Sains notesnota, unit 5

Elektrik

TextbookBuku teks Sains Tahun 5 SK, Buku Teks (KSSR Semakan 2017), pageshalaman 115-144

What this chapter coversMatlamat bab ini

Saya boleh menyatakan sumber tenaga elektrik dan tenaga yang ditukarkan kepada tenaga elektrik oleh setiap sumber (5.1.1)
Saya boleh membezakan litar bersiri dengan litar selari dan menyatakan bilangan laluan arus elektrik (5.2.1)
Saya boleh melakar rajah litar bersiri dan litar selari dengan menggunakan simbol (5.2.2)
Saya boleh membandingkan kecerahan mentol dalam litar bersiri dengan litar selari dan menjelaskan sebabnya (5.2.3)
Saya boleh menyatakan kesan perubahan bilangan sel kering dan bilangan mentol terhadap kecerahan mentol dalam setiap jenis litar (5.2.4, 5.2.5)
Saya boleh meramalkan keadaan mentol apabila suis dibuka dalam litar bersiri atau litar selari (5.2.6)
Saya boleh menerangkan faktor yang mempengaruhi penggunaan tenaga elektrik dan cara menjimatkannya (5.3.1, 5.3.4)
Saya boleh menerangkan kesan kecuaian mengendalikan peralatan elektrik dan langkah keselamatan yang perlu dipatuhi (5.3.2, 5.3.3)

Televisyen, lampu, kipas dan pengecas telefon semuanya memerlukan tenaga elektrik. Buku teks membuka unit ini dengan dua situasi (ms. 115): sebuah televisyen yang tidak dapat dihidupkan, dan lampu perayaan yang masih menyala walaupun satu mentolnya telah rosak. Mengapakah situasi ini berlaku? Kamu akan dapat menjelaskan situasi lampu perayaan itu selepas mempelajari litar bersiri dan litar selari. Dalam unit ini kamu juga akan belajar dari mana datangnya tenaga elektrik, mengapa sesetengah mentol menyala lebih cerah, serta cara menggunakan elektrik dengan berhemah dan selamat.

5.1Sumber tenaga elektrik

Kita menggunakan tenaga elektrik dalam kehidupan harian untuk menghasilkan cahaya, haba, bunyi dan untuk menggerakkan sesuatu objek. Setiap sumber tenaga elektrik menukarkan satu bentuk tenaga kepada tenaga elektrik.

Tiga stesen jana kuasa: kincir angin di bukit, penjana ombak di laut dan empangan hidroelektrik — **Stesen jana kuasa** seperti stesen jana kuasa angin, ombak dan hidroelektrik menggunakan **tenaga kinetik** untuk menggerakkan **turbin** dan menjanakan tenaga elektrik.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 116.

Panel sel suria di atas tanah di bawah matahari — **Sel suria** menukarkan tenaga cahaya matahari kepada tenaga elektrik. Sel suria digunakan pada alat seperti satelit dan kalkulator.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 116.

Empat sumber tenaga elektrik, iaitu sel kering, dinamo, akumulator dan penjana, dengan gambar tempat setiap satunya digunakan — Sel kering, dinamo, akumulator dan penjana.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 117.

Sumber	Perubahan tenaga	Kegunaan (menurut buku)
Stesen jana kuasa angin, ombak, hidroelektrik	Tenaga kinetik menggerakkan turbin dan menjanakan tenaga elektrik	Menjanakan tenaga elektrik
Sel suria	Tenaga cahaya matahari kepada tenaga elektrik	Satelit, kalkulator
Sel kering	Tenaga kimia kepada tenaga elektrik	Menggerakkan alat seperti kereta mainan; sering digunakan kerana saiznya kecil dan mudah dibawa
Dinamo	Tenaga kinetik kepada tenaga elektrik	Menyalakan lampu pada basikal (apabila tayar berputar, roda kecil pada dinamo turut berputar)
Akumulator	Tenaga kimia kepada tenaga elektrik	Menggerakkan kenderaan bermotor seperti kereta
Penjana	Tenaga kimia daripada bahan api fosil kepada tenaga elektrik	Buku tidak menyatakan kegunaan dalam teks (gambar menunjukkan penjana di tapak kerja di tepi jalan)

Nota Guru Zaki: Tenaga daripada cahaya matahari juga dikenali sebagai tenaga suria.

Seorang murid mengayuh basikal dan lampu basikal menyala. Apakah sumber tenaga elektrik yang menyalakan lampu itu? Apakah tenaga yang ditukarkan?

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Dinamo. Dinamo menukarkan tenaga kinetik (tayar dan roda kecil yang berputar) kepada tenaga elektrik.

5.2Litar bersiri dan litar selari

Mentol dan komponen elektrik boleh disambungkan dalam litar elektrik dengan dua jenis susunan, iaitu bersiri atau selari.

Tambahan, tiada dalam buku: supaya mentol menyala, litar mesti lengkap, iaitu sel kering, suis yang tertutup, mentol dan wayar bersambung dalam satu gelung tanpa celah. Buku menyebut “litar elektrik yang lengkap” (ms. 119) tetapi tidak menerangkan maksudnya; buku hanya menyebut litar yang tidak lengkap apabila suis dibuka (ms. 129).

Litar bersiri dan litar selari

Dalam litar bersiri, setiap mentol disusun dalam bentuk satu rantai. Litar bersiri mempunyai satu laluan untuk arus elektrik mengalir.
Dalam litar selari, mentol disusun dalam bentuk cabang yang selari antara satu sama lain. Litar selari mempunyai lebih daripada satu laluan untuk arus elektrik mengalir.

Litar bersiri: sel kering, suis dan dua mentol dalam satu rantai litar elektrik — Litar bersiri: satu rantai, satu laluan arus elektrik.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 118.

Litar selari: sel kering dengan dua cabang litar elektrik, setiap satu mempunyai suis dan mentol — Litar selari: dua cabang, dua laluan arus elektrik.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 119.

	Litar bersiri	Litar selari
Susunan mentol	Disusun dalam bentuk satu rantai	Disusun dalam bentuk cabang yang selari antara satu sama lain
Laluan arus elektrik	Satu laluan	Lebih daripada satu laluan

Lakaran menggunakan simbol

Dalam rajah litar, simbol elektrik digunakan untuk mewakili komponen pada suatu litar elektrik. Lakaran menggunakan simbol lebih mudah difahami dan dapat menunjukkan sambungan komponen elektrik yang lebih jelas berbanding dengan gambar komponen elektrik sebenar.

Jadual komponen dan simbol: sel kering (1 sel kering dan 2 sel kering), suis terbuka, suis tertutup dan mentol — Komponen elektrik dan simbolnya.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 120.

Rajah litar bersiri
Rajah litar: satu sel kering, suis tertutup dan dua mentol A dan B dalam satu gelung

Rajah litar selari
Rajah litar: satu sel kering dengan dua cabang, setiap satu mempunyai suis tertutup dan mentol, C dan D

Cara melakar litar bersiri (ms. 121):

Lakarkan simbol sel kering.
Kemudian, lakarkan simbol mentol.
Lakarkan sambungan sel kering dengan mentol secara lurus. Akhir sekali, letakkan simbol suis.

Cara melakar litar selari (ms. 121):

Lakarkan cabang litar elektrik yang pertama.
Kemudian, lakarkan cabang litar elektrik kedua secara selari.

Dalam aktiviti di ms. 122, simbol komponen disambungkan dengan simbol wayar penyambung secara lurus.

Tambahan, tiada dalam buku: gunakan pembaris dan pastikan setiap sudut tegak. Jika ada celah pada wayar dalam lakaran kamu, litar itu kelihatan tidak lengkap!

Kecerahan mentol

Litar bersiri dengan mentol A dan B dan litar selari dengan mentol C dan D, masing-masing satu sel kering — Mentol yang disusun secara selari (C dan D) menyala lebih cerah berbanding dengan mentol yang disusun secara bersiri (A dan B).

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 123.

Litar bersiri: satu laluan untuk arus elektrik mengalir. Semua mentol berkongsi arus elektrik. Keadaan ini menyebabkan nyalaan mentol kurang cerah berbanding dengan mentol yang disusun secara selari.
Litar selari: lebih daripada satu laluan. Jumlah tenaga elektrik yang mengalir melalui setiap laluan adalah sama. Keadaan ini menyebabkan mentol lebih cerah berbanding dengan mentol yang disusun secara bersiri.

Dalam buku (ms. 124, Cadangan jawapan KBAT, ms. 232): mentol dalam litar selari menyala lebih cerah daripada mentol dalam litar bersiri walaupun litar selari itu mempunyai lebih banyak mentol. Kecerahan mentol dalam litar selari sama walaupun bilangan mentol bertambah, tetapi kecerahan mentol dalam litar bersiri berkurang jika bilangan mentol bertambah.

Faktor yang mempengaruhi kecerahan mentol

Kecerahan mentol boleh diubah dengan mengubah bilangan sel kering atau bilangan mentol (ms. 125 hingga 128).

Perubahan	Litar bersiri	Litar selari
Bilangan sel kering bertambah	Mentol menyala lebih cerah	Mentol menyala lebih cerah
Bilangan mentol bertambah	Kecerahan mentol berkurang	Tidak berubah

Dalam litar selari, pertambahan bilangan sel kering memberikan lebih tenaga elektrik kepada litar. Lebih banyak arus elektrik mengalir pada setiap cabang litar, maka mentol menyala lebih cerah. Dalam litar selari, jumlah tenaga elektrik yang mengalir pada setiap cabang sama, maka kecerahan tidak berubah apabila bilangan mentol bertambah.

Tiga litar selari dengan satu, dua dan tiga sel kering, Litar A, Litar B dan Litar C — Litar selari dengan satu, dua dan tiga sel kering. Semakin bertambah bilangan sel kering, semakin bertambah kecerahan mentol.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 127.

Tiga litar selari dengan satu, dua dan tiga mentol, Litar A, Litar B dan Litar C — Litar selari dengan satu, dua dan tiga mentol. Kecerahan mentol tidak berubah jika bilangan mentol bertambah.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 128.

Eksperimen: bilangan sel kering dan kecerahan mentol dalam litar bersiri (ms. 125-126)

Tujuan: menentukan faktor yang mempengaruhi kecerahan mentol dalam litar bersiri.
Penyataan masalah: adakah bilangan sel kering mempengaruhi kecerahan mentol dalam litar bersiri?
Hipotesis: semakin bertambah bilangan sel kering, semakin bertambah kecerahan mentol dalam litar bersiri.
Pemboleh ubah: dimanipulasikan: bilangan sel kering (1, 2, 3); bergerak balas: kecerahan mentol; dimalarkan: bilangan mentol dan jenis litar.
Data: jadual dalam buku mempunyai lajur paling cerah, cerah dan kurang cerah, dan baris untuk 1, 2 dan 3 sel kering dibiarkan kosong untuk diisi oleh murid. Tambahan, tiada dalam buku: hasil yang dijangkakan, selaras dengan hipotesis, ialah 1 sel kering = kurang cerah, 2 sel kering = cerah, 3 sel kering = paling cerah.
Kesimpulan: buku meninggalkan kesimpulan untuk diisi oleh murid (hipotesis diterima/tidak diterima; “Semakin ___ bilangan sel kering, semakin ___ kecerahan mentol”). Tambahan, tiada dalam buku: jika hasilnya seperti di atas, hipotesis diterima. Semakin bertambah bilangan sel kering, semakin bertambah kecerahan mentol. Ini juga dinyatakan dalam Imbas Kembali (ms. 141).

Jangan menulis "lebih banyak mentol menjadikan mentol lebih cerah". Dalam litar bersiri, lebih banyak mentol menyebabkan kecerahan mentol berkurang, dan dalam litar selari lebih banyak mentol tidak mengubah kecerahan.

Dalam litar selari, adakah satu mentol lebih cerah dengan 1 sel kering atau dengan 3 sel kering? Apakah yang berlaku kepada kecerahannya jika satu mentol lagi ditambah pada cabang baharu?

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mentol lebih cerah dengan 3 sel kering (lebih tenaga elektrik diberikan kepada litar). Menambah mentol pada cabang baharu tidak mengubah kecerahannya.

Dalam litar bersiri dengan 1 sel kering dan 3 mentol, nyatakan dua cara untuk menambahkan kecerahan mentol (Asah Minda, ms. 143).

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Menambahkan bilangan sel kering. Mengurangkan bilangan mentol.

Suis ditutup, suis dibuka

Apabila suis dibuka, litar menjadi litar tidak lengkap dan arus elektrik tidak dapat mengalir melaluinya.

Litar bersiri. Apabila satu daripada Suis X atau Suis Y dibuka, kedua-dua mentol tidak menyala.

Dua litar bersiri dengan suis X dan suis Y: dalam satu litar suis X dibuka dan suis Y ditutup, dalam litar yang lain suis X ditutup dan suis Y dibuka; mentol tidak menyala — Buka satu suis dalam litar bersiri dan semua mentol tidak menyala.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 129.

Litar selari. Apabila suis pada satu cabang dibuka, hanya mentol pada cabang itu tidak menyala. Mentol pada cabang yang lain masih menyala kerana arus elektrik masih dapat mengalir pada cabang itu.

Dua litar selari: suis X dibuka dan mentol A tidak menyala sementara mentol B menyala; suis Y dibuka dan mentol B tidak menyala sementara mentol A menyala — Hanya mentol pada cabang yang suisnya dibuka tidak menyala.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 130.

Satu suis dibuka	Mentol dalam litar bersiri	Mentol dalam litar selari
Keadaan mentol	Semua mentol tidak menyala	Hanya mentol pada cabang itu tidak menyala; mentol pada cabang lain masih menyala

Tambahan, tiada dalam buku: inilah sebabnya satu lampu di rumah yang rosak tidak memadamkan semua lampu lain. Lampu di rumah biasanya disambung secara selari. Begitu juga lampu perayaan pada ms. 115: satu mentol rosak tetapi mentol lain masih menyala, seperti dalam litar selari.

Dalam satu litar selari dengan tiga cabang, Suis S2 dibuka manakala S1 dan S3 ditutup. Mentol yang manakah menyala?

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mentol pada cabang S1 dan cabang S3. Hanya mentol pada cabang yang mempunyai suis S2 yang dibuka tidak menyala.

Asah Minda no. 5 (ms. 144): litar mempunyai empat mentol dan empat suis, semua suis ditutup. M1 dan M2 (dengan S1 dan S2) berada pada laluan utama secara bersiri, manakala M3 (S3) dan M4 (S4) berada pada dua cabang selari. Apakah keadaan mentol jika S1 dibuka? S2 dibuka? S3 dibuka?

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

S1 dibuka: semua mentol tidak menyala. S2 dibuka: semua mentol tidak menyala. S3 dibuka: Mentol M1, M2 dan M4 menyala; Mentol M3 tidak menyala (jawapan buku, ms. 232).

5.3Penggunaan tenaga elektrik secara berhemah dan selamat

Faktor yang mempengaruhi penggunaan tenaga elektrik

Tenaga elektrik menjadikan kehidupan kita lebih mudah dan selesa. Penggunaan peralatan elektrik secara tidak berhemah menyebabkan penggunaan tenaga elektrik yang tinggi. Kita perlu menanggung kos tenaga elektrik yang digunakan. Penggunaan tenaga elektrik secara berhemah dapat mengurangkan bil elektrik bulanan.

Buku (ms. 133) menggunakan petunjuk warna untuk dua faktor: jenis peralatan elektrik yang digunakan (kuning) dan tempoh penggunaan peralatan elektrik (jingga).

Keratan rentas sebuah rumah yang menunjukkan cara menjimatkan tenaga elektrik: menggunakan kipas, menutup suis lampu semasa tidur, tidak membiarkan peralatan terpasang dan tidak membiarkan peti sejuk terbuka — Cara menjimatkan tenaga elektrik di rumah.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 132.

Faktor (mengikut warna petunjuk)	Amalan yang menjimatkan
Jenis peralatan elektrik	Menggunakan kipas berbanding dengan penyaman udara. Menggunakan lampu jimat tenaga seperti lampu LED dan lampu kalimantang padat berbanding dengan lampu filamen.
Tempoh penggunaan	Menutup suis lampu semasa tidur. Tidak membiarkan peralatan elektrik terpasang jika tidak digunakan. Tidak membiarkan peti sejuk terbuka untuk jangka masa yang lama. Mengurangkan penggunaan pemanas air semasa mandi.

Cara lain dalam peta pemikiran buku (ms. 134): gunakan peralatan elektrik yang cekap tenaga dan menjimatkan; padamkan lampu yang tidak digunakan; jemur pakaian di bawah cahaya matahari berbanding dengan menggunakan alat pengering pakaian; tanggalkan plag peralatan elektrik yang tidak digunakan; tutup pintu peti sejuk setelah digunakan.

Lampu LED dan lampu kalimantang padat bertanda betul, lampu filamen bertanda salah — Gunakan lampu LED atau lampu kalimantang padat, bukan lampu filamen.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 133.

Info Sains: Teknologi hijau ialah kaedah penghasilan produk atau pengeluaran yang mampan, dengan menggunakan sumber yang boleh dikitar semula, bersifat mesra alam dan tidak menyebabkan pencemaran alam sekitar. Contohnya ialah lampu diod pancaran cahaya (light-emitting diode, LED) yang menjimatkan tenaga elektrik.

Kecuaian pengendalian peralatan elektrik

Elektrik mempunyai pelbagai kegunaan. Walau bagaimanapun, kecuaian dalam pengendalian peralatan elektrik adalah sangat berbahaya. Kesannya ialah renjatan elektrik, litar pintas dan kebakaran.

Kesan	Contoh kecuaian (ms. 135-136)
Renjatan elektrik	Menyentuh suis atau peralatan elektrik dengan tangan yang lembap atau basah. Memasukkan objek bersifat konduktor elektrik ke dalam soket.
Litar pintas	Menggunakan peralatan elektrik dengan wayar yang rosak. Membuat penyambungan yang berlebihan pada satu soket.
Kebakaran	Tidak mengendalikan peralatan elektrik dengan betul (gambar: seterika yang meninggalkan asap di atas kain). Membiarkan peralatan elektrik dicas terlalu lama.

Seterika di atas kain dengan asap naik, dan plag seterika disambung ke soket dinding — Tidak mengendalikan peralatan elektrik dengan betul boleh menyebabkan kebakaran.

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 136.

Buku (ms. 135) menyebut bahawa kebakaran dalam gambar pembuka subtopik ini berlaku akibat litar pintas.

Langkah keselamatan

Apabila kita terkena arus elektrik secara berlebihan, kita akan mengalami kecederaan dan boleh membawa maut. Oleh itu, amalkan langkah keselamatan yang berikut (ms. 137-138):

Peralatan elektrik yang rosak hendaklah dibaiki oleh pihak yang bertauliah.
Pastikan tangan kering semasa menyentuh suis.
Sambungkan hanya satu plag pada satu soket.
Suis pada soket perlu dimatikan sebelum mencabut plag daripada soket.
Wayar yang rosak perlu digantikan dengan wayar yang baharu.

Seorang lelaki membaiki wayar dinding dengan pemutar skru bertanda salah, dan seorang juruelektrik bertopi keledar bertanda betul

Banyak plag pada satu soket bertanda salah, dan satu plag pada satu soket bertanda betul

Buku teks Sains Tahun 5 SK, ms. 137-138.

Jangan sentuh suis, plag atau peralatan elektrik dengan tangan yang lembap atau basah. Kamu boleh mengalami renjatan elektrik.

Nyatakan dua langkah keselamatan semasa mengendalikan peralatan elektrik.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mana-mana dua: sambungkan hanya satu plag pada satu soket; matikan suis pada soket sebelum mencabut plag; pastikan tangan kering semasa menyentuh suis; gantikan wayar yang rosak dengan wayar yang baharu; peralatan yang rosak dibaiki oleh pihak yang bertauliah.