Menganalisis Aruhan Elektromagnet

Hasil Pembelajaran: -

(A) Menjelaskan melalui contoh idea tentang aruhan elektromagnet.(B) Menerangkan aruhan electromagnet(C) Mengenalpasti arah pengaliran aruh teraruh(D) Menerangkan faktor yang mempengaruhi magnitude arus teraruh.(E) Menjelaskan melalui contoh kegunaan aruhan electromagnet.

Aruhan Elektromagnet

1. Fenomena penghasilan arus elektrik dalam satu konduktor di bawah aruhan satu medan magnet yang berubah-ubah dikenali sebagai aruhan elektromagnet.

2. Aruh teraruh ini terhasil kerana wujudnya kesan gerakan relatif di antara konduktor dengan medan magnet.

Daya Gerak Elektrik Teraruh dan Arus Teraruh

1. Gerakan relatif antara konduktor dengan magnet menyebabkan

a. pemotongan fluks magnet oleh dawai lurus.

b. perubahan fluks magnet merangkai satu gegelung.

2. Pemotongan atau perubahan fluks magnet oleh dawai gegelung menyebabkan satu daya gerak elektrik (d.g.e) teraruh dalam dawai itu.

Rajah 1Dge dan arus teraruh

1

3. Apabila litar dalam Rajah 1 disambungkan kepada satu galvanometer untuk membentuk satu litar tertutup seperti dalam Rajah 1(b) , arus teraruh akan mengalir dalam litar itu.

4. Magnitud dge teraruh dan arah arus teraruh dapat ditentukan dengan menggunakan hukum-hukum aruhan elektromagnet .

Hukum-hukum Aruhan Elektromagnet

Terdapat 2 hukum aruhan elektromagnet yang utama, iaitu:-

a. Hukum Faraday

b. Hukum Lenz

Hukum Faraday

1. Hukum Faraday menyatakan bahawa magnitude dge teraruh berkadar langsung dengan kadar perubahan fluks merangkai sesuatu gegelung (atau kadar pemotongan fluks oleh konduktor).

2. Berdasarkan Hukum Faraday, dge teraruh bertambah apabila kadar perubahan fluks magnet bertambah. Maka arus teraruh akan bertambah apabila

a. Magnet yang lebih kuat digunakan (lebih fluks magnet)

b. Laju gerakan relatif bertambah (masa yang diambil dikurangkan)

3. Selain itu, dge teraruh akan bertambah apabila bilangan lilitan yang digunakan bertambah kerana dge akan teraruh pada setiap lilitan.

4. Lilitan-lilitan itu diumpamakan sebagai sel-sel yang disambungkan secara bersiri seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 2:Setiap lilitan diumpamakan sebagai sel-sel yang disambung secara

bersiri

2

5. Maka, dge teraruh pada gegelung sama dengan jumlah dge teraruh pada setiap lilitan.

Hukum Lenz

1. Hukum Lenz menyatakan bahawa arus teraruh mengalir dalam arah yang sedemikain supaya kesannya dapat menentang perubahan (gerakan) yang menghasilkannya.

2. Jadual 1 menjelaskan tentang Hukum Lenz

Jadual 13. Secara amnya

4. Hukum Lenz mematuhi Prinsip kebadian ternaga.

5. Hukum Lenz boleh diterangkan dengan menggunakan Prinsip keabadian tenaga.

a. Apabila magnet digerakkan mendekati gegelung, arus teraruh. Mengapakah ini berlaku?

3

Mendekati Kutub sama (daya tolakan)

Menjauhi Kutub berlawanan (daya tarikan)

Tenaga elektrik itu tidak boleh dicipta tanpa sebarang kerja dibuat. Maka, hujung P mesti diaruhkan menjadi kutub utara supaya wujudnya satu daya tolakan antara gegelung dengan magnet.

Rajah 3 : Prinsip keabadian tenaga

b. Apabila magnet digerakkan menjauhi gegelung, hujung P diaruhkan menjadi kutub selatan supaya wujudnya satu daya tarikan antara gegelung dengan magnet.

c. Maka, apabila magnet digerakkan mendekati atau menjauhi gegelung, kerja perlu dibuat untuk menentang dayan tentangan itu.

d. Kerja itu ditukarkan kepada tenaga elektrik dalam bentuk arus teraruh.

Peraturan Tangan Kanan Fleming (Peraturan Dinamo)

4

1. Bagi satu konduktor (dalam litar lengkap) yang bergerak pada sudut tegak kepada satu medan magnet dan memotong fluks magnetnya, arah pengaliran arus teraruh boleh ditentukan dengan menggunakan peraturan tangan kanan Fleming.

Rajah 4Peraturan tangan kanan Fleming

Kegunaan Aruhan Elektromagnet

5

Bukakan ibu jari, jari telunjuk dan jari tengah kanan supaya ketiga-tiga adalah lurus dan berserenjang antara satu sama lain.

Jika jari telunjuk dihalakan ke arah medan magnet dan ibu jari dihalakan ke arah gerakan, maka jari tengah akan menunjukkan arah pengaliran arus teraruh.

Penjana Arus Terus (Dinamo at)

Struktur binaan

Rajah 5:

Struktur binaan sebuah penjana arus terus ringkas

1. Rajah 5 menunjukkan sebuah penjana arus terus ringkas

2. Pada amnya, struktur binaan penjana at adalah sama dengan motor at. Perbezaannya ialah gegelung dalam penjana at tidak disambung kepada bateri. Gegelung diputarkan untuk menghasilkan arus dalam kes ini.

Prinsip kerja

1. Apabila gegelung diputarkan, sisinya akan memotong garis-garis medan magnet dan arus teraruh dalam gegelung.

2. Dalam keadaan mengufuk, AB memotong ke atas dan CD memtong ke bawah. Dengan menggunakan peraturan tangan kanan Fleming, arus teraruh mengalir dari A ke B dan C ke D.

3. Di litar luar, litar mengalir dari berus karbon P ke Q. jarum galvanometer terpesong ke arah kiri (sebagai contoh)

4. Arus pada ketika ini adalah maksimum kerana sisi AB dan CDa memotong garis-garis medan magnet secara sudut tegak. Selepas kedudukan ini, arus teraruh akan berkurang kerana pemotongan garis medan magnet adalah secara condong.

6

Rajah 6:

5. Apabila gegelung dalam keadaan menegak seperti dalam Rajah 6, sisi AB dan CD sedang bergerak secara selari dengan garis-garis medan magnet, tiada pemotongan garis medan magnet berlaku. Arus teraruh menjadi sifar dan jarum galvanometer kembali ke kedudukan sifar seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6

6. Selepas kedudukan menegak itu, kedua-dua bahagian komutator itu bertukaran sentuhan dengan berus P dan Q yang tetap itu. Kini AB memotong ke arah bawah manakala CD memotong ke arah atas. Arus teraruh kini mengalir dari B ke A dan D ke C.

7. Bagaimanapun arus masih mengalir dari berus P ke Q di litar luar. Jarum galvanometer masih menunjukkan pesongan ke arah kiri.

8. Arus teraruh bertambah sehingga gegelung berada dalam keadaan mengufuk dan arus maksimum tercapai semula.

9. Selepas kedudukan ini, aurs akan mula berkurangan dan menjadi sifar apabila gegelung berada dalam keadaan menegak semula.

10.Proses di atas berulangan.

11.Arus output ialah arus terus kerana arus sentiasa mengalir pada satu arah sahaja pada litar luar, iaitu dari berus P ke Q (pesongan jarum galvanometer pada satu arah sahaja)

12.Apabila magnitud arus teraruh diplotkan melawan masa, graf dalam Rajah 7 diperoleh.

7

Rajah 7:Penghasilan dge oleh penjana arus terus

8

Penjana Arus Ulang-alik (Dinamo au)

Struktur binaan

Rajah 8:

Struktur binaan sebuah penjana arus ulang-alik

1. Rajah 8 menunjukkan sebuah penjana arus ulang-alik.

2. Penjana au terdiri daripada satu gegelung segi empat yang berputar dalam medan magnet.

3. Hujung-hujung gegelung itu disambungkan kepada dua gelang gelincir yang akan berpusing bersama-sama den

4. gan gegelung.

5. Dua berus grafit ditekankan sedikit kepada dua gelang gelincir itu oleh spring.

Prinsip kerja

1. Apabila gegelung diputarkan, sisinya memotong fluks-fluks magnet yang menyebabkan arus teraruh dalam gegelung.

2. Dalam keadaan mengufuk seperti dalam Rajah , AB memotong ke atas dan CD memotong ke bawah. Dengan menggunakan peraturan tangan kanan Fleming, arus teraruh mengalir dari A ke B dan C ke D. pada litar liar, arus mengalir dari berus Q ke P. jarum galvanometer terpesong ke sebelaj kiri (sebagai contoh).

3. Arus pada ketika ini adalah maksimum kerana sisi AB dan CD memotong garis medan magnet secara berserenjang. Selepas itu, arus teraruh mula berkurangan kerana pemotongan garis medan magnet adalah secara condong.

9

Rajah 9

4. Apabila gegelung berada pada keadaan menegak seperti dalam Rajah 9 (a) , sisi AB dan CD bergerak selari dengan arah garis medan magnet. Tiada pemotongan fluks magnet berlaku, maka tiada arus teraruh dijanakan dan jarum galvanometer kembali ke tanda sifar seperti yang ditunjukkan.

5. Selepas keadaan menegak itu, arus akan bertambah sehingga mencpaai nilai maksimum apabila gegelung berada dalam keadaan mengufuk semula seperti dalam Rajah. Pada masa ini, AB memotong kea rah bawah manakala CD memotong ke atas, arus teraruh mengalir dari B ke A dan D ke C. pada litar luar, aurs mengalir dari berus P ke Q. Arah arus telah disongsangkan dan jarum galvanometer memesong kea rah berlawanan.

6. Selepas keadaan mengufuk, arus berkurangan dan menjadi sifar semula apabila gegelung menegak sekali lagi.

7. Proses di atas diulangi.

8. Arus output yang dijanakan ialah arus ulang-alik kerana arus menukar arah di litar luar setiap kali gegelung melampaui kedudukan menegak. Jika magnitude arus teraruh dalam litar luar diplotkan melawan masa, graf seperti Rajah 9 diperoleh.

10

Rajah 10:Penghasilan arus ulang-alik oleh penjana arus ulang-alik

9. Arus dianggap sebagai positif apabila mengalir dari P ke Qdan negative apabila mengalir dari Q ke P. arus bukan sahaja berubah dari segi magnitude tetapi arahnya juga bertukar selepas setiap separuh putaran. Arus seperti ini dinamakan arus ulang-alik.

10.Arus teraruh yang dijanakan oleh penjana arus terus atau ulang-alik akan bertambah apabila

a. Kekuatan magnet bertambahb. Laju putaran bertambahc. Bilangan lilitan bertambahd. Luas gegelung bertambahe. Gegelung dililitkan pada teras besi

11

Transformer

Fungsi transformer

1. Transformer ialah suatu alat yang digunakan untuk meningkatkan dan menurunkan beza kepunyaan suatu bekalan a.u.. Maka transformer penting dalam kehidupan harian.

2. Transformer kecil merupakan suatu komponen yang penting dalam lita elektronik seperti litar radio dan litar televisyen.

3. Transformer besar dapat dilihat pada substensen di kawasan perindustrian dan kawasan perumahan.

Prinsip transformer

1. Rajah 11 menunjukkan struktur sebuah transformer dan simbolnya. Transformer terdiri daripada dua gegelung yang dililit pada teras besi berlapis.

Rajah 11:Struktur dan simbol transformer

2. Dua gegelung itu masing-masing dikenali sebagai gegelung primer dan gegelung sekunder.

3. Bekalan a.u. yang hendak dinaikkan atau diturunkan disambungkan kepada gegelung primer sebagai input.

4. Beza keupayaan a.u. yang telah dinaikkan atau diturunkan merupakan output gegelung sekunder.

Prinsip kerja transformer12

1. Transformer berfungsi berdasarkan aruhan electromagnet. Semasa menggunakan transformer, arus yang disambungkan kepada gegelung primer mestilah a.u. bukan a.t..

2. A.t. adalah mantap dan mempunyai arah pengaliran yang tetap. Oleh itu, d.g.e. teraruh tidak dapat dihasilkan pada gegelung sekunder.

3. A.u. mempunyai arah dan magnitude yang sentiasa berubah, oleh itu, arah dan magnitude medan magnet yang terhasil pada gegelung primer juga sentiasa berubah. Ini akan menghasilkan d.g.e atau arus teraruh yang berulang-alik pada gegelung sekunder.

4. Apabila suatu a.u. melalui gegelung primer, fluks magnet atau garis medan magnet yang dihasilkan mengelilingi teras besi mengubah arah dan magnitudnya secara berulang-alik.

5. Akibatnya, gegelung sekunder akan mengalami medan magnet yang sentiasa berubah arah dan magnitudnya. Perubahan fluks magnet daman gegelung sekunder menyebabkan suatu d.g.e. ulang-alik teraruh dihasilkan untuk menentang perubahan yang menghasilkannya.

6. Magnitude d.g.e ulang-alik yang dihasilkan bergantung kepada kadar perubahan fluks dalam gegelung sekunder.

Beza keupayaan input dan output sebuah transformer

1. Bagi suatu transformer yang ungguk (kecekapan 100%),

a. Beza keupayaan input (Vp) berubah secara langsung dengan bilangan lilitan daman gelung primer (Np) iaitu

b. Beza keupayaan output (Vp) berubah secara langsung dengan bilangan lilitan dalam gegelung sekunder (Np) iaitu

13

Contoh 1Sebuah transformer digunakan untuk menurunkan suatu bekalan a.u. dari 240 V kepada suatu beza keupayaan 12 V untuk kegunaan suatu alat elektrik. Jika gegelung primer transformer itu mempunyai 2 000 lilitan, berapakah bilangan lilitan yang pada gegelung sekunder?

Penyelesaian

Jenis transformer

14

1. Transformer yang digunakkan untuk menaikkan beza keupayaan dikenali sebagai transformer injak naik manakala transformer yang digunakan untuk menurunkan beza keupayaan dikenali sebagai transformer injak turun.

2. Transformer yang ditunjukkan dalam Rajah 7.104 adalah tidak sempurna. Transformer praktik yang digunakan dalam litar elektrik radio atau televisyen adalah lebih cekap.

Perbandingan antara transformer injak naik dengan transformer injak turun

Transformer injak naik Transformer injak turun1. Digunakan untuk menaikkan

beza keupayaan.1. Digunakan untuk menurunkan

beza keupayaan.2. Bilangan lilitan pada gegelung

sekunder lebih besar daripada bilangan lilitan pada gegelung primer.

2. Bilangan lilitan pada gegelung primer lebih besar daripada bilangan lilitan pada gegelung sekunder.

3. Arus pada gegelung primer lebih besar daripada arus pada gegelung sekunder.

3. Arus pada gegelung primer lebih kecil daripada arus pada gegelung sekunder.

Kuasa dalam suatu transformer

1. Transformer digunakan untuk memindahkan kuasa elektrik daripada litar primer kepada litar sekunder.

2. Kebanyakan transformer praktik dapat memidahkan kuasa elektrik hilang dalam proses pemindahan. Bagi transformer yang 100% cekap:

3. Bagi transformer yang tidak 100% cekap, sebahagian tenaganya akan hilang dalam bentuk haba. Maka, kuasa input biasanya melebihi kuasa output.

4. Kecekapan sebuah transformer boleh dihitung dengan menggunakan rumus:

Contoh 2Suatu transformer mempunyai gegelung primer sebanyak 600 lilitan dan

15

gegelung sekunder sebanyak 120 lilitan. Terminal gegelung sekunder disambung dengan suatu voltmeter a.u. seperti dalam Rajah 7.105(a).

a) Nyatakan sama ada transformer ini jenis injak naik atau injak turun.b) Apakah bacaan pada voltmeter apabila terminal gegelung primer

disambung kepada suatu bekalan 120 V a.u.?c) Dua mentol serupa dengan setiapnya ditandakan 12 V, 6 W

disambung secara bersiri kepada terminal output seperti Rajah 7.105(b).

i) Adakah setiap mentol bernyala dengan kecerahan normal. Terangkan. ii) Hitungkan arus yang mengalir melalui setiap mentol. iii) Berapakah nilai arus yang mengalir melalui gegelung primer jika kecekapan transformer ialah 90%

Penyelesaiana) Transformer jenis injak turun keranab)c) (i) Ya, setiap mentol bernyala dengan kecerahan normal kerana beza keupayaan merentasi setiap mentol ialah 13 V.

Faktor yang mempengaruhi kecekapan transformer dan cara untuk meningkatkan kecekapannya

16

Faktor yang mempengaruhi kecekapan transformer

Cara meningkatkan kecekapan transformer

Kesan pemanasan arus dalam gegelung dawai. Kuasa hilang dalam setiap gegelung ialah I2R dengan I ialah arus mengalir dalam gegelung dan R ialah rintangan dawai gegelung.

Gunakan dawai kuprum yang tebal dan berintangan rendah. Gunakan bahan penyejuk untuk mengurangkan suhu transformer, iaitu mengurangkan rintangan dawai.

Kesan pemanasan arus pusar yang terarug dalam teras besi. Apabila medan magnet dalam teras besi berubah-ubah arus pusar dihasilkan dalam teras besi.

Gunakan teras besi yang berlapis dan ditebatkan dengan cat enamel untuk menghalang pengaliran arus pusar. Rintangan yang tinggi di antara lapisan teras besi mengurangkan arus pusar dan juga haba yang terhasil.

Kemagnetan teras besi. Tenaga yang digunakan dalam proses memagnetkan dan menyahmagnetkan teras besi setiap kali arus mengubah arahnya dikenali sebagai histerisis. Tenaga ini hilang dalam bentuk haba yang memanaskan teras besi.

Gunakan teras besi lembut yang mudah dimagnetkan dan dinyahmagnetkan.

Kebocoran fluks. Sebahagian fluks magnet yang terhasil oleh gegelung primer tidak melalui gegelung sekunder, maka d.g.e. teraruh dalam gelung sekunder berkurang.

Melilitkan gegelung sekunder di atas gegelung primer secara rapat. Teras besi harus membentuk suatu gelung yang tertutup.

Penjanaan dan Penghantaran Tenaga Elektrik

Penjanaan tenaga elektrik

17

1. Tenaga elektrik telah menjadi satu kewajiban dalam kehidupan moden. Pelbagai jenis peralatan elektrik di rumah, sekolah, pejabat, hospital, dan industry bergantung kepada bekalan tenaga elektrik untuk berfungsi.

2. Kita mendapat tenaga elektrik daripada sumber tenaga yang boleh dan tidak boleh diperbaharui.

3. Sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui termasuk gas asli, diesel, dan arang batu.

4. Sumber tenaga yang boleh diperbaharui pula termasuk hidro, suria, biojisim, dan angin.

Sumber tenaga Proses penghasilan

Kebaikan Keburukan

Hidro Tenaga keupayaan gravity yang terkandung dalam air bertakung akan ditukarkan kepada tenaga kinetic apabila air mengalir. Air mengalir memutarkan turbin seterusnya tenaga elektrik dijanakan.

- Air percuma dan banyak - Bersih dan tidak mencemarkan alam- Takungan air di empangan boleh digunakana) untuk mengairi kawasan pertanian b) sebagai kawalan banjirc) untuk membela ikand) tempat rekreasi dan pelancongan

- Keseimbangan ekosistem terganggu- Keselamatan penduduk berdekatan terancam

Gas asli dan diesel

Gas asli dan diesel digunakan dalam relau untuk memanaskan air. Stim yang terhasil akan memutarkan turbin dan gelung rotor suatu

- Mudah diangkut berbanding dengan sumber tenaga yang lain

- Melibatkan kos yang tinggi- Melibatkan proses pengeluaran yang rumit dan mahal- Mencemarkan udara- Tidak boleh

18

penjana. Seterusny, tenaga elektrik dijanakan.

diperbaharui

Arang batu Arang batu dibakar untuk memanaskan air pada tekanan yang tinggi. Wap bertekanan tinggi digunakan untuk memutarkan turbin dan seterusnya menjanakan tenaga elektrik.

- Boleh digunakan untuk menghasilkan tenaga elektrik dalam stesen kuasa terma- Mudah diangkut berbanding dengan sumber tenaga yang lain

- Mencemarkan udara- Tidak boleh diperbaharui

Nuclear Tenaga haba yang terhasil daripada pembelahan uranium digunakan untuk menjanakan tenaga elektrik.

- Hanya sedikit bahan api nuclear digunakan berbanding dengan kuantiti bahan api fosil yang digunakan- Tiada hasil sampingan seperti gas karbon dioksida dan sulfur dioksida dikeluarkan

- Mencemarkan alam jika sinaran radioaktif terlepas ke atmosfera akibat kemalangan seperti letupan- Memerlukan teknologi dan kos yang tinggi- Memerlukan tenaga manusia yang terlatih untuk mengendalikannya-Wujud masalah dalam penyimpanan rod bahan api yang telah digunakan dengan selamat

Biojisim Biojisim dibakar untuk menghasilkan tenaga haba yang seterusnya boleh digunakan untuk menjanakan

- Sumber yang boleh diperbaharui- Dapat mengurangkan masalah pembuangan bahan organic

- Penyimpanan biojisim memerlukan tempat yang luas- Bau busuk yang dihasilkan oleh biojisim menjejaskan

19

tenaga elektrik kesihatan penduduk berdekatan

Suria Sel suria digunakan untuk menukarkan cahaya matahari kepada tenaga elektrik

- Cahaya adalah percuma dan banyak- Bersih dan tidak mencemarkan alam- Sumber yang boleh diperbaharui

- Proses pengumpulan tenaga suria adalah kurang berkesan- Memerlukan kawasan yang lebar dan peralatan yang banyak dan mahal- Kos yang tinggi- Keamatan sinaran bergantung kepada latitude, musim, iklim, cuaca dan masa

Angin Tenaga angin ditukarkan kepada tenaga elektrik melalui putaran turbin yang ditiup angin

- Bersih dan tidak mencemarkan alam-Sesuai digunakan di kawasan terpencil seperti kawasan pergunungan dan pulau-pulau kecil kerana kos sambungan kabel-kabel dari jenis penjana lain ke tempat tersebut boleh dijimatkan

- Pembinaan turbon memerlukan kawasan yang luas- Putaran turbin adalah bising dan mengganggu kesejahteraan persekitaran- Penghantaran gelombong mikro dan radio akan terganggu jika banyak turbin digunakan- Penjanaan yang cekap hanya dihadkan kepada kawasan puncak gunung dan tepi pantai- Tiupan angin adalah tidak

20

konsisten

Penghantaran tenaga elektrik

1. Tenaga elektrik yang dijanakan di stesen kuasa dihantar ke tempat-tempat seperti rumah, pejabat, dan kilang melalui kabel-kabel.

2. Rintangan dalam kabel elektrik dalam bentuk tenaga haba. Apabila arus I mengalir melalui kabel berintangan R, kehilangan kuasa elektrik sama dengan P =I2R.

3. Oleh sebab P =I2R, maka kita perlu mengecilkan nilai I supaya kehilangan kuasa elektrik dapat dikurangkan. Perkara ini dapat dicapai dengan menggunakan transformer. Apabila beza keupayaan output sebuah penjana dinaikkan dengan sebuah transformer injak naik, arusnya diturunkan. Arus yang lebih kecil mengurangkan kehilangan kuasa dalam kabel.

Rajah 12Model penghantaraan tenaga elektrik

4. a) Kedua-dua mentol A dan B dalam Rajah 12 adalah sama. Transformer injak naik akan meningkatkan beza keupayaan dan menurunkan arus di dalam kabel. Transformer injak turun pula akan menurunkan beza keupayaan dan meningkatkan arus semula.

b) Kedua-dua mentol dalam Rajah 12 bernyala dengan kecerahan yang hamper sama. Perkara ini menunkukkan bahawa kehilangan kuasa semasa penghantaran adalah kecil.

c) Jika kedua-dua transformer ditanggalkan dan mentol B disambungkan secara terus melalui dawai yang panjang itu, didapati kecerahan B berkurangan. Ini menunjukkan bahawa banyak kuasa telah hilang sewaktu penghantaran melalui dawai yang panjang.

21

Contoh 1Sebuah stesen kuasa menjanakan kuasa 2 MW dan menghantarkannya pada beza keupayaan 10 kV. Kuasa yang dijanakan akan dihantar ke sebuah Bandar melalui kabel dengan rintangan 10.a) Berapakah kehilangan kuasa semasa penghantaran jika tenaga elektrik itu dihantar

i) pada 10 kV?ii) pada 100 kV setelah dinaikkan dengan transformer injak naik>

b) Bandingkan kehilangan kuasa di (a)(i) dan (a)(ii)Penyelesaian b) Diperhatikan bahawa apabila arus diturunkan sebanyak 10 kali, kehilangan kuasa dikurangkan sebanyak 100 kali.

Rangkaian grid nasional

1. Rangkaian grid nasional ialah satu system grid kabel-kabel elektrik yang menghantar tenaga elektrik pada voltan lampu tinggi dalam suatu rangkaian tertutup dari stesen kuasa ke merata tempat.

22

2. Rajah 13 menunjukkan rangkaian grid nasional. Beza keupayaan yang tinggi akan diturunkan di substesen transformer injak turun kepada 33 kV, 11 kV, 450 V atau 240 V, bergantung kepada kesesuaian penggunaan masing-masing.

Rajah 13Rangkaian grid nasional di Malaysia

Kelebihan rangkaian grid nasional

1. Kos penghasilan elektrik dapat dikurangkan. Beza keupayaan penghantaran yang tinggi mengurangkan kehilangan kuasa elektrik.

2. Pembekalan kuasa elektrik secara berterusan adalah lebih terjamin. Apabila kerosakan berlaku di suatu penjana, tenaga elektrik dapat terus dibekalkan daripada penjana lain melalui system grid.

3. Penjanaan tenaga elektrik boleh dikawal dan dilaraskan mengikut keperluan pada waktu-waktu tertentu. Pada waktu keperluan rendah, sesetengah penjana boleh dihentikan untuk menjalankan kerja bain pulih dan servis.

23

4. Stesen kuasa boleh dibina di tempat yang jauh dari kawasan yang padat dengan penduduk. Maka. Sebarang pencemaran dan kemalangan yang berlaku di stesen kuasa tidak akan menjejaskan kehidupan orang ramai.

Masalah dalam penghantaran tenaga elektrik

1. Untuk mengurangkan kehilangan kuasa semasa penghantaran, kabel berintangan rendah dipilih. Kabel aluminium yang mempunyai rintangan rendah dan kos yang lebih rendah berbanding dengan logam-logam lain selalu dipilih.

2. Semasa penghantaran tenaga elektrik, tiang yang tinggi digunakan untuk menyokong kabel penghantaran.

3. Langkah-langkah keselamatan perlu diambil agar kilat yang mempunyai beza keupayaan tinggi tidak terkena kabel.

a. Tiang-tiang tersebut dibumikan untuk membawa cas yang berlebihan terus ke Bumi.

b. Kaca dan porselin digunakan sebagai bahan penebat agar kabel tersebut tidak bersentuhan dengan tiang logam.

c. Lampu dipasang pada tiang itu supaya juruterbang dapat mengambil langkah berhati-hati yang sewajarnya.

24