3.4 Tenaga dan Kuasa Elektrik — Nota JomSkor

Subtopik ini menerangkan konsep tenaga elektrik dan kuasa elektrik, serta hubungannya dengan voltan, arus, rintangan dan masa. Ia juga membincangkan aplikasi pengiraan tenaga dan kuasa elektrik dalam kehidupan harian, termasuk perbandingan kecekapan alatan elektrik dan langkah penjimatan tenaga.

Fizik · Tingkatan 5

Tenaga Elektrik (E)

Tenaga elektrik yang digunakan atau dibekalkan dalam litar adalah hasil darab beza keupayaan (V), arus (I), dan masa (t). Unit S.I. ialah Joule (J).

$E = VIt$

Kuasa Elektrik (P)

Kuasa elektrik ialah kadar penggunaan atau pembekalan tenaga elektrik. Unit S.I. ialah Watt (W) atau J s⁻¹.

$P = \frac{E}{t}$ atau $P = VI$

Hubungan Kuasa dengan Rintangan

Kuasa elektrik juga boleh dihitung menggunakan arus (I) dan rintangan (R), atau beza keupayaan (V) dan rintangan (R), berdasarkan Hukum Ohm.

$P = I^2R$ atau $P = \frac{V^2}{R}$

Unit Penggunaan Tenaga Elektrik

Kos penggunaan tenaga elektrik di rumah diukur dalam kilowatt-jam (kWj) atau unit elektrik, yang merupakan jumlah tenaga yang digunakan dalam tempoh tertentu.

$1 \text{ kWj} = 1 \text{ unit elektrik}$

Contoh soalan

Rajah 3.35 menunjukkan suatu litar yang dibekalkan dengan bateri sebanyak 6 V untuk menyalakan sebuah lampu. Sekiranya arus 0.7 A mengalir selama satu minit, berapakah jumlah tenaga elektrik yang digunakan untuk menyalakan lampu itu?

Kenal pasti maklumat yang diberikan: Beza keupayaan, $V = 6 \text{ V}$; Arus, $I = 0.7 \text{ A}$; Masa, $t = 1 \text{ minit}$.
Tukarkan unit masa kepada S.I.: $t = 1 \times 60 \text{ s} = 60 \text{ s}$.
Gunakan rumus tenaga elektrik: $E = VIt$.
Gantikan nilai dan hitung.

$E = 6 \text{ V} \times 0.7 \text{ A} \times 60 \text{ s} = 252 \text{ J}$.

Tidak menukar unit masa (minit atau jam) kepada saat apabila mengira tenaga elektrik dalam Joule.
Mengelirukan konsep tenaga elektrik (E) dengan kuasa elektrik (P).
Kesilapan dalam menggunakan rumus Hukum Ohm ($V=IR$) untuk mendapatkan formula kuasa yang betul.
Tidak memahami maksud label voltan dan kuasa pada peralatan elektrik.

Hafal dan fahami semua rumus yang berkaitan dengan tenaga dan kuasa elektrik ($E=VIt$, $P=\frac{E}{t}$, $P=VI$, $P=I^2R$, $P=\frac{V^2}{R}$).
Sentiasa perhatikan unit dan lakukan penukaran unit yang sesuai (contoh: minit ke saat, jam ke saat, Watt ke kilowatt, Joule ke kilojoule).
Ingat bahawa $1 \text{ kWj}$ bersamaan dengan $1 \text{ unit elektrik}$ untuk pengiraan kos.
Voltan yang dilabel pada peralatan elektrik adalah voltan kerja, iaitu beza keupayaan yang diperlukan untuk beroperasi secara normal.
Fahami dan aplikasikan langkah-langkah penjimatan tenaga elektrik dalam soalan berkaitan kehidupan harian.

Tenaga Elektrik
Kuasa Elektrik
Joule (J)
Watt (W)
Kilowatt-jam (kWj)
Unit Elektrik
Voltan Kerja