(a)Motor Elektrik:
Motor elektrik berfungsi menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga
mekanikal.
Motor elektrik bekerja berdasarkan prinsip medan lastik dan
menggunakan Hukum Tangan Kiri Fleming.
Motor elektrik terbahagi kepada dua jenis iaitu motor a.t dan motor a.u. (i)Stuktur motor a.t:
Komutator: Menukar arah arus dalam angker supaya putaran angker dalam satu arah sahaja. Berus karbon: Untuk membuat
sentuhan dengan komutator semasa komutator dan angker berputar bersama-sama.
Spring: Untuk menolak berus supaya sentiasa menyentuh komutator (ii)Prinsip operasi motor a.t. Apabila a.t. mengalir melalui angker
yang berada
Dalam keadaan mengufuk,medan magnet terhasil di sekelilingnya.
Medan magnet ini bersaling tindak dengan medan
magnet kekal menghasilkan medan lastik dan
sepasang daya bertentangan arah. Arah daya ditentukan oleh Hukum
Tangan Kiri Fleming.
Akibatnya angker berputar. Apabila angker dalam keadaan
menegak,tiada arus mengalir melalui angker,walau
bagaimanapun kerana momentum atau inersia
angker
membolehkannya berputar terus. Apabila angker dalam keadaan
mengufuk semula,sisi angker bertukar
tempat.Walau
bagaimana pun dengan bantuan komutator arah arus dalam angker disongsangkan
menyebabkan
angker masih berputar dalam arah yang sama.
(iii)Struktur motor a.u:
PELAJARAN 9
MOTOR DAN PENJANA
ELEKTRIK
Gelang gelincir: Menukarkan kedudukan sentuhan antara berus dan
hujung angker serentak dengan perubahan arah pengaliran a.u. dengan itu angker berputar dalam satu arah sahaja
Berus karbon: Untuk membuat sentuhan dengan komutator semasa komutator dan angker berputar bersama-sama.
Spring: Untuk menolak berus supaya sentiasa menyentuh komutator (iv)Prinsip operasi motor a.u. Apabila a.u. mengalir melalui angker
yang berada
dalam keadaan mengufuk,medan magnet terhasil di sekelilingnya.
Medan magnet ini bersaling tindak dengan medan
magnet kekal menghasilkan medan lastik dan
sepasang daya bertentangan arah. Arah daya ditentukan oleh Hukum
Tangan Kiri Fleming.
Akibatnya angker berputar. Apabila angker dalam keadaan
menegak,tiada arus mengalir melalui angker,walau
bagaimanapun kerana momentum atau inersia angker membolehkannya berputar
terus.
Apabila angker dalam keadaan mengufuk
semula,arah pengaliran a.u.berubah, tetapi sentuhan antara hujung
angker dan berus bertukar tempat. Oleh itu arah
putaran
angker masih pada arah yang sama.
(v)Faktor-faktor mempengaruhi kelajuan motor
(a) Magnitud arus :Jika magnitud arus bertambah
kelajuan bertambah
(b) Bilangan lilitan gegelung:Jika bilangan lilitan
gegelung bertambah kelajuan bertambah
(c) Kekuatan magnet kekal:Jika kekuatan magnet
kekal bertambah kelajuan bertambah
(d) Jenis teras gegelung:Teras besi lembut akan
menghasilkan kelajuan yang tinggi
(vi)Perbandingan Prinsip operasi motor a.t. dan a.u.
Motor a.t. Motor a.u. 1 Menggunakan
bekalan a.t. Menggunakan bekalan a.u. 2 Menggunakan komutator gelang terbelah Menggunakan dua gelang gelincir 3 Komutator menukarkan arah pengaliran arus dalam angker a.u. sendiri yang bertukar arah dalam angker 4 Laju bergantung kepada bilangan lilitan,kekuata n medan magnet,luas angker dan magnitud arus Frekuensi putarannya sama dengan frekuensi bekalan a.u. 5 Kurang cekap kerana geseran antara komutator dan berus Lebih cekap kerana tiada geseran antara gelang gelincir dan berus (b) Penjana Elektrik: Penjana elektrik berfungsi menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik.
Penjana elektrik bekerja berdasarkan prinsip aruhan elektromagnet dan menggunakan Hukum Tangan Kanan Fleming.
Penjana elektrik terbahagi kepada dua jenis iaitu Penjana a.t dan Penjana a.u.
(i)Struktur penjana a.t:
(ii)Prinsip operasi penjana a.t. Apabila angker berputar pada keadaan mengufuk(0o) , sisi-sisi
angker memotong garis-garis magnet.Perubahan fluks menjadi maksimum dan d.g.e aruhan terhasil.Arah arus terhasil dalam angker dientukan oleh Hukum Tangan Kanan Fleming.
Semasa angker dalam keadaan menegak(90o),sisi angker selari
dengan urat daya magnet.Perubahan fluks magnet tidak berlaku dan arus aruhan sifar.
Semasa angker dalam keadaan menegak semula(180o)
Perubahan fluks magnet maksimum semula dan arus aruhan adalah maksimum.Dengan bantuan
komutator arah arus yang mengalir dalam galvanometer masih sama. Semasa angker dalam keadaan menegak semula(270o),perubahan
fluks magnet tidak berlaku dan arus aruhan adalah sifar.
Jika graf arus @ d.g.e lawan sudut putaran angker bagi penjana a.u. bentuknya adalah seperti
berikut:-(iii)Struktur penjana a.u.
(ii)Prinsip operasi penjana a.u. Apabila angker berputar pada keadaan mengufuk(0o) , sisi-sisi
angker memotong garis-garis magnet.Perubahan fluks menjadi maksimum dan d.g.e aruhan terhasil.Arah arus terhasil dalam angker dientukan oleh Hukum Tangan Kanan Fleming.
Semasa angker dalam keadaan menegak(90o),sisi angker selari
dengan urat daya magnet.Perubahan
fluks magnet tidak berlaku dan arus aruhan sifar.
Semasa angker dalam keadaan menegak semula(180o)
Perubahan fluks magnet maksimum semula dan arus aruhan adalah maksimum.Disebabkan sentuhan antara berus dan hujung angker bertukar kedudukan arah arus yang mengalir dalam galvanometer pada arah yang bertentangan.
Semasa angker dalam keadaan menegak semula(270o),perubahan
fluks magnet tidak berlaku dan arus aruhan adalah sifar.
Jika graf arus @ d.g.e lawan sudut putaran angker bagi penjana a.u. bentuknya adalah seperti
berikut:-1 Motor elektrik ialah alat untuk menukarkan
A tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik
B tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal
C arus ulangalik kepada arus terus
D arus terus kepada arus ulangalik
2 Rajah di atas menunjukkan sebuah motor arus
terus.Pernyataaan yang manakah adalah benar kecuali
A Angker berputar pada arah lawan pusingan jam
B Tiada arus mengalir ketika angker berada pada satah menegak
C Tenaga mekanikal bertukar menjadi tenaga elektrik D Menggunakan prinsip medan lastik
3 Rajah menunjukkan sebuah penjana arus terus.Bahagian XY angker berputar mengikut arah jam.Antara rajah berikut yang manakah kedudukan XY,gegelung tidak menghasilkan arus aruhan?
4 Fungsi komutator dalam sebuah penjana elektrik a.t. adalah
A menambahkan kecekapan penjana
B menguatkan medan magnet yang terhasil
C menyongsangkan pengaliran arus dalam angker
D mengurangkan arus pusar yang terhasil
TUTORIAL
5 Rajah di atas menunjukkan
sebuah penjana elektrik.Graf d.g.e lawan masa bagi penjana
di atas adalah,
6 Berdasarkan jadual di bawah,pernyataan yang manakah benar?
Penjana a.t. Penjana a.u. A Menggunakan 2 gelang gelincir Menggunak an 1 komutator terbelah dua
B Menghasilkan arus yang tetap arahnya Menghasilk an arus yang sentiasa bertukar arah
C Menggunakanan Hukum Tangan Kiri Menggunak an Hukum Tangan Fleming Kanan Fleming D Berdasarkan prinsip medan lastik Berdasarka n prinsip aruhan elektromag net
7 Prinsip kerja sebuah penjana elektrik adalah sama dengan A transformer
B motor elektrik C loceng elektrik
D meter gegelung bergerak
8 Gegelung angker pejana elektrik pada rajah di atas diputar ikut arah jam.Terminal-terminal penjana disambung kepada sebuah
galvanometer.Antara pernyataan berikut yang manakah benar mengenai arus aruhan yang
terhasil?
A Arus aruhan bertambah apabila laju putaran bertambah
B Arus aruhan dalam gegelung angker bertukar arah setiap satu putaran
C Arus aruhan yang mengalir dalam galvanometer sentiasa dalam arah yang sama
D Arus aruhan adalah minimum ketika satah gegelung angker dalam keadaan mengufuk
9 Di antara pernyataan berikut yang manakah benar tentang alat yang ditunjukkan dalam rajah di atas?
A Ia adalah motor arus terus B Ia bekerja berdasarkan
prinsip medan lastik
C Alat ini mempunyai prinsip kerja sama dengan dinamo basikal
D Jika mentol digantikan dengan bateri ia berfungsi sebagai penjana arus terus 10 Rajah menunjukkan sebuah motor arus terus.
(a) Pada rajah label dan nyatakan fungsi
(i) Berus karbon
……… ………… ……… ………… (ii) komutator ……… ………… ……… …………
(b) Apakah fungsi motor ini. ……… …………
(c) Berdasarkan rajah di atas nyatakan arah putaran gegelung angker dan Hukum yang terlibat untuk
menentukan arah putaran itu.
……… …………..
(d) Nyatakan dua kaedah untuk menambahkan laju putaran motor itu
……… …………
……… …………
(e) Nyatakan perubahan yang perlu dilakukan untuk
mengubahsuai motor ini menjadi
(i) motor arus ulang alik ……… ………… ……… ………… ……… …………
(ii) penjana aru terus
……… …………
……… …………
(f) Nyatakan satu alat yang lain berfungsi dengan
menggunakan prinsip yang sama dengan motor ini.
……… …………
……… …………
11
Rajah di atas menunjukkan struktur sebuah penjana arus ulangalik.Sisi AB angker disesarkan ke bawah.
(a) (i) Tandakan arah pengaliran arus dalam dawai AB dan PQ
(ii) Nyatakan petua yang dipakai semasa
menentukan arah arus tersebut.
……… …………
(b) Nyatakan prinsip yang
digunakan dalam penjana itu. ……… …………
(c) Jika angker dalam satah menegak apakah yang terjadi kepada bacaan galvanometer dan jelaskan jawapan anda ……… ………… ……… ………… ……… …………
(d) Lakarkan graf arus lawan sudut putaran angker sehingga angker kembali kepada kedudukan asal.
(e) Nyatakan dua perubahan yang terjadi jika kelajuan putaran angker ditambah. ……… …………
……… …………
12 (a) Huraikan struktur dan prinsip operasi
sebuah motor arus terus.
(b) Berikan perbezaan antara motor arus terus dan motor arus ulangalik.
(c) Huraikan struktur dan prinsip operasi sebuah penjana arus ulangalik.
(d) Nyatakan perbezaan antara sebuah penjana arus ulangalik dengan sebuah motor arus ulangalik.
