Elektrik

Arus ialah kadar aliran cas, I = Q/t, dan beza keupayaan ialah tenaga per unit cas, V = W/Q.

Hukum Ohm menyatakan arus berkadar terus dengan beza keupayaan pada suhu tetap: V = IR.

Dalam litar siri:

• Arus sama di setiap titik.
• Beza keupayaan terbahagi: V = V₁ + V₂.
• Rintangan berkesan R = R₁ + R₂.

Dalam litar selari:

• Beza keupayaan sama merentas setiap cabang.
• Arus terbahagi: I = I₁ + I₂.
• Rintangan berkesan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂, sentiasa lebih kecil daripada rintangan terkecil.

Daya gerak elektrik (d.g.e.) ialah tenaga yang dibekalkan sel per unit cas. Kerana sel mempunyai rintangan dalam r, beza keupayaan terminal V = ε − Ir. Tenaga elektrik E = VIt dan kuasa P = VI = I²R.

Medan elektrik ialah kawasan di sekeliling suatu cas atau objek bercas di mana cas lain akan mengalami daya elektrik.

• Garis medan elektrik menghala dari cas positif ke cas negatif dan tidak bersilang. Di antara dua plat selari, medan adalah seragam dengan kekuatan E = V/d.
• Daya ke atas cas dalam medan elektrik ialah F = qE; cas positif bergerak mengikut arah medan, cas negatif bergerak bertentangan arah medan.
• Rintangan dawai R = ρl/A bertambah dengan panjang l, berkurang apabila luas keratan rentas A bertambah, dan bergantung pada jenis bahan melalui kerintangan ρ. Bagi konduktor logam, rintangan juga bertambah apabila suhu meningkat.
• Superkonduktor ialah bahan yang rintangannya menjadi sifar apabila disejukkan di bawah suhu genting, jadi arus boleh mengalir tanpa kehilangan tenaga sebagai haba.

Tenaga elektrik dan kos:

• Tenaga yang digunakan ialah E = Pt. Pembekal elektrik mengenakan bayaran mengikut unit kWj, dengan 1 kWj = 1000 W × 3600 s = 3.6 × 10⁶ J.
• Kos = kuasa (kW) × masa (jam) × kadar bayaran per kWj.
• Kecekapan peralatan = (kuasa output ÷ kuasa input) × 100%. Lampu LED lebih cekap daripada mentol berfilamen kerana kurang tenaga dibazirkan sebagai haba.

Memilih peralatan berkuasa rendah dan berkecekapan tinggi menjimatkan tenaga serta mengurangkan bil elektrik.

• Unit kos elektrik — kuasa mesti dalam kW dan masa dalam jam; jangan gunakan W dan saat untuk kWj. Contohnya, 1500 W selama 30 minit ialah 1.5 kW × 0.5 j = 0.75 kWj.
• Voltan terminal bukan d.g.e. — apabila arus mengalir, V = ε − Ir, jadi voltan terminal lebih kecil daripada d.g.e.
• Sambungan meter — ammeter disambung secara siri, voltmeter disambung secara selari merentasi komponen.
• Diameter dawai — menggandakan panjang menggandakan rintangan, tetapi menggandakan diameter menjadikan rintangan satu perempat kerana A = πd²/4.