1.1 Definisi & Kepentingan Litar Elektrik
Litar elektrik merujuk kepada laluan tertutup yang membolehkan arus elektrik mengalir dari sumber tenaga melalui pelbagai komponen sebelum kembali ke sumber tersebut. Litar ini boleh terdiri daripada komponen seperti perintang, kapasitor, induktor, dan sumber voltan seperti bateri atau bekalan kuasa AC.
Kepentingan litar elektrik sangat luas dalam kehidupan seharian dan industri. Dari peranti mudah seperti lampu suluh hingga ke sistem kompleks dalam komputer dan rangkaian kuasa, litar elektrik memainkan peranan kritikal dalam penghantaran dan pengawalan tenaga elektrik. Dalam industri, litar elektrik digunakan dalam kawalan automasi, robotik, sistem tenaga boleh diperbaharui, dan peralatan elektronik canggih. Pemahaman asas litar elektrik membolehkan jurutera, teknisi, dan pelajar mengenal pasti dan menyelesaikan masalah dalam sistem elektrik, meningkatkan kecekapan dan keselamatan.
1.2 Sejarah Perkembangan Litar Elektrik
Perkembangan litar elektrik bermula sejak abad ke-18 dengan kajian dan penemuan saintis seperti:
Benjamin Franklin (1752) – Eksperimen dengan layang-layang membuktikan bahawa kilat adalah fenomena elektrik.
Alessandro Volta (1800) – Mencipta sel volta, yang menjadi asas kepada bateri moden.
Georg Simon Ohm (1827) – Memperkenalkan hukum Ohm, yang menerangkan hubungan antara voltan, arus, dan rintangan.
James Clerk Maxwell (1861-1865) – Membangunkan persamaan Maxwell yang menerangkan elektromagnetisme secara matematik.
Thomas Edison & Nikola Tesla (Akhir abad ke-19) – Edison membangunkan sistem DC, manakala Tesla menyumbang kepada sistem AC yang digunakan secara meluas hari ini.
Perkembangan ini membuka jalan kepada teknologi moden yang bergantung kepada litar elektrik untuk penghantaran tenaga, komunikasi, dan automasi.
1.3 Jenis-Jenis Litar Elektrik (AC vs DC)
Terdapat dua jenis utama litar elektrik, iaitu litar arus terus (DC) dan litar arus ulang-alik (AC).
Arus Terus (DC): Arus elektrik mengalir dalam satu arah sahaja. Sumber utama arus terus termasuk bateri, sel solar, dan bekalan kuasa DC. Arus terus digunakan dalam peranti seperti telefon bimbit, komputer riba, dan sistem tenaga suria kerana kestabilannya dalam menyediakan tenaga. Litar DC juga digunakan dalam aplikasi seperti kenderaan elektrik dan penyimpanan tenaga dalam bateri.
Arus Ulang-Alik (AC): Arus elektrik berubah arah secara berkala pada frekuensi tertentu (contohnya, 50Hz atau 60Hz bergantung kepada lokasi). Sumber utama arus ulang-alik adalah bekalan kuasa daripada grid elektrik. AC digunakan secara meluas dalam sistem elektrik rumah dan industri kerana keupayaannya untuk dihantar pada jarak jauh dengan kecekapan yang tinggi. AC juga digunakan dalam motor elektrik, peralatan rumah tangga, dan pencahayaan bandar.
1.4 Komponen Asas dalam Litar Elektrik
Litar elektrik terdiri daripada beberapa komponen asas yang bekerja bersama untuk mengawal dan mengedarkan arus elektrik:
Sumber Voltan: Menyediakan tenaga elektrik kepada litar (contoh: bateri, bekalan kuasa AC). Voltan menentukan daya tolakan yang menyebabkan elektron bergerak dalam litar.
Perintang (Resistor): Mengawal aliran arus dan menukar tenaga elektrik kepada tenaga haba. Digunakan dalam kawalan voltan dan had arus.
Kapasitor (Capacitor): Menyimpan dan melepaskan cas elektrik dalam tempoh tertentu. Digunakan dalam penapisan isyarat dan penyimpanan tenaga sementara.
Induktor (Inductor): Menyimpan tenaga dalam bentuk medan magnet dan digunakan dalam penapisan isyarat, penyaman kuasa, dan pemprosesan isyarat elektrik.
Suis (Switch): Mengawal pengaliran arus dengan membuka atau menutup litar, membolehkan kawalan manual atau automatik terhadap peranti elektrik.
Konduktor (Wire): Menghubungkan komponen-komponen dalam litar dan membolehkan aliran arus elektrik. Kualiti konduktor menentukan kadar kehilangan tenaga dalam sistem.
Dengan memahami komponen asas ini, pelajar akan lebih mudah untuk menganalisis dan membina litar elektrik yang berfungsi dengan baik, serta mereka bentuk sistem elektrik yang cekap dan selamat.
