7 4 Daya Gerak Elektrik
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View 7 4 Daya Gerak Elektrik as PDF for free.
More details
- Words: 1,324
- Pages: 9
PELAJARAN 4 D.G.E DAN RINTANGAN
Apabila arus mengalir sedang mengalir dalam suatu litar elektrik,beza keupayaan merentasi terminal sel akan menjadi kurang daripada nilai d.g.e.nya.Ini adalah disebabkan sel terpaksa mengatasi rintangan dalamnya dan juga rintangan perinang luar.
(a) Takrif d.g.e dan unit S.I.nya D.g.e ialah tenaga yang dibekalkan setiap unit cas daripada terminal sel ketika arus sifar(tiada beban) atau D.g.e ialah beza keupayaan merentasi terminal sel ketika arus sifar(tiada beban) Unitnya ialah Volt (V)
B.U = B.U merentasi B.U.merentasi merentasi rintangan rintangan sel ketika luar dalam arus sifar tetapi maka
+
E =IR+Ir V=IR E=V+Ir
(b) Takrif rintangan dalam (r) Contoh 1 Rintangan dalam ialah rintangan yang berada secara sesiri dengan sel disebabkan rintangan elektrod dan elektrolitnya yang menghalang pemindahan cas daripadanya. Unitnya ialah Ohm (Ω) (c) Perbandingan rintangan dalam sel kering dengan sel basah. Rintangan dalam sel kering lebih tinggi daripada sel basah kerana (i) Elektrolit sel kering bentuk pepejal dan sel basah elektrolitnya berbentuk cecair (ii) Jarak antara elektrod-elektrod dalam sel kering adalah rapat manakala dalam sel basah adalah jauh. (d)Hubungan E,V,I,r dan R
Dalam rajah apabila suis S dimatikan ,bacaan Voltmeter ialah 1.5 V.Apabila suis S dihidupkan bacaan Voltmeter ialah 1.35 V dan bacaan ammeter ialah 0.3 A.Tentukan (a) d.g.e sel (b) rintangan dalam sel (c) Nilai perintang R Penyelesaian
Contoh 2 Satu akumulator membekalkan arus 4A apabila disambung ke satu perintang 2Ω. Akumulator yang sama membekalkan arus 3A apabila perintang 3Ω .Kirakan rintangan dalam sel dan d.g.e nya.
(ii) Graf R lawan 1 I
Penyelesaian
Berdasarkan rumus E = IR + Ir
e) Penentuan E dan r daripada graf (i)
Graf
V
lawan I
E = ................................................... ..... r = ................................................... .....
Berdasarkan rumus E = V + Ir
E = ................................................... ........... r = ................................................... ...........
(f) Eksperimen untuk menentukan d.g.e dan rintangan dalam sel
Tanggalkan ketiga-tiga mentol daripada pemegang. Hidupkan suis dan catatkan bacaan ammeter dan Voltmeter. Bacaan ammeter = I dan bacaa Voltmeter = V
Ulang eksperimen dengan memasangkan satu mentol,diikuti dua dan tiga mentol. Plot graf V lawan I
Daripada graf E = pintasan paksi V dan r = kecerunan graf (g) Jumlah D.g.e dan r bagi sel yang disambung sesiri dan selari.
1 Apabila suis S dimatikan,bacaan voltmeter adalah 1.5 V.Apabila suis S dihidupkan bacaan voltmeter dan ammeter adalah 1.3 V dan 0.2 A masing-masng.Rintangan dalam sel adalah A
(i) Sambungan sesiri
0.1Ω C 0.6 Ω E 1.2 Ω
B D
0.3Ω 1.0Ω
Jumlah d.g.e = 3E Jumlah rintangan dalam = 3r (ii) Sambungan selari
Jumlah d.g.e = E Jumlah rintangan dalam = ( 1 / r + 1 / r + 1/r )-1
2 Sebuah bateri disambung secara bersiri dengan perintang 5Ω dan satu suis voltmeter yang merentasi bateri menunjukkan bacaan 14V semasa suis dimatikan dan 10 V semasa suis dihidupkan.Rintangan dalam sel adalah A C E
TUTORIA L3 3
0.5Ω 3.0Ω 4.5Ω
B D
2.0Ω 4.0 Ω
Sebuah voltmeter disambung menerusi satu sel kering menunjukkan bacaan 1.5 V.Apabila satu perintang 7.0Ω. Sebuah voltmeter disambung menerusi satu sel kering
menunjukkan bacaan 1.5 V.Apabila satu perintang 7.0 Ω disambung merentasi sel kering itu selari dengan voltmeter itu,bacaan voltmeter menjadi 1.4V.Rintangan dalam sel kering adalah A C E
0.1 Ω 0.3Ω 0.5 Ω
B
E
1.5A
0.2 Ω D 0.4 Ω 6 Sebuah bateri mempunyai d.g.e, 1.5 V dan rintangan dalam 2 Ω di sambung kepada 3 buah perintang.Bila litar dihidupkan bacaan voltmeter adalah A C E
4 Litar di atas digunakan untuk menentukan rintangan dalam sebuah sel kering dengan d.g.e 3V.Jika bacaan ammeter adalah 0.5 A, rintangan dalam sel adalah A C E
4.0 Ω 2.0 Ω 0.5 Ω
B D
0.23 V 1.25 V 2.00 V
B D
0.46 V 1.50 V
3.0 Ω 1.0 Ω 7 Sebuah bateri dengan daya gerak elektrik 12 V dan mempunyai rintangan dalam 3 Ω disambungkan kepada dua perintang 6Ω. Arus yang melalui setiap perintang 6 Ω adalah,
5 Rajah menunjukkan satu susunan perintang 2Ω yang disambung kepada satu sel mempunyai daya gerak elektrik 12 V dan rintangan dalam 6.Tentukan nilai arus yang melalui litar. A C
1.1 A 1.3 A
B D
1.2 A 1.4 A
A C E 8
0.5 A 2.0 A 4.0 A
B D
1.0 A 3.0 A
Sebuah sel membekalkan arus 0.6 A apabila terpasang sesiri dengan satu perintang bernilai 2Ω.Sel yang sama bila terpasang secara sesiri dengan perintang bernilai 7 Ω ,arus 0.2 A dihasilkan.Daya gerak elektrik dan rintangan dalam sel adalah,
A 1.0 V, 1.0 Ω 0.5 Ω C 2.0 V, 0.5 Ω 1.5 Ω E 1.0 V , 1.5 Ω 9
B
1.5 V,
D
0.5 V,
Suatu sel kering membekalkan arus 0.5 A apabila disambung kepada perintang 2 Ω . Sel yang sama membekalkan arus 0.4 A apabila disambung kepada perintang 4 Ω . D.g.e sel kering tersebut adalah A C E
1.6 V 3.0 V 4.5 V
B D
2.6 V 4.0 V
10 Sebuah sel kering apabila disambung bersiri dengan perintang 1Ω arus didapati mengalir 2A seperti rajah(a). Apabila sel yang sama disambung bersiri dengan perintang 2.5 Ω arus yang mengalir adalah 1A seperti rajah(b). Rintangan dalam dan d.g.e sel adalah,
A B C D E
Rintangan dalam /Ω 0.25 0.50 1.00 1.25 1.50
11 Graf bacaan voltmeter,V dan bacaan ammeter ,I bagi litar di atas adalah,
D.g.e / V 1.5 3.0 3.0 4.5 4.5
12 Satu eksperimen untuk menentukandaya gerak elektrik dan rintangan dalam bagi suatu sel dengan menggunakan litar elektrik seperti pada rajah(a). Graf rintangan ,R lawan salingan arus, 1 adalah seperti ditunjukkan dalam rajah (b). I Antara berikut yang manakh mewakili daya gerak elektrik dan rintangan dalam sel itu?
Daya gerak elektrik A y B C D
p q p q x
Rintangan dalan p q y x p q
13 Rajah menunjukkan graf beza keupayaan melawan arus bagi suatu arus elektrik.Yang manakah antara pernyataan berikut adalah benar kecuali , A adalah B Ω C adalah D
Daya gerak elektrik bateri 1.5 V Rintangan dalam bateri ialah 1 Rintangan luar litar elektrik 1.5 Ω Rintangan dalam bateri berkurang apabila arus bertambah
14 Litar di atas terdiri dari satu bateri yang mempunyai rintangan dalam 1.0 Ω voltmeter, ammeter ,dua suis S1 dan S 2 dan dua mentol M1 dan M2. (a) Apabila suis S1 dan S 2 dimatikan,bacaan volmeter adalah 12V. Berapakah nilai d.g.e. bateri? (b) Apabila suis S1 dihidupkan dan suis S2 dimatikan,bacaan ammeter ialah 3.0 A. (i) Hitungkan bacaan voltmeter?
(ii) Hitungkan rintangan mentol M 1 ?
(c) Apabila suis S1 dan S2 dihidupkan, bacaan ammeter ialah 6.0 A. (i) Hitungkan bacaan voltmeter?
(ii) Hitungkan rintangan mentol M2 ?
Bacaan voltmeter, V/ Volt Bacaan ammeter, I/ Ampere
1. 3
1. 2
1. 1
1. 0
0. 9
0. 8
0. 4
0. 6
0. 8
1. 0
1. 2
1. 4
(a) Lukiskan pada litar di atas kedudukan voltmeter. (b) Lukiskan graf V/Volt melawan I / Ampere (c) Berdasarkan graf yang anda lukiskan, tentukan (i) d.g.e. bateri (ii) rintangan dalam bateri
15 Rajah menunjukkan satu litar yang digunakan untuk menentukan daya gerak elektrik,E dan rintangan dalam ,r sebuah bateri.Berikut adalah data-data diperolehi daripada bacaan ammeter,I dan bacaan voltmeter,V.
16 Sebuah bateri disambung kepada sebuah kotak perintang R dan sebuah ammeter.Dengan mengubah nilai R ,nilai arus I dicatatkan dalam jadual di bawah. I/ A R/ Ω
0. 83 1
0 .37 3
0 .25 5
0 .17 8
0 .14 10
1/ A1 I
(a) Lengkapkan jadual di atas. (b) lawan 1
Lukiskan graf R
I (ii) Daya gerak elektrik bateri.
(d) Berapakah kuantiti cas yang mengalir dalam masa 2 minit ketika R = 6 Ω
17 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan (i) daya gerak elektrik sel (ii) beza keupayaan (iii) rintangan dalam sebuah sel. (b) Huraikan satu eksperimen untuk menentukan daya gerak elektrik dan rintangan dalam sel. (c) Bandingkan rintangan dalam sel kering dan sel basah dan nyatakan sebabnya. (d)
(c) Berdasarkan graf tentukan (i) Rintangan dalam bateri
Berdasarkan maklumat daripada litar di atas hitungkan (i) Rintangan perintang R (ii) rintangan dalam sel
Apabila arus mengalir sedang mengalir dalam suatu litar elektrik,beza keupayaan merentasi terminal sel akan menjadi kurang daripada nilai d.g.e.nya.Ini adalah disebabkan sel terpaksa mengatasi rintangan dalamnya dan juga rintangan perinang luar.
(a) Takrif d.g.e dan unit S.I.nya D.g.e ialah tenaga yang dibekalkan setiap unit cas daripada terminal sel ketika arus sifar(tiada beban) atau D.g.e ialah beza keupayaan merentasi terminal sel ketika arus sifar(tiada beban) Unitnya ialah Volt (V)
B.U = B.U merentasi B.U.merentasi merentasi rintangan rintangan sel ketika luar dalam arus sifar tetapi maka
+
E =IR+Ir V=IR E=V+Ir
(b) Takrif rintangan dalam (r) Contoh 1 Rintangan dalam ialah rintangan yang berada secara sesiri dengan sel disebabkan rintangan elektrod dan elektrolitnya yang menghalang pemindahan cas daripadanya. Unitnya ialah Ohm (Ω) (c) Perbandingan rintangan dalam sel kering dengan sel basah. Rintangan dalam sel kering lebih tinggi daripada sel basah kerana (i) Elektrolit sel kering bentuk pepejal dan sel basah elektrolitnya berbentuk cecair (ii) Jarak antara elektrod-elektrod dalam sel kering adalah rapat manakala dalam sel basah adalah jauh. (d)Hubungan E,V,I,r dan R
Dalam rajah apabila suis S dimatikan ,bacaan Voltmeter ialah 1.5 V.Apabila suis S dihidupkan bacaan Voltmeter ialah 1.35 V dan bacaan ammeter ialah 0.3 A.Tentukan (a) d.g.e sel (b) rintangan dalam sel (c) Nilai perintang R Penyelesaian
Contoh 2 Satu akumulator membekalkan arus 4A apabila disambung ke satu perintang 2Ω. Akumulator yang sama membekalkan arus 3A apabila perintang 3Ω .Kirakan rintangan dalam sel dan d.g.e nya.
(ii) Graf R lawan 1 I
Penyelesaian
Berdasarkan rumus E = IR + Ir
e) Penentuan E dan r daripada graf (i)
Graf
V
lawan I
E = ................................................... ..... r = ................................................... .....
Berdasarkan rumus E = V + Ir
E = ................................................... ........... r = ................................................... ...........
(f) Eksperimen untuk menentukan d.g.e dan rintangan dalam sel
Tanggalkan ketiga-tiga mentol daripada pemegang. Hidupkan suis dan catatkan bacaan ammeter dan Voltmeter. Bacaan ammeter = I dan bacaa Voltmeter = V
Ulang eksperimen dengan memasangkan satu mentol,diikuti dua dan tiga mentol. Plot graf V lawan I
Daripada graf E = pintasan paksi V dan r = kecerunan graf (g) Jumlah D.g.e dan r bagi sel yang disambung sesiri dan selari.
1 Apabila suis S dimatikan,bacaan voltmeter adalah 1.5 V.Apabila suis S dihidupkan bacaan voltmeter dan ammeter adalah 1.3 V dan 0.2 A masing-masng.Rintangan dalam sel adalah A
(i) Sambungan sesiri
0.1Ω C 0.6 Ω E 1.2 Ω
B D
0.3Ω 1.0Ω
Jumlah d.g.e = 3E Jumlah rintangan dalam = 3r (ii) Sambungan selari
Jumlah d.g.e = E Jumlah rintangan dalam = ( 1 / r + 1 / r + 1/r )-1
2 Sebuah bateri disambung secara bersiri dengan perintang 5Ω dan satu suis voltmeter yang merentasi bateri menunjukkan bacaan 14V semasa suis dimatikan dan 10 V semasa suis dihidupkan.Rintangan dalam sel adalah A C E
TUTORIA L3 3
0.5Ω 3.0Ω 4.5Ω
B D
2.0Ω 4.0 Ω
Sebuah voltmeter disambung menerusi satu sel kering menunjukkan bacaan 1.5 V.Apabila satu perintang 7.0Ω. Sebuah voltmeter disambung menerusi satu sel kering
menunjukkan bacaan 1.5 V.Apabila satu perintang 7.0 Ω disambung merentasi sel kering itu selari dengan voltmeter itu,bacaan voltmeter menjadi 1.4V.Rintangan dalam sel kering adalah A C E
0.1 Ω 0.3Ω 0.5 Ω
B
E
1.5A
0.2 Ω D 0.4 Ω 6 Sebuah bateri mempunyai d.g.e, 1.5 V dan rintangan dalam 2 Ω di sambung kepada 3 buah perintang.Bila litar dihidupkan bacaan voltmeter adalah A C E
4 Litar di atas digunakan untuk menentukan rintangan dalam sebuah sel kering dengan d.g.e 3V.Jika bacaan ammeter adalah 0.5 A, rintangan dalam sel adalah A C E
4.0 Ω 2.0 Ω 0.5 Ω
B D
0.23 V 1.25 V 2.00 V
B D
0.46 V 1.50 V
3.0 Ω 1.0 Ω 7 Sebuah bateri dengan daya gerak elektrik 12 V dan mempunyai rintangan dalam 3 Ω disambungkan kepada dua perintang 6Ω. Arus yang melalui setiap perintang 6 Ω adalah,
5 Rajah menunjukkan satu susunan perintang 2Ω yang disambung kepada satu sel mempunyai daya gerak elektrik 12 V dan rintangan dalam 6.Tentukan nilai arus yang melalui litar. A C
1.1 A 1.3 A
B D
1.2 A 1.4 A
A C E 8
0.5 A 2.0 A 4.0 A
B D
1.0 A 3.0 A
Sebuah sel membekalkan arus 0.6 A apabila terpasang sesiri dengan satu perintang bernilai 2Ω.Sel yang sama bila terpasang secara sesiri dengan perintang bernilai 7 Ω ,arus 0.2 A dihasilkan.Daya gerak elektrik dan rintangan dalam sel adalah,
A 1.0 V, 1.0 Ω 0.5 Ω C 2.0 V, 0.5 Ω 1.5 Ω E 1.0 V , 1.5 Ω 9
B
1.5 V,
D
0.5 V,
Suatu sel kering membekalkan arus 0.5 A apabila disambung kepada perintang 2 Ω . Sel yang sama membekalkan arus 0.4 A apabila disambung kepada perintang 4 Ω . D.g.e sel kering tersebut adalah A C E
1.6 V 3.0 V 4.5 V
B D
2.6 V 4.0 V
10 Sebuah sel kering apabila disambung bersiri dengan perintang 1Ω arus didapati mengalir 2A seperti rajah(a). Apabila sel yang sama disambung bersiri dengan perintang 2.5 Ω arus yang mengalir adalah 1A seperti rajah(b). Rintangan dalam dan d.g.e sel adalah,
A B C D E
Rintangan dalam /Ω 0.25 0.50 1.00 1.25 1.50
11 Graf bacaan voltmeter,V dan bacaan ammeter ,I bagi litar di atas adalah,
D.g.e / V 1.5 3.0 3.0 4.5 4.5
12 Satu eksperimen untuk menentukandaya gerak elektrik dan rintangan dalam bagi suatu sel dengan menggunakan litar elektrik seperti pada rajah(a). Graf rintangan ,R lawan salingan arus, 1 adalah seperti ditunjukkan dalam rajah (b). I Antara berikut yang manakh mewakili daya gerak elektrik dan rintangan dalam sel itu?
Daya gerak elektrik A y B C D
p q p q x
Rintangan dalan p q y x p q
13 Rajah menunjukkan graf beza keupayaan melawan arus bagi suatu arus elektrik.Yang manakah antara pernyataan berikut adalah benar kecuali , A adalah B Ω C adalah D
Daya gerak elektrik bateri 1.5 V Rintangan dalam bateri ialah 1 Rintangan luar litar elektrik 1.5 Ω Rintangan dalam bateri berkurang apabila arus bertambah
14 Litar di atas terdiri dari satu bateri yang mempunyai rintangan dalam 1.0 Ω voltmeter, ammeter ,dua suis S1 dan S 2 dan dua mentol M1 dan M2. (a) Apabila suis S1 dan S 2 dimatikan,bacaan volmeter adalah 12V. Berapakah nilai d.g.e. bateri? (b) Apabila suis S1 dihidupkan dan suis S2 dimatikan,bacaan ammeter ialah 3.0 A. (i) Hitungkan bacaan voltmeter?
(ii) Hitungkan rintangan mentol M 1 ?
(c) Apabila suis S1 dan S2 dihidupkan, bacaan ammeter ialah 6.0 A. (i) Hitungkan bacaan voltmeter?
(ii) Hitungkan rintangan mentol M2 ?
Bacaan voltmeter, V/ Volt Bacaan ammeter, I/ Ampere
1. 3
1. 2
1. 1
1. 0
0. 9
0. 8
0. 4
0. 6
0. 8
1. 0
1. 2
1. 4
(a) Lukiskan pada litar di atas kedudukan voltmeter. (b) Lukiskan graf V/Volt melawan I / Ampere (c) Berdasarkan graf yang anda lukiskan, tentukan (i) d.g.e. bateri (ii) rintangan dalam bateri
15 Rajah menunjukkan satu litar yang digunakan untuk menentukan daya gerak elektrik,E dan rintangan dalam ,r sebuah bateri.Berikut adalah data-data diperolehi daripada bacaan ammeter,I dan bacaan voltmeter,V.
16 Sebuah bateri disambung kepada sebuah kotak perintang R dan sebuah ammeter.Dengan mengubah nilai R ,nilai arus I dicatatkan dalam jadual di bawah. I/ A R/ Ω
0. 83 1
0 .37 3
0 .25 5
0 .17 8
0 .14 10
1/ A1 I
(a) Lengkapkan jadual di atas. (b) lawan 1
Lukiskan graf R
I (ii) Daya gerak elektrik bateri.
(d) Berapakah kuantiti cas yang mengalir dalam masa 2 minit ketika R = 6 Ω
17 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan (i) daya gerak elektrik sel (ii) beza keupayaan (iii) rintangan dalam sebuah sel. (b) Huraikan satu eksperimen untuk menentukan daya gerak elektrik dan rintangan dalam sel. (c) Bandingkan rintangan dalam sel kering dan sel basah dan nyatakan sebabnya. (d)
(c) Berdasarkan graf tentukan (i) Rintangan dalam bateri
Berdasarkan maklumat daripada litar di atas hitungkan (i) Rintangan perintang R (ii) rintangan dalam sel
