah
Bilah memutarkan
turbin
Penjana diputarkan
untuk menghasilkan
tenaga elektrik
MEKANISME :
Tenaga kinetik Tenaga elektrik
PERUBAHAN BENTUK TENAGA:

8. c) STESEN JANA KUASA HIDRO ELEKTRIK
Sumber tenaga boleh baharu yang digunakan : Tenaga hidro

9. Air tersimpan dalam
empangan yang
tinggi di alirkan
keluar
Air mengalir dari ars
tinggi ke aras
rendah
Aliran air yang laju
memutarkan turbin
Penjana diputarkan
untuk menghasilkan
tenaga elektrik
MEKANISME :
Tenaga keupayaan
graviti
Tenaga kinetik Tenaga elektrik
PERUBAHAN BENTUK TENAGA:

10. d) STESEN JANA KUASA BIOJISIM
Sumber tenaga boleh baharu yang digunakan : Tenaga Biojisim

11. Pembakaran
metana yang
dihasilkan biojisim
Air dididihkan
menjadi stim pada
tekanan tinggi
Stim pada tekanan
tinggi memutarkan
turbin
Penjana diputarkan
untuk menghasilkan
tenaga elektrik
MEKANISME :
Tenaga kimia Tenaga haba Tenaga kinetik Tenaga elektrik
PERUBAHAN BENTUK TENAGA:

12. e) STESEN JANA KUASA NUKLEAR
Sumber tenaga tidak boleh baharu yang digunakan : Tenaga nuklear

13. Tindak bals nuklear
dalam bahan api
nuklear
Air dididihkan
menjadi stim pada
tekanan tinggi
Stim pada tekanan
tinggi memutarkan
turbin
Penjana diputarkan
untuk menghasilkan
tenaga elektrik
MEKANISME :
Tenaga nuklear Tenaga haba Tenaga kinetik Tenaga elektrik
PERUBAHAN BENTUK TENAGA:

14. f) STESEN JANA KUASA SOLAR
Sumber tenaga boleh baharu yang digunakan : Tenaga solar

15. Cahaya dalam sinaran matahari diserap
oleh panel suria dalam panel suria
Panel suria menukarkan cahaya kepada
tenaga elektrik
MEKANISME :
Tenaga cahaya Tenaga elektrik
PERUBAHAN BENTUK TENAGA:

16. g) STESEN JANA KUASA OMBAK
Sumber tenaga boleh baharu yang digunakan : Tenaga ombak

17. Udara di tolak keluar dari
kebuk apabila aras air di
dalam kebuk naik
Aliran udara yang pantas
memutarkan turbin
Penjana diputarkan untuk
menghasilkan tenaga
elektrik
MEKANISME :
Tenaga keupayaan
graviti
Tenaga kinetik Tenaga elektrik
PERUBAHAN BENTUK TENAGA:

18. Arus Terus Dan Arus Ulang Alik
1. Arus elektrik boleh dibahagikan kepada dua jenis:
2. Jadual menunjukkan kegunaan dan sumber tenaga elektrik bagi a.t dan a.u.
Arus elektrik
Arus terus (a.t)
Arus elektrik yang mengalir
dalam satu arah sahaja
Arus ulang-alik
(a.u)
Arus elektrik yang arah
alirannya berubah-ubah
secara berterusan
Jenis Arus Elektrik Arus Terus (a.t) Arus Ulang Alik (a.u)
Sumber bateri, akumulator, sel suria Penjana, stesen jana kuasa
Contoh alat elektrik Telefon bimbit, lampu suluh,
kalkulator, jam tangan, pembesar
suara
Penghawa dingin, pengering rambut,
katuhar gelombang mikro, pembakar
roti, seterika, peti sejuk

19. Osiloskop Sinar Katod (O.S.K)
1. Osiloskop sinar katod (O.S.K) merupakan sebuah alat elektrok yang digunakan untuk
menunjukkan atau mengukur bentuk graf, arah arus dan perubahan voltan bagi arus
terus dan arus ulang-alik.
2. Suis dan tombol kawalan pada depan O.S.K adalah seperti di dalam rajah.

20. Penyelesaian Masalah Berkaitan dengan Bekalan Tenaga Elektrik dalam
Kehidupan
1. Inovasi bekalan eletrik kuasa solar mudah alih
untuk kecemasan
• Alat dalam rajah menunjukkan set bekalan
elektrik yang menggunakan kuasa solar yang
sesuaidi gunakan semasa kecemasan.
• Alat ini boleh digunakan untuk menyalakan
lampu, memasak nasi dengan menggunakan
periuk kecil, memanaskan air dan mengecas
telefon bimbit.
• Istimewanya alat ini ialah menggunakan
teknologi tanpa wayar contohnya hanya perlu
menyentuh mentol kepada badan set solar itu
untuk menyalakan mentol.
• Alat ini boleh dicas semula menggunakan
bateri kereta atau bekalan elektrik kediaman
selain menggunakan kuasa solar.
Inovasi bekalan eletrik kuasa solar mudah alih untuk kecemasan (sumber BH)
2. Atap dengan sel suria
3. Penghantaran dan pengagihan tenaga elektrik tanpa wayar (wireless electrical transmisssion and distributor).

21. 6.2 TRANSFORMER
Transformer injak naik dan transformer injak turun
1. Transformer ialah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkann voltan arus ulang alik (𝑉𝑎.𝑢.).
2. Transformer terdiri daripada;
a) Satu teras besi lembut berlamina yang dililit oleh gegelung primer dan gegelung sekunder.
b) Gegelung primer / gegelung input yang disambung kepada bekalan a.u.
c) Gegelung sekunder/ gegelung output yang disambung kepad beban.
3. Transformer boleh di bahagikan kepada dua jenis iaitu transformer injak naik dan transformer injak turun.

22. TRANSFORMER INJAK NAIK TRANSFORMER INJAK TURUN
Np = 3 Ns = 7 Np = 7 Ns = 3
Bilangan lilitan pada
gelung primer, Np
< Bilangan lilitan pada
gelung sekunder,Ns
Bilangan lilitan pada
gelung primer, Np
> Bilangan lilitan pada
gelung sekunder,Ns
Voltan primer ( voltan
input), Vp
< voltan sekunder
(voltan output), Vs
Voltan primer ( voltan
input), Vp
> voltan sekunder
(voltan output), Vs

23. Fungsi Transformer dalam Penggunaan Peralatan Elektrik di Rumah
1. Pengecas bateri merupakan contoh penggunaan transformer dalam peralatan elektrik di rumah.
2. Pengecas elektrik lazimnya mempunyai transformer injak turun iaitu menurunkan bekalan kuasa 240V kepada
voltan output yang lebih rendah.
3. Semasa voltan bagi arus ulang-alik diubah oleh peralatan elektrik, sebahagian tenaga elektrik input ini di tukar
menjadi haba. Hal ini menyebabkan peralatan eletrik menjadi panas.
Penyelesaian Masalah Berkaitan Transformer dalam Kehidupan
Kegunaan transformer dalam kehidupan harian adalah dari segi berikut:
a) Keperluan peralatan
Voltan yang berbeza-beza dihasilkan oleh transformer mengikut keperluan yang berbeza-beza dalam sesuatu
peralatan elektrik.
b) Keselamatan
Arus ulang-alik pada voltan yang rendah dihasilkan oleh transformer injak turun adalah lebih selamat digunakan
berbanding arus ulang-alik pada voltan tinggi.
c) Penjimatan tenaga elektrik
a) Arus ulang-alik pad avoltan yang tinggi dialirkan melalui kabel penghantaran dalam Rangkaian Grid
Nasional adalah lebih menjimatkan tenaga.

24. Rumus Penyelesaian Soalan Berkaitan Transformer
𝑉 𝑝
𝑉 𝑠
+
𝑁 𝑝
𝑁 𝑠

25. 6.3 PENGHANTARAN DAN PENGAGIHAN TENAGA ELEKTRIK
Fungsi Komponen dalam Sistem Penghantaran dan Pengagihan Tenaga
Elektrik

26. 1. Penjana di stesen janakuasa akan menghasilkan ARUS ULANG ALIK dengan voltan yang tinggi, 11kV atau 25kV.
2. Arus ini akan memasuki stesen transformer (Transformer Injak Naik)
3. Voltan akan ditingkatkan daripada 11kV / 25kV kepada 132k,275kV atau 500kV.
4. Ini adalah bagi tujuan membolehkan elektrik dihantar ke tempat yang jauh dan mengurangkan kadar
kehilangan elektrik melalui haba semasa dipindahkan.
5. Arus ulang alik ini kemudiaannya dialirkan melalui rangkaian kabel penghantaran yang lebih dikenali sebagai
Rangkaian Grid Nasional
6. Arus ulang alik mengalir ke kawalan kawasan dan lapangan suis.
7. Kemudiannya, arus ulang alik ini dialirkan melalui satu lagi stesen transformer (Transformer Injak Turun)
8. Voltan akan diturunkan kepada kawasan-kawasan mengikut keperluan.
9. Kawasan industri berat menerima bekalan arus ulang alik pada 33kV
10.Kawasan industri ringan menerima bekalan arus ulang alik pada 11kV
11.Pejabat dan rumah menerima bekalan arus ulang alik pada 240V

27. Stesen jana
kuasa
Transformer
injak naik
Rangkaian
Grid Nasional
Lapangan
suis
Pencawang
masuk utama
Transformer
injak turun
Pencawang
bahagian
Transformer
injak turun
Pengguna
Peta Alir: Sistem Penghantaran & Pengagihan Tenaga Elektrik

28. Kelebihan Rangkaian Grid Nasional
1. Rangkaian grid nasional adalah rangkaian hubungan kabel semua stesen jana kuasa
dalam negara.
2. Kabel di perbuat daripada kuprum atau aluminum. Kedua-dua logam ini adalah
konduktor eletrik yang baik.
3. Dengan rangkaian ini, tenaga elektrik dari stesen jana kuasa dapat dihantar ke
mana-mana kawasan tanpa gangguan.
4. Kelebihan utama rangkaian ini adalah:
a) Mana-mana kawasan yang memerlukan penambahan tenaga elektrik dapat di
bekalkan oleh stesen jana kuasa tambahan dalam rangkain itu.
b) Fungsi sebuah stesen janakuasa yang di hentikan untuk kerja baik pulih boleh
diambil alih oleh stesen jana kuasa lain dalma rangkaian itu
c) Stesen jana kuasa yang sangat besar tidak diperlukan. Kawasan yang
memerlukan kuantiti tenaga elektrik yang tinggi dapat dibekalkan oleh dua atau
lebih stesen jana kuasa.dalam rangkaian.

29. Sistem Pendawaian Elektrik Di Malaysia
Pendawaian eletrik di Malaysia boleh dibahagikan kepada dua kategori seperti yang
ditunjukkan di bawah.
SISTEM PENDAWAIAN
ELEKTRIK
SATU FASA
Penggunaan tenaga elektrik
tidak melebihi 10kW
Cth: perumahan luar bandar
TIGA FASA
Penggunaan tenaga elektrik
lebih daripada 10kW
Cth:kawasn komersil & industri

30. Pembekalan Tenaga Elektrik & Sistem Pendawaian Elektrik di
Rumah

31. Komponen Sistem
Pendawaian Elektrik
Fungsi
Dawai hidup • Membawa arus elektrik ke rumah dari pencawang bahagian
Dawai neutral • Mengembalikan arus elektrik ke pencawang bahagian
Fius sesalur
• 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 • Menyukat kuantiti tenaga elektrik yang digunakan di rumah.
Suis sesalur
• 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
• Memutuskan bekalan arus di rumah apabila arus berlebihan mengalir
melaluinya.
Kotak fius
• Mengandungi fius-fius yang dapat melebur dan memutuskan pengaliran arus
untuk melindungi bahagian litar elektrik yang mengalami litar pintas atau

32. Palam 3-pin
1. Peralatan elektrik seperti seterika, cerek, dan kipas disambungkan ke bekalan kuasa
rumah melalui palam 3-pin.
2. Palam 3-pin mempuyai 3 pin. Setiap pin di sambungkan ke dawai berikut:
a) Dawai hidup (L) yang berwarna perang
b) Dawai neutral (N) yang berwarna biru
c) Dawai bumi (E) yang berjalur kuning dan hijau

33. Palam 2-pin
1. Peralatan elektrik seperti radio, pengering rambut, dan jam elektrk di sambungkan ke
bekalan kuasa rumah melalui palam 2-pin.
2. Dawai hidup dan dawai neutral di sambungkan dalam palam 2 pin.

34. Dawai hidup (Live
wire)
–Warna perang
• Mengalir kan arus
dari pencawang
bahagian ke alat
elektrik.
Dawai neutral
(Neutral wire)
–Warna biru
• Mengalirkan arus
dari alat elektrik
kembali ke
pencawang
bahagian
Dawai bumi (Earth
wire)
– Warna kuning
berbelang hijau
• Mengalirkan arus
terbocor dari alat
elektrik ke bumi.
Fius
• Dawai dalam fius
melebur dan
memutuskan
pengaliran arus
apabila arus
yangberlebihan
mengalir melaui
alat elektrik
(semasa berlaku
litar pintas)
Ringkasan fungsi komponen dan warna dawai dalam palam 3-pin

35. Komponen
keselamatan
Suis
Pemutus
litar
(ELCB)
Pengalir
kilat
Pemutu
litar
(MCB)
Fius
Peta Buih: Komponen Keselamatandalam Sistem Pendawaian Di Rumah

36. Pengalir kilat
1. Pengalir kilat merupakan suatu komponen keselamatan yang dipasang di puncak tertinggi sebuah
bangunan dan disambung terus ke Bumi dengan menggunakan jakur besi tebal.
2. Semasa hujan yang disertai kilat, kilat akan menyambar pengalir itu dan arus elektrik akan mengalir
melalui jalur besi yang disambungkan ke Bumi. Pengaliran arus elektrik ini berlaku tanpa berlaku
sebarang kerosakan pada bangunan tersebut.

37. Fius
1. Fius merupakan seutas wayar halus yang pendek, yang mudah menjadi panas dan melebur apabila arus
yang mengalir melaluinya lebih besar daripada nilai fiusnya.
2. Fius dibahagikan kepada dua jenis:
i. Fius katrij
ii. Fius wayar boleh ganti
3. Nilai fius ialah nilai maksimum arus elektrik yang boleh mengalir melalui fius tanpa menyebabkan wayar
fiusnya melebur.
4. Nilai fius yang selalu digunakan termasuklah 1A, 2A, 3A, 5A, 10A, 13A, 15A, dan 30A.
5. Nilai fius yang dipilih lazimnya lebih tinggi sedikit daripada arus maksimum yangmengalir melaui suatu
litar atau peralatan elektrik.

38. Keselamatan Dalam Penggunaan Peralatan Elektrik
1. Wayar bumi menyambungkan bahagian logam pada suatu alat elektrik secara terus ke
Bumi.
2. Sekiranya dawai hidup menyentuh bahagian logam pada suatu alat elektrik yang
dipasang dengan wayar Bumi, arus elektrik yang besar akan mengalir secara terus ke
Bumi melalui wayar Bumi. Arus elektrik yang besar ini akan meleburkan fius fius
seterusnya memutuskan litar tersebut.
Komponen utama Fungsi
Kotak fius utama Mengawal aliran masuk arus dari kabel utama
Meter elektrik Mengira penggunaan eletrik
Suis utama Mengawal aliran arus pada litar di dalam rumah
Pemutus litar Memutuskan litar jika berlaku lebihan arus

39. 6.4 PENGIRAAN KOS PENGGUNAAN ELEKTRIK
Kecekapan Tenaga
Kecekapan tenaga ialah peratus tenaga input yang dibekalkan diubah kepada bentuk tenaga output yang
berfaedah.
Kecekapan tenaga =
𝑡𝑒𝑛𝑎𝑔𝑎 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑟𝑓𝑎𝑒𝑑𝑎ℎ
𝑡𝑒𝑛𝑎𝑔𝑎 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑏𝑒𝑘𝑎𝑙𝑘𝑎𝑛
x 100%

40. Kuasa elektrik P, ialah kadar tenaga elektrik yang digunakan. Unit S.I bagi kuasa ialah watt (W) dan masa
ialah saat (s). Kuasa 1 watt (W) bermaksud 1 Joule (J) tenaga elektrik dalam masa 1 saat.
Kuasa elektrik P, (W) =
Tenaga elektrik yang digunakan E, (J)
Masa yang di ambil t, (s)
Unit: Watt (W)
1 kilowatt = 1000 W
Arus elektrik, I ditakrifkan sebagai kadar pengaliran cas elektrik, Q, melalui suatu konduktor. Unit S.I bagi arus
elektrik ialah ampere (A) dan cas elektrik ialah coulomb (C).
Arus elektrik, I (A) =
Cas elektrik, Q, (C)
Masa yang di ambil t, (s)
Voltan V, pada suatu konduktor ditakrifkan sebagai tenaga elektrik, E, yang digunakan untuk menggerakan
seunit cas elektrik, Q, melalui konduktor tersebut. Unit S.I bagi voltan ialah volt (V).
Voltan V, (V) =
Tenaga elektrik yang digunakan E, (J)
Cas elektrik, Q, (C)
Rumus Jumlah Arus yang Melalui Peralatan Elektrik

41. Contoh:
1. Sebuah alat elektrik bertanda 150W dan dibekalkan dengan voltan 250 V. Hitung arus elektrik yang mengalir
menerusi alat itu.
Arus I, (A) =
kuasa (W)
voltan (V)
=
150
250
= 0.6 A
2. Sebuah pengering rambut mempunyai label 2.5 kW, 240 V. Hitungkan kuantiti yang berikut.
a) Arus yang mengalir melalui pengerig rambut.
Dengan menggunakan rumus P= VI
I =
𝑃
𝑉
=
2.5 𝑘𝑊
240 𝑉
= 10.42 A.
b) Tenaga elektrik yang digunakan jika pengering rambut disambung pada bekalan 240V selam a15 minit
dalam unit yang berikut:
i. J
P =
𝐸
𝑡
E = Pt
= 2.5 kW x 15 min
= 2500W x 900s
= 2250000 J
ii) kWj
P =
𝐸
𝑡
E = Pt
= 2.5 kW x 15 min
= 2.5 kW x 0.25 j
= 0.625 kWj

42. Penggunaan Tenaga Elektrik dalam Peralatan Elektrik
1. Unit yang lazim digunakan untuk tenaga elektrik ialah kilowatt-jam (kWj).
2. 1 kilowatt-jam ialah tenaga elektrik yang digunakan pada kadar 1kilowatt atau 1000 watt dalam masa 1
jam.
Tenaga elektrik yang digunakan (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)
= 1 x 5
= 5 kWj
3. Satu unit tenaga elektrik bermakna satu kilowatt-jam (kWj) tenaga elektrik.
1 kWj = 1unit tenaga
3. Kos penggunaan tenaga elektrik lazimnya ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:
Kos penggunaan tenaga elektrik = bilangan unit x kos penggunaan per unit

43. Contoh:
Sebiji lampu 60 W menyala selama 3jam pada keadaan normal. Hitung tenaga elektrik yang digunakan oleh
lampu itu? Seterusnya kira kos tenaga elektrik yan digunakan untuk menyalakan lampu itu jika kadar bagi
setiap unit ialah 14sen.
Tenaga elektrik yang digunakan (kWj) = kuasa elektrik (kW) x masa (j)
= 80 W x 3j
=
80
1000
𝑘𝑊 𝑥 3
= 0.24 kWj
= 0.24 unit
Kos tenaga yang digunakan = 0.24 unit x 14 sen = 3.36sen
Kaedah Penjimatan Penggunaan Tenaga Elektrik
1. Selain dari penjimatan penggunaan tenaga elektrik melalui penggunaan peralatan
elektrik yang mempunyai kecekapan tenaga yan tinggi, ciri bangunan hijau yang
menggunakan konsep penjimatan kos penggunaan tenaga termasuklah tenaga elektrik
yang digunakan.

44. CIRI-CIRI
BANGUNAN
HIJAU
Bangunan yang mempunyai
sistem pengudaraan yang
cekap bagi mengurangkan
penggunaan alat penghawa
dingin dan kipas
Pemasangan panel suria
sebagai sumber tenaga
boleh baharubagi
menggantikan sumber yang
tidak boleh baharu untuk
menjana tenaga elektrik
yang digunakan dalam
bangunan hijau.
Reka bentuk bangunan yang
memaksimakan
pencahayaan semula jadi
untuk mengurangkan kos
penggunaan elektrik bagi
tujuan pencahayaan.

45. JIMATKAN TENAGA... -END-ummu amalin JUN 19