3.2 Rintangan — Nota JomSkor
Subtopik 3.2 Rintangan menerangkan konsep rintangan elektrik, Hukum Ohm, dan faktor-faktor yang mempengaruhi rintangan dawai. Ia juga membandingkan konduktor Ohm dan bukan Ohm, serta membincangkan sambungan perintang secara bersiri dan selari untuk mengira rintangan berkesan.
Fizik · Tingkatan 5
Subtopik 3.2 Rintangan menerangkan konsep rintangan elektrik, Hukum Ohm, dan faktor-faktor yang mempengaruhi rintangan dawai. Ia juga membandingkan konduktor Ohm dan bukan Ohm, serta membincangkan sambungan perintang secara bersiri dan selari untuk mengira rintangan berkesan.
Hukum Ohm
Beza keupayaan (V) merentasi suatu konduktor berkadar terus dengan arus (I) yang mengalir melaluinya, dengan syarat suhu dan sifat fizikal lain adalah malar. R adalah rintangan.
$V = IR$
Rintangan (R)
Ukuran keupayaan suatu bahan untuk menentang pengaliran arus elektrik. Unit S.I. ialah ohm ($\Omega$).
$R = \frac{V}{I}$
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Rintangan Dawai
Rintangan dawai berkadar terus dengan panjang dawai ($l$), berkadar songsang dengan luas keratan rentas dawai ($A$), dan bergantung pada kerintangan bahan ($\rho$). Unit S.I. bagi panjang ialah meter (m) dan luas keratan rentas ialah meter persegi (m$^2$).
$R = \frac{\rho l}{A}$
Kerintangan ($\rho$)
Suatu ukuran keupayaan konduktor untuk menentang pengaliran arus elektrik, bergantung pada sifat semula jadi bahan dan suhu. Unit S.I. ialah ohm-meter ($\Omega m$).
Contoh soalan
Kerintangan dawai konstantan dengan panjang 50.0 cm dan diameter 0.6 mm ialah $49 \times 10^{-8} \Omega m$. Hitungkan rintangan dawai konstantan tersebut.
- Kenal pasti maklumat yang diberikan: Kerintangan, $\rho = 49 \times 10^{-8} \Omega m$; Panjang dawai, $l = 50.0 \text{ cm} = 0.5 \text{ m}$; Diameter dawai, $d = 0.6 \text{ mm}$.
- Hitung jejari dawai: Jejari, $j = \frac{d}{2} = \frac{0.6 \times 10^{-3} \text{ m}}{2} = 3 \times 10^{-4} \text{ m}$.
- Hitung luas keratan rentas dawai: $A = \pi j^2 = \pi (3 \times 10^{-4})^2 \text{ m}^2$.
- Gunakan rumus rintangan dawai: $R = \frac{\rho l}{A} = \frac{(49 \times 10^{-8})(0.5)}{\pi (3 \times 10^{-4})^2}$.
$R = 0.867 \Omega$
- Tidak menukar unit kepada unit S.I. (contoh: cm ke m, mm ke m) sebelum pengiraan.
- Menggunakan diameter dan bukannya jejari dalam pengiraan luas keratan rentas.
- Mengabaikan kesan suhu terhadap rintangan, terutamanya untuk konduktor bukan Ohm.
- Kesilapan dalam mengira rintangan berkesan untuk litar bersiri dan selari.
- Pastikan semua unit dalam pengiraan adalah dalam unit S.I. untuk mengelakkan kesilapan.
- Lukiskan litar setara untuk litar kombinasi bersiri dan selari untuk memudahkan pengiraan rintangan berkesan.
- Ingat bahawa rintangan dawai bertambah dengan panjang dan kerintangan, tetapi berkurang dengan luas keratan rentas.
- Fahami perbezaan antara konduktor Ohm (graf V-I garis lurus melalui asalan) dan bukan Ohm (graf V-I lengkung) serta sebabnya.
- Rintangan
- Hukum Ohm
- Konduktor Ohm
- Konduktor Bukan Ohm
- Kerintangan
- Litar Bersiri
- Litar Selari
- Luas Keratan Rentas
- Superkonduktor
- Suhu Genting