7.1 Keelektrikan
Anda akan menghuraikan sumber tenaga untuk menjana elektrik, memahami cas elektrostatik dan kegunaannya, mengaitkan aliran cas dengan arus elektrik, serta mencirikan arus, voltan dan rintangan berserta perkaitannya.
SP 7.1.1Menghuraikan dan berkomunikasi mengenai tenaga.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menghuraikan
Murid perlu menerangkan mengapa tenaga diperlukan, jenis tenaga dan sumber tenaga.
- IsiKeperluan dan jenis tenagaHuraian
Tenaga diperlukan untuk melakukan kerja seperti bergerak, memasak dan menyalakan lampu. Jenis tenaga termasuk tenaga kinetik, keupayaan, haba, cahaya, bunyi, kimia, elektrik dan nuklear.
ContohBateri menyimpan tenaga kimia yang ditukar kepada tenaga elektrik untuk lampu suluh.
- IsiSumber tenagaHuraian
Sumber boleh diperbaharui: suria, angin, hidro, biojisim, ombak, geoterma. Sumber tidak boleh diperbaharui: arang batu, petroleum, gas asli, nuklear.
ContohEmpangan Bakun menjana elektrik daripada tenaga hidro.
Peta pokokSumber tenaga untuk menjana elektrik
- Suria
- Angin
- Hidro (air)
- Biojisim
- Ombak
- Geoterma
- Arang batu
- Petroleum
- Gas asli
- Nuklear (uranium)
SP 7.1.2Menerangkan dan berkomunikasi mengenai kewujudan cas elektrostatik.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menerangkan
Murid perlu menjelaskan kewujudan cas elektrostatik, cara ia terhasil dan cara mengesannya dengan elektroskop.
- IsiPenghasilan casHuraian
Apabila dua bahan penebat (rod politena, asetat, kaca, belon) digosok, elektron berpindah. Bahan yang menerima elektron bercas negatif; bahan yang kehilangan elektron bercas positif.
ContohRod politena digosok dengan kain menjadi bercas negatif.
- IsiElektroskopHuraian
Elektroskop menunjukkan kewujudan cas (daun terkembang), kuantiti cas (semakin banyak cas, semakin besar kembangan) dan jenis cas (dibandingkan dengan cas yang diketahui).
ContohDaun elektroskop bercas negatif bertambah kembang apabila didekatkan rod politena bercas negatif.
- IsiDaya antara casHuraian
Cas sama menolak; cas berlainan menarik.
ContohBelon yang digosok melekat pada dinding.
Peta alirPenghasilan cas elektrostatik melalui geseran
- Atom neutral mempunyai bilangan proton (cas positif) sama dengan elektron (cas negatif)
- Dua bahan penebat digosok, contohnya belon dengan rambut kering
- Elektron berpindah daripada satu bahan ke bahan lain
- Bahan yang menerima elektron menjadi bercas negatif; bahan yang kehilangan elektron menjadi bercas positif
- Cas sama menolak, cas berlainan menarik
SP 7.1.3Menjelaskan dengan contoh elektrostatik dalam kehidupan seharian.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menjelaskan
Murid perlu menerangkan dengan contoh fenomena dan masalah harian berkaitan elektrostatik.
- IsiKilatHuraian
Cas terkumpul di awan dan dinyahcas ke bumi sebagai kilat; ini boleh disimulasikan dengan penjana Van de Graaff atau mesin Wimhurst.
ContohPercikan bunga api dari sfera Van de Graaff ke rod bumi menyerupai kilat.
- IsiMenyelesaikan masalah harianHuraian
Dalam cuaca kering, pilih fabrik kapas (kurang cas) berbanding nilon. Sentuh bahagian logam kenderaan sebelum mengepam petrol untuk menyahcas. Semasa ribut petir, berlindung dalam kereta berbumbung logam atau bangunan (konsep sangkar Faraday).
ContohPenunggang motosikal masuk ke dalam bangunan semasa ribut petir.
Poin utamaElektrostatik dalam kehidupan seharian
- Kilat: cas terkumpul di awan dinyahcas ke bumi
- Konduktor kilat melindungi bangunan dengan mengalirkan cas ke bumi
- Mesin fotostat dan pencetak laser menggunakan cas untuk melekatkan serbuk toner
- Penyemburan cat kereta: titisan cat bercas melekat sekata
- Habuk tertarik pada skrin televisyen
- Penjana Van de Graaff dan elektroskop digunakan untuk mengkaji cas elektrostatik
- Lori minyak memasang rantai logam ke tanah untuk mengelakkan percikan api
SP 7.1.4Merumuskan cas yang mengalir menghasilkan arus elektrik.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Merumuskan
Murid perlu membuat kesimpulan bahawa aliran cas dalam konduktor menghasilkan arus elektrik berdasarkan penyiasatan.
- IsiPenyiasatan Van de GraaffHuraian
Kubah penjana Van de Graaff yang bercas disambung kepada galvanometer yang dibumikan. Jarum galvanometer terpesong kerana cas mengalir melalui wayar.
ContohApabila motor penjana dihentikan, pesongan jarum hilang kerana tiada cas mengalir.
- IsiKesimpulanHuraian
Arus elektrik ialah kadar pengaliran cas: I = Q ÷ t.
ContohCas 30 C mengalir dalam 10 s: I = 30 ÷ 10 = 3 A.
NotaCas yang mengalir menghasilkan arus elektrik
Arus elektrik ialah kadar pengaliran cas elektrik. Apabila sfera penjana Van de Graaff yang bercas disambung kepada galvanometer yang dibumikan, jarum terpesong kerana cas mengalir. Rumus: I = Q ÷ t, dengan I = arus (ampere, A), Q = cas (coulomb, C) dan t = masa (saat, s).
SP 7.1.5Mencirikan arus, voltan dan rintangan serta unitnya.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Mencirikan
Murid perlu menyatakan ciri, unit dan alat pengukur arus, voltan dan rintangan.
- IsiArus dan voltanHuraian
Arus (ampere, A) ialah kadar pengaliran cas, diukur dengan ammeter disambung bersiri. Voltan (volt, V) ialah tenaga untuk menggerakkan cas, diukur dengan voltmeter disambung selari.
ContohAmmeter membaca 0.5 A; voltmeter merentasi mentol membaca 3 V.
- IsiRintanganHuraian
Rintangan (ohm, Ω) ialah halangan kepada pengaliran arus.
ContohWayar nikrom mempunyai rintangan lebih tinggi daripada wayar kuprum.
JadualArus, voltan dan rintangan
| Kuantiti | Maksud | Unit | Alat pengukur |
|---|---|---|---|
| Arus (I) | Kadar pengaliran cas | ampere (A) | Ammeter, disambung secara bersiri |
| Voltan (V) | Tenaga yang diperlukan untuk menggerakkan cas melalui konduktor (beza keupayaan) | volt (V) | Voltmeter, disambung secara selari |
| Rintangan (R) | Halangan terhadap pengaliran arus | ohm (Ω) | Dikira daripada V ÷ I |
SP 7.1.6Merumuskan perkaitan antara arus, voltan dan rintangan.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Merumuskan
Murid perlu membuat kesimpulan hubungan antara voltan, arus dan rintangan melalui eksperimen dan Hukum Ohm.
- IsiKesan voltan dan rintangan ke atas arusHuraian
Apabila voltan bertambah (rintangan malar), arus bertambah. Apabila rintangan bertambah (voltan malar), arus berkurang.
ContohMenambah sel kering menjadikan mentol lebih terang.
- IsiHukum OhmHuraian
V = I × R. Arus berkadar terus dengan voltan jika suhu malar.
ContohI = 0.5 A, R = 12 Ω: V = 0.5 × 12 = 6 V.
NotaHukum Ohm
Arus yang mengalir melalui konduktor berkadar terus dengan voltan merentasinya, jika suhu dan keadaan fizikal lain malar. Rumus: V = I × R. Jika rintangan bertambah dan voltan malar, arus berkurang.
Peta alirContoh: mengira voltan dengan V = IR
- Diberi: arus I = 0.5 A, rintangan R = 12 Ω
- Rumus: V = I × R
- Gantikan: V = 0.5 A × 12 Ω
- Jawapan: V = 6 V
Peta alirContoh: mengira rintangan dengan R = V ÷ I
- Diberi: voltan V = 9 V, arus I = 3 A
- Rumus: R = V ÷ I
- Gantikan: R = 9 V ÷ 3 A
- Jawapan: R = 3 Ω
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- VIR
- Hukum Ohm: V = I × R (tutup huruf yang dicari untuk dapat rumus)
Kad imbas
- Contoh sumber tenaga boleh diperbaharui
- Suria, angin, hidro, biojisim
- Cas sama
- Menolak antara satu sama lain
- Fungsi konduktor kilat
- Mengalirkan cas dari kilat ke bumi dengan selamat
- Arus elektrik
- Kadar pengaliran cas, I = Q ÷ t
- Unit rintangan
- ohm (Ω)
- Hukum Ohm
- V = I × R
Semak kefahaman
Nyatakan dua sumber tenaga boleh diperbaharui. (SP 7.1.1)
Lihat jawapan
Suria, angin, hidro, biojisim, ombak dan geoterma.
Mengapakah rod politena menjadi bercas negatif selepas digosok dengan kain? (SP 7.1.2)
Lihat jawapan
Kerana rod politena menerima elektron daripada kain.
Mengapakah anda perlu menyentuh bahagian logam kenderaan sebelum mengepam petrol? (SP 7.1.3)
Lihat jawapan
Untuk menyahcas elektrostatik pada badan supaya tiada percikan api yang boleh menyalakan petrol.
Nyatakan maksud arus elektrik. (SP 7.1.4)
Lihat jawapan
Arus elektrik ialah kadar pengaliran cas elektrik.
Nyatakan cara menyambung voltmeter untuk mengukur voltan merentasi mentol. (SP 7.1.5)
Lihat jawapan
Voltmeter disambung secara selari dengan mentol.
Arus 2 A mengalir melalui perintang 6 Ω. Hitung voltan merentasi perintang itu. (SP 7.1.6)
Lihat jawapan
V = I × R = 2 A × 6 Ω = 12 V.
18 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Tahap Penguasaan (TP)
| TP | Tafsiran |
|---|---|
| TP1 | Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran sains mengenai keelektrikan dan kemagnetan. |
| TP2 | Memahami keelektrikan dan kemagnetan dan dapat menjelaskan kefahaman tersebut. |
| TP3 | Mengaplikasikan pengetahuan mengenai keelektrikan dan kemagnetan dan dapat melaksanakan tugasan mudah. |
| TP4 | Menganalisis pengetahuan mengenai keelektrikan dan kemagnetan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. |
| TP5 | Menilai pengetahuan mengenai keelektrikan dan kemagnetan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. |
| TP6 | Mereka cipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai keelektrikan dan kemagnetan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan satu tugasan dalam situasi baru secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ekonomi/budaya masyarakat. |
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
- TP1
Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran sains mengenai keelektrikan dan kemagnetan.
Aktiviti: Murid menyusun kad dan menyebut semula fakta tentang tenaga, cas elektrostatik, arus, voltan dan rintangan serta unitnya dalam kuiz lisan berpasangan; guru menyemak ketepatan dalam 10 minit.
Evidens PBD: Ketepatan padanan kad dan jawapan lisan murid direkod dalam senarai semak.
SP disasar: 7.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - TP2
Memahami keelektrikan dan kemagnetan dan dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
Aktiviti: Murid melengkapkan peta minda ringkas tentang tenaga, cas elektrostatik, arus, voltan dan rintangan serta unitnya lalu menjelaskannya kepada rakan sepasukan; guru bergerak menyoal secara lisan, 10 minit.
Evidens PBD: Penjelasan lisan dan lakaran murid dinilai melalui soal jawab ringkas dan semakan guru.
SP disasar: 7.1.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - TP3
Mengaplikasikan pengetahuan mengenai keelektrikan dan kemagnetan dan dapat melaksanakan tugasan mudah.
Aktiviti: Dalam kumpulan kecil, murid melaksanakan tugasan mudah: memadankan kad kuantiti elektrik (arus, voltan, rintangan) dengan simbol dan unit, kemudian memerhati kesan cas statik pada kertas kecil; guru menyediakan bahan mudah dan selamat serta arahan langkah demi langkah, 15 minit.
Evidens PBD: Lembaran kerja dan pemerhatian guru ke atas ketepatan langkah dan hasil tugasan.
SP disasar: 7.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - TP4
Menganalisis pengetahuan mengenai keelektrikan dan kemagnetan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
Aktiviti: Murid berkumpulan diberi kes: seorang murid ingin mengetahui bagaimana mentol cerah apabila voltan ditambah; murid menghubungkan arus, voltan dan rintangan daripada data. Mereka menganalisis maklumat, membanding beza kemungkinan dan menyelesaikan masalah itu dengan alasan saintifik, 20 minit.
Evidens PBD: Hasil analisis kumpulan dan justifikasi lisan dinilai dengan rubrik ringkas.
SP disasar: 7.1.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - TP5
Menilai pengetahuan mengenai keelektrikan dan kemagnetan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
Aktiviti: Kumpulan menilai data arus dan voltan daripada eksperimen, menentukan hubungan dan sumber ralat serta penambahbaikan. Murid menentukan langkah yang boleh ditambah baik, membuat keputusan dan menjustifikasikannya dengan bukti, 20 minit.
Evidens PBD: Laporan penilaian kumpulan, keputusan dan justifikasi dinilai dengan rubrik.
SP disasar: 7.1.5 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati - TP6
Mereka cipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai keelektrikan dan kemagnetan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan satu tugasan dalam situasi baru secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ekonomi/budaya masyarakat.
Aktiviti: Secara berkumpulan, murid menghasilkan alat peringatan keselamatan elektrik atau poster elektrostatik dalam kehidupan harian yang inovatif untuk situasi baharu, mengambil kira nilai sosial atau ekonomi masyarakat, kemudian membentangkannya kepada kelas.
Evidens PBD: Hasil ciptaan dan pembentangan dinilai dengan rubrik kreativiti dan ketepatan sains; disimpan dalam portfolio.
SP disasar: 7.1.6 · Latihan sepadan: aras Mencipta
Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 32 unit Sains Tingkatan 2 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.