Daya Gerak Elektrik dan Rintangan Dalam

Master d.g.e. & Rintangan Dalam

1. Engage
2. Explore & Explain
3. Siri & Selari
4. Banding Beza
5. Evaluate

Misteri Voltan Hilang

Sebuah bateri baharu yang dilabel 1.5V disambungkan kepada satu litar. Perhatikan bacaan voltmeter dan pergerakan cas (biru) apabila suis dihidupkan (ON).

1.50 V
TUNGGU SEBENTAR!
Mengapa bacaan jatuh ke 1.35V semasa arus mengalir? Ke mana perginya 0.15V yang hilang itu?

Klik Seterusnya untuk menyiasat di Makmal Maya.

Makmal Maya

Cas biru = Tenaga tinggi. Cas merah = Tenaga hilang akibat rintangan dalam (r).

Panel Kawalan

D.G.E (E)
1.50 V
Arus (I)
0.00 A
Beza Keupayaan (V)
1.50 V
Voltan Hilang (Ir)
0.00 V

Konsep & Rumus (E = V + Ir)

Hukum Keabadian Tenaga: Tenaga asal (E) diagihkan kepada Tenaga Luar (V) dan sebahagian tertukar menjadi haba sebagai Voltan Hilang (Ir) di dalam bateri.

E = I(R + r)

Visualisasi Pengagihan Tenaga (D.G.E = 1.5V)

V = 1.2V
Ir = 0.3V

Kesan Susunan Bateri (Siri vs Selari)

Bagaimana jika kita menggunakan lebih daripada satu sel kering (Setiap satu: E=1.5V, r=0.5Ω)?

SUSUNAN SIRI
SUSUNAN SELARI

Jumlah D.G.E (Etotal): 3.00 V

Jumlah R.Dalam (rtotal): 1.00 Ω


Jika disambung ke Mentol (R = 5.0Ω):

Arus (I): 0.50 A

1.5V, 0.5Ω
1.5V, 0.5Ω

Kecerahan Mentol

Banding Beza Jenis Sel

Pilih jenis bateri untuk melihat impaknya pada mentol (R = 5.0Ω).

Zink-Karbon
E=1.5V | r=0.5Ω
Alkali
E=1.5V | r=0.1Ω
Litium-ion
E=3.7V | r=0.05Ω
Lead-Acid
E=2.0V | r=0.01Ω

D.G.E (E): 1.50 V

Rintangan Dalam (r): 0.50 Ω

Voltan Hilang (Ir): 0.14 V

Beza Keupayaan Mentol (V): 1.36 V

Kecerahan Mentol

Cabaran Jurutera Elektrik

Soalan 1: D.G.E sebuah sel ialah 1.5V. Apabila suis dihidupkan, beza keupayaan litar ialah 1.2V dan arus ialah 0.5A. Berapakah rintangan dalam (r) sel?

Soalan 2: Jika 3 sel kering (E=1.5V, r=0.5Ω) disambung secara SELARI, berapakah jumlah rintangan dalam berkesan?

🎖️ TAHNIAH! ANDA JURUTERA ELEKTRIK GRED A 🎖️