Sains Bab7-Tingkatan 3

Elektrostatik ialah kajian tentang cas-cas elektrik yang statik. Statik bermaksud tidak bergerak. Cas terdiri daripada cas positif dan cas negatif.

Cas ini boleh dihasilkan dengan menggosokkan dua bahan berbeza yang menyebabkan satu bercas positif dan satu lagi bercas negatif.

Cas-cas ini dapat dikesan dengan menggunakan ELEKTROSKOP.

Penggunaan Elektroskop
1. Bahan yang nak diuji didekatkan dengan ceper logam yang neutral
2. Jika kerajang mencapah, bermaksud bahan tersebut mempunyai cas.
3. Jika tidak mencapah, bermaksud bahan tersebut neutral.



Ciri-ciri Daya Elektrostatik
1. Cas yang sama akan MENOLAK antara satu sama lain
2. Cas yang berbeza akan MENARIK antara satu dengan yang lain.



Fenomena Harian Yang Berkaitan Dengan Cas Elektrik Statik
1. Kilat
Geseran antara awan dan udara menyebabkan cas positif berada di atas, dan cas negatif berada di bawah awan. Apabila awan bergerak mendekati bumi yang bercas positif, satu tarikan akan wujud antara cas-cas ini. 

Daya elektrostatik yang kuat menyebabkan cas tersebut bergerak ke arah satu sama lain. Pergerakan yang pantas akan membebaskan banyak tenaga dalam bentuk kelipan cahaya, yang dikenali sebagai KILAT.


2. Lori dan Rantai
Geseran antara lori dan udara akan menghasilkan cas. Cas ini terkumpul di bahagian badan tangki, dan boleh menyebabkan percikan api. Ini tentu akan menyebabkan letupan.

Bagi mengurangkan cas elektrik pada tangki, satu rantai logam digantung bagi tujuan mengalirkan cas-cas elektrik tadi ke permukaan bumi.

Keelektrikan bermaksud pengaliran arus elektrik yang berlaku di dalam suatu konduktor. Sumber elektrik pula boleh datang daripada pelbagai, termasuk bateri, dinamo, sel suria, sel kering, bateri basah, penjana kuasa dan lain-lain lagi.

Alat elektrik hanya dapat berfungsi apabila terdapat pengaliran elektron (cas negatif) secara berterusan. Pengalliran elektron inilah yang menghasilkan tenaga elektrik.

Kita ambil contoh huraian pada Penjana Van de Graaff
1. Penjana Van de Graaff dihidupkan
2. Kubah akan menjadi bercas positif
3. Elektron dari bumi mengalir ke kubah kerana tertarik dengan cas positif
4. Pengaliran elekron yang berlaku akan menghasilkan arus elektrik yang kemudiaannya dikesan oleh galvanometer


Arus Elektrik (I)
Arus elektrik ditakrifkan sebagai kadar pengaliran elektrik. 


Voltan (V)
Daya elektrik yang diperlukan untuk mengalirkan elektron antara 2 titik ataupun beza keupayaan di antara 2 titik.


Rintangan (R)
Sifat sesuatu bahan yang menghalang atau menentang pengaliran elektron melaluinya. 

Bagi mengukur keelektrikan, kita perlu tengok pengukuran yang dibuat pada 3 perkara lain yang berkaitan dengan elektrik, iaitu pada arus, voltan dan rintangan. 


Arus
Arus elektrik ditakrifkan sebagai kadar pengaliran elektrik. 
Arus diukur dengan menggunakan Ammeter
Unit yang digunakan adalah ampere (A)
Ammeter disambung secara bersiri pada litar
 

Voltan
Voltan ditakrifkan sebagai daya elektrik yang diperlukan untuk mengalirkan elektron antara 2 titik ataupun beza keupayaan di antara 2 titik.
Voltan diukur dengan menggunakan Voltmeter
Unit yang digunakan adalan voltan (V)
Voltmeter disambung secara selari pada litar

Rintangan
Rintangan ditakrifkan sebagai sifat sesuatu bahan yang menghalang atau menentang pengaliran elektron melaluinya.  
Rintangan diukur dengan menggunakan formula (Rintangan = Voltan / Arus)
Unit yang digunakan adalah ohm
Faktor yang menentukan rintangan adalah panjang konduktor, diameter konduktor dan jenis konduktor.

Hubungkait antara voltan, arus dan rintangan sebenarnya telah dikaji oleh Georg Simon Ohm. Dalam Hukum Ohm, ianya menyatakan bahawa arus yang mengalir melalui suatu konduktor adalah berkadar terus degan voltan. Bahasa mudahnya, sekiranya arus meningkat, maka voltan juga turut meningkat. Mudah kan?.

Formula Hukum Ohm adalah seperti berikut :

Bagi memudahkan hafalan, adik-adik boleh gunakan petua segitiga Hukum Ohm di bawah.

Hubungan antara rintangan dan arus

Hipotesis : 
Semakin besar rintangan, semakin kecil arus yang mengalir melalui litar.


Perbincangan:
1. Arus adalah berkadar songsang dengan rintangan
(jika besar rintangan, arus akan mengecil)
2. Semakin panjang wayar yang digunakan , maka semakin besar rintangan. Maka juga semakin kecil arus yang mengalir melaluinya.


Hubungan antara arus dengan voltan

Hipotesis :
Arus adalah berkadar terus dengan voltan.
(Semakin besar arus, maka semakin besar voltan)

Perbincangan:
1. Arus berkadar terus dengan voltan apabila rintangan adalah malar.

Litar elektrik ialah lintasan lengkap yang terbentuk daripada dawai-dawai penyambung dan komponen-komponen elektrik yang membenarkan arus elektrik mengalir.

Satu litar elektrik terdiri daripada satu sumber elektrik, komponen-komponen elektrik, dawai-dawai penyambung dan satu suis. 

Litar Bersiri
Arus elektrik mengalir melalui satu lintasan sahaja.

Kelebihan : Setiap mentol akan menyala dengan kecerahan yang sama
Kelemahan : Jika satu mentol terbakar, maka seluruh litar akan terputus

Litar Selari
Arus elektrik mengalir melalui lebih daripada satu lintasan.

Kelebihan : Setiap mentol dapat dikawal secara berasingan
Kelemahan : Sel kering cepat menjadi lemah kerana semua mentol dibekalkan dengan voltan yang sama

Litar Bersiri adalah satu litar di mana arus elektrik mengalir melalui satu lintasan sahaja. Jika satu komponen elektrik yang disambungkan dalam litar rosak, maka seluruh litar tidak akan dapat berfungsi.

Arus
1. Arus yang mengalir melalui setiap komponen pada mana-mana titik dalam litar bersiri adalah sama.


Voltan
1. Jumlah voltan yang merentasi terminal sumber elektrik adalah sama dengan jumlah voltan yang merentasi setiap komponen elektrik.


Rintangan
1. Rintagan berkesan ialah jumlah rintangan setiap komponen yang disambungkan dalam litar tersebut.

Litar Selari bermaksud satu litar di mana arus elektrik mengalir melalui lebih daripada satu lintasan. Hal ini bermaksud, arus elektrik mengalir melalui lintasan yang berbeza.

Arus
1. Arus yang mengalir melalui setiap komponen adalah tidak sama dengan jumlah arus dalam litar tersebut.
2.  Jumlah arus adalah sama dengan jumlah arus yang mengalir melalui setiap komponen.


Voltan (V)
1. Jumlah voltan yang merentasi setiap komponen dalam litar adalah sama.
2. Voltan yang melalui setiap komponen juga sama dengan jumlah voltan yang dibekalkan oleh sumber tenaga dalam litar.


Rintangan 
1. Jumlah rintangan dalam litar adalah kurang daripada jumlah rintangan setiap komponen.

Magnet atau juga lebih dikenali sebagai 'Besi Berani' sebenarnya merupakan satu bahan yang diperbuat daripada besi atau keluli atau kobalt. Ianya berkebolehan untuk menarik objek besi atau keluli. Magnet mempunyai 2 kutub, iaitu Kutub Utara dan Kutub Selatan.

Medan Magnet
Medan magnet ialah suatu kawasan sekitar magnet yang berada di bawah pengaruh daya magnet tersebut.

Garis medan magnet TIDAK bersilang antara satu sama lain. Garis ini bermula daripada kutub Utara dan berakhir di kutub Selatan. Ada 2 kaedah yang boleh digunakan bagi menentukan corak dan arah medan magnet. Tonton video di bawah untuk memahami kaedah yang boleh digunakan.

Corak Medan Magnet
1. Boleh ditentukan dengan menggunakan SERBUK BESI

Arah Medan Magnet
1. Boleh ditentukan dengan menggunakan KOMPAS
2. Medan magnet bergerak dari UTARA ke SELATAN

Bagaimana magnet dihasilkan