PARADIGMA BAHARU PENDIDIKAN: TRANSISI ORIENTASI

MENDEFINISI SEMULA MAKNA BERJAYA: PENGAJARAN DARI PERUBAHAN POLISI PENDIDIKAN ASIA DAN GLOBAL

​Kita perlu melihat isu di atas bukan sekadar dari lensa bilik darjah, tetapi dari sudut sosiologi dan ekonomi politik pendidikan. Obsesi terhadap deretan gred 'A' pada hakikatnya adalah satu hegemoni pemikiran yang terperangkap dalam paradigma Revolusi Perindustrian Kedua—di mana kita melatih manusia untuk menjadi patuh, seragam, dan berfungsi seperti mesin.

​Hari ini, realitinya telah berubah secara radikal, namun malangnya, kompas pendidikan kita masih menunjuk ke arah yang salah. Mari kita bedah kepincangan ini secara lebih mendalam.

​1. Disonansi Kognitif dalam Pelaksanaan Dasar

​Terdapat satu percanggahan yang sangat nyata (cognitive dissonance) antara falsafah yang digagaskan di peringkat atasan dengan realiti yang berlaku di akar umbi. Kementerian Pendidikan sering menggembar-gemburkan pedagogi mutakhir—Differentiated Learning, Teori Kecerdasan Pelbagai (Multiple Intelligences), dan pentaksiran holistik.

​Namun, di hujung ekosistem ini, segala teori muluk itu runtuh di hadapan satu soalan metrik yang kejam: "Berapa A yang dicapai?"

​Apabila kejayaan sesebuah sekolah, Pengetua, dan Pejabat Pendidikan Daerah (PPD) diukur melalui peratusan pelajar 'Straight As', maka keseluruhan sistem akan secara automatik berubah menjadi "kilang peperiksaan". Matlamat pendidikan bukan lagi untuk mencerna ilmu, tetapi dimanipulasi demi mencapai KPI birokrasi.

​2. Komodifikasi Pendidikan dan Sindrom Pembelajaran Dangkal (Superficial Learning)

​Budaya memburu gred ini telah menghalalkan proses komodifikasi pendidikan. Ilmu tidak lagi diteroka demi mencari kebenaran atau membina kemahiran penyelesaian masalah. Sebaliknya, ia melahirkan generasi yang menghidap sindrom pembelajaran dangkal.

​Manipulasi Sistem: Pelajar dilatih untuk "menggodam" kertas peperiksaan menerusi teknik menjawab, tabiat spotting soalan, dan menghafal skema jawapan secara melulu.

​Kehilangan Nilai Inkuiri: Pelajar takut untuk melakukan kesilapan atau berfikir di luar kotak kerana ia bermakna kehilangan markah. Ironinya, dalam dunia inovasi, kesilapan (atau trial and error) adalah prasyarat kepada penemuan baharu.

​Tekanan Psikologikal: Ibu bapa dan pelajar ditekan oleh industri tuisyen yang menunggang ketakutan (fear-mongering) menggunakan momokan kertas soalan tahun lepas.

​3. Tragedi Peminggiran Bakat Teknikal dan Kemahiran Tangan

​Ini adalah titik paling kritikal yang merugikan negara. Dogma 'Straight As' meletakkan kecerdasan akademik (membaca, menghafal, dan menulis) di puncak hierarki, sambil memandang sepi bakat-bakat lain yang jauh lebih pragmatik.

​Bayangkan seorang anak muda yang mungkin tidak mampu menghafal fakta sejarah dengan baik, tetapi mempunyai keupayaan kognitif yang tinggi dalam membongkar dan membaik pulih litar elektrik yang kompleks, memahami logik troubleshooting papan litar, atau mampu membina kod pengaturcaraan. Dalam sistem kita, pelajar yang mempunyai daya pemikiran jurutera mekanikal, teknikal, atau keupayaan TVET yang hebat ini sering dihukum dengan stigma "pelajar kelas kedua" atau "kurang bijak" hanya kerana kegagalan mereka mematuhi keseragaman gred akademik.

​Kita membazirkan potensi besar apabila sistem gagal meraikan tangan yang pandai bertukang, minda yang cekap membaiki masalah teknikal di lapangan, dan kelicikan mencari solusi praktikal berbanding jawapan di atas kertas. Dunia industri hari ini dahagakan pekerja yang berupaya menyelesaikan masalah nyata yang kompleks, bukan mereka yang sekadar pandai menghafal teori tanpa kompetensi di hujung jari.

​4. Pergeseran Paradigma Global: Mengapa Mereka Meninggalkan Kita?

​Negara-negara yang mendahului carta kelestarian pendidikan telah lama menyedari ketidakberkesanan sistem berasaskan gred seragam:

​Singapura (Meruntuhkan Kasta Akademik):

Pengenalan Subject-Based Banding (SBB) adalah pengakuan rasmi bahawa kepelbagaian tahap kecerdasan adalah fitrah. Mereka menghentikan pemaksaan untuk pelajar menjadi cemerlang dalam semua subjek secara serentak.

​China (Dekonstruksi Budaya Tekanan):

Menyedari bahawa generasi muda mereka berdepan dengan krisis kesihatan mental (burnout) dan kejatuhan daya inovasi akibat budaya peperiksaan yang ekstrem, polisi "Double Reduction" dikuatkuasakan dengan tangan besi untuk membunuh industri tuisyen yang mengeksploitasi sistem.

​Jepun & Vietnam (Fokus Kepada Asas Kualiti): 

Mereka menolak kosmetik. Fokus mereka adalah pembinaan sahsiah, disiplin, pemahaman konsep asas sains dan matematik, serta melahirkan warganegara yang mempunyai kebertanggungjawaban sosial yang tinggi.

​Kesimpulan: Mendefinisi Semula Kejayaan

​Sistem pendidikan yang matang harus melepaskan diri daripada mentaliti "Satu Saiz Sesuai Untuk Semua" (One-Size-Fits-All). Matlamat utama pendidikan kebangsaan sepatutnya menghasilkan warganegara yang:

​Mempunyai literasi asas yang kukuh.

​Mengenali pasti bidang kekuatan masing-masing tanpa dipaksa menjadi klon akademik.

​Memiliki kompetensi dan kemahiran fungsional yang relevan dengan pasaran kerja, termasuk pengukuhan aliran teknikal dan vokasional.

​Mempunyai daya tahan emosi (resiliensi) dan keupayaan beradaptasi dengan perubahan zaman.

​Kejayaan sebenar seorang pendidik dan sebuah sistem bukanlah apabila kita melahirkan 100 orang pelajar 'Straight As' yang hilang arah apabila berdepan masalah dunia sebenar, tetapi apabila kita mampu membantu setiap individu menjawab satu soalan paling fundamental: "Apakah nilai kemahiran yang ada pada tangan dan minda saya untuk disumbangkan kepada masyarakat?"

Read More

Orde Ekonomi Baru

Menongkah Arus Hegemoni Kewangan: Mengapa Malaysia dan BRICS Menuntut Orde Ekonomi Baharu

Dalam wacana geopolitik dan ekonomi moden, kelangsungan kuasa sesebuah negara tidak lagi bergantung semata-mata pada armada ketenteraannya (hard power), tetapi lebih kepada kawalan mutlak ke atas urat nadi sistem kewangan global.

​Langkah Malaysia membawa agenda reformasi kewangan antarabangsa ke meja rundingan menteri-menteri luar BRICS baru-baru ini bukanlah satu retorik politik biasa. Ia adalah satu anjakan strategik yang didorong oleh kesedaran bahawa sistem kewangan hari ini telah direka untuk mengekalkan kelebihan satu pihak sahaja. Amerika Syarikat (AS) pada hakikatnya memegang hegemoni ekonomi dunia melalui tiga instrumen kawalan yang membolehkan mereka memantau, mendominasi, atau melumpuhkan ekonomi negara lain.

​Berikut adalah anatomi bagaimana sistem ini beroperasi dan mengapa ia perlu dirombak:

​1. Paradigma Petrodolar dan Cengkaman Rizab

Sejak dekad 1970-an, perdagangan minyak mentah global telah diikat secara eksklusif kepada Dolar Amerika (USD). Polisi ini secara paksa mencipta permintaan tiruan (artificial demand) terhadap mata wang tersebut, memaksa negara-negara di seluruh dunia memegang rizab USD dalam jumlah yang besar sekadar untuk kelangsungan perdagangan antarabangsa.

​Kerapuhan sistem asimetri ini amat ketara apabila krisis geopolitik antarabangsa—seperti ketegangan di Timur Tengah melibatkan proksi-proksi antarabangsa atau konflik AS-Iran—mula mengganggu rantaian bekalan tenaga dunia. Kesannya kepada negara membangun seperti Malaysia amat ironis; biarpun kita merupakan negara pengeluar minyak, kejatuhan nilai Ringgit berbanding USD akan terus melonjakkan kos import barangan industri dan bahan mentah, seterusnya mencengkam kos sara hidup rakyat tempatan.

​2. Pempolitikan Infrastruktur Transaksi Antarabangsa (SWIFT, CHIPS, & Fedwire)

Dunia hari ini amat bergantung kepada sistem pesanan kewangan SWIFT. Namun, apa yang jarang dibincangkan secara terbuka adalah hakikat bahawa setiap transaksi USD mesti melalui pusat penjelasan CHIPS dan Fedwire yang tertakluk secara langsung kepada bidang kuasa AS.

​Pemusatan kuasa ini telah ditransformasikan menjadi senjata geopolitik (weaponization of currency). AS memiliki keupayaan sepihak untuk memutuskan akses mana-mana negara daripada sistem perbankan antarabangsa—sebuah tindakan yang telah melumpuhkan ekonomi negara seperti Iran dan Korea Utara. Situasi pembekuan rizab Bank Pusat Rusia yang dianggarkan bernilai USD 300 bilion baru-baru ini telah membunyikan penggera buat negara-negara Blok Selatan (Global South). Terdapat satu realisasi yang menakutkan: kedaulatan ekonomi sesebuah negara boleh dirampas pada bila-bila masa sahaja jika dasar luar mereka tidak sehaluan dengan kehendak Washington.

​3. Neokolonialisme menerusi Institusi Bretton Woods (IMF dan Bank Dunia)

Sistem pinjaman daripada institusi seperti Tabung Kewangan Antarabangsa (IMF) dan Bank Dunia sering kali dipotretkan sebagai talian hayat. Namun, secara realitinya, ia berfungsi sebagai perangkap hutang struktur.

​Pakej bantuan yang diberikan sentiasa datang dengan syarat 'Pelarasan Struktur' yang sangat drastik dan menguntungkan pemodal Barat. Jika kita meneliti sejarah ekonomi moden, campur tangan IMF sewaktu Krisis Kewangan Asia 1998 di Indonesia, atau krisis hiperinflasi Argentina pada 2018, jelas menunjukkan bahawa polisi fiskal paksaan institut ini telah mempercepatkan keruntuhan mata wang dan meranapkan institusi sosial negara-negara tersebut.

​Konklusi: Jalan Menuju Multipolariti Ekonomi

Kenyataan tegas Menteri Luar Malaysia sewaktu sidang BRICS baru-baru ini menyimpulkan satu realiti yang tidak boleh disangkal: Seni bina kewangan global pasca Perang Dunia Kedua ini sudah lapuk, berat sebelah, dan sama sekali tidak selari dengan aspirasi pembangunan negara-negara membangun.

​Oleh sebab itu, inisiatif Malaysia bersama blok BRICS untuk merintis sistem alternatif—khususnya melalui proses penyahdolaran (de-dollarization) dan pemerkasaan perdagangan dua hala menggunakan mata wang tempatan seperti Ringgit-Renminbi atau Ringgit-Rupiah—adalah satu langkah kemandirian yang kritikal. Ia bukan sekadar soal menentang Amerika, tetapi soal mencipta satu ekosistem kewangan dunia yang lebih demokratik, inklusif, dan kalis manipulasi kuasa asing.

Read More

Budaya Scroll vs Budaya Ilmu

Ramai Mahu Nampak Bijak, Tapi Tak Tahan Membaca Dua Perenggan

Pernahkah kita berada dalam satu situasi di mana seseorang begitu lantang berhujah tentang sesuatu isu — politik, agama, ekonomi, pendidikan, bahkan soal kesihatan — tetapi apabila diminta membaca artikel penuh atau meneliti fakta sebenar, reaksinya berubah serta-merta:

“Panjang sangat…”
“Ringkaskan boleh?”
“Ada versi video tak?”

Inilah ironi masyarakat moden. Kita hidup dalam zaman maklumat paling mudah diakses dalam sejarah manusia, tetapi pada masa yang sama sedang berhadapan dengan krisis pemikiran yang semakin serius. Ramai orang mahu kelihatan bijak, tetapi tidak ramai sanggup melalui proses untuk menjadi bijak. Ramai mahu menang perdebatan, tetapi malas mendalami pengetahuan. Akhirnya, kita melahirkan generasi yang pantas memberi reaksi tetapi lambat berfikir.

Masyarakat hari ini sangat kaya dengan maklumat, tetapi semakin miskin dengan kefahaman.

Dulu manusia terpaksa merantau jauh untuk mendapatkan ilmu. Buku menjadi barang berharga. Perpustakaan dianggap gedung tamadun. Ulama, cendekiawan, dan ilmuwan dihormati kerana kesungguhan mereka menuntut ilmu bertahun-tahun lamanya. Hari ini semuanya berada di hujung jari. Namun ironinya, semakin mudah akses ilmu, semakin rendah daya tahan manusia untuk membaca dan berfikir secara mendalam.

Budaya digital moden sedang melatih manusia menjadi pengguna maklumat yang pasif. Algoritma media sosial membiasakan otak dengan kandungan pendek, pantas, dan segera menghiburkan. Video beberapa saat lebih menarik daripada tulisan panjang. Tajuk sensasi lebih mendapat perhatian daripada hujah yang matang. Akibatnya, ramai mula kehilangan kemampuan untuk fokus, meneliti, dan merenung sesuatu secara mendalam.

Kita sedang melahirkan masyarakat yang ketagih rangsangan, tetapi alergik terhadap pemikiran.

Dalam sains sosial, keadaan ini sebenarnya sangat berbahaya. Masyarakat yang malas membaca ialah masyarakat yang mudah dipengaruhi. Mereka mudah mempercayai propaganda, mudah termakan fitnah, dan mudah diperalatkan oleh pihak yang pandai memainkan emosi. Kenapa? Kerana tanpa budaya membaca, seseorang tidak memiliki alat untuk menapis maklumat secara kritis. Dia hanya bertindak berdasarkan sentimen semasa.

Sebab itu kita melihat fenomena yang semakin membimbangkan hari ini:
orang cepat marah sebelum memahami,
cepat menghukum sebelum menyelidik,
dan cepat berkongsi sebelum berfikir.

Mereka membaca tajuk tanpa isi. Menonton klip 30 saat lalu merasa sudah memahami isu kompleks. Mendengar satu ceramah pendek lalu terus yakin dirinya paling benar. Sedangkan ilmu yang sebenar memerlukan kesabaran, kerendahan hati, dan proses berfikir yang panjang.

Akal manusia sebenarnya seperti otot. Jika tidak digunakan, ia akan lemah. Jika tidak dilatih, ia akan malas bekerja. Dalam psikologi kognitif, otak manusia cenderung memilih jalan paling mudah untuk menjimatkan tenaga mental. Sebab itu kandungan ringan dan hiburan segera terasa lebih menyeronokkan berbanding membaca buku atau menulis sesuatu yang serius. Namun jika kecenderungan ini dibiarkan tanpa kawalan, manusia perlahan-lahan kehilangan keupayaan intelektualnya.

Mereka masih boleh bercakap, tetapi tidak mampu menganalisis.
Masih boleh beremosi, tetapi tidak mampu menilai.
Masih boleh memberi pendapat, tetapi tidak mampu berfikir secara mendalam.

Lebih membimbangkan, budaya media sosial juga melahirkan ilusi kepintaran. Hari ini seseorang boleh membaca beberapa bebenang pendek, melihat beberapa infografik ringkas, lalu merasa dirinya pakar dalam sesuatu bidang. Sedangkan pengetahuan sebenar tidak dibina melalui potongan maklumat yang berselerak, tetapi melalui pembacaan yang konsisten, dialog yang matang, dan proses refleksi yang panjang.

Inilah sebabnya ramai orang hari ini terlalu yakin walaupun kurang membaca. Mereka bukan kekurangan keyakinan diri — mereka kekurangan kesedaran tentang betapa sedikitnya yang mereka tahu.

Membaca sebenarnya bukan sekadar aktiviti akademik. Ia ialah proses memperluaskan cara manusia melihat dunia. Apabila seseorang membaca, dia sedang keluar daripada tempurung fikirannya sendiri. Dia belajar memahami perspektif lain, mengenali sejarah, memahami manusia, dan menyedari bahawa hidup ini jauh lebih luas daripada apa yang muncul di halaman media sosialnya.

Seseorang yang banyak membaca biasanya lebih sukar diprovokasi. Bukan kerana dia tahu semua perkara, tetapi kerana dia sedar realiti sentiasa lebih kompleks daripada apa yang terlihat di permukaan. Bacaan melatih manusia untuk berhati-hati sebelum menghukum, teliti sebelum percaya, dan tenang sebelum bereaksi.

Sebab itu tamadun besar sentiasa dibina atas budaya ilmu. Peradaban Islam sendiri bermula dengan perkataan “Iqra’” — bacalah. Kerana membaca bukan sekadar aktiviti mendapatkan maklumat, tetapi proses membina manusia yang sedar dan berfikir.

Menulis pula berada pada tahap yang lebih tinggi. Jika membaca ialah proses menyerap ilmu, menulis ialah proses menyusun pemikiran. Ketika seseorang menulis, dia dipaksa untuk berfikir secara tersusun. Dia perlu menyusun hujah, memilih perkataan yang tepat, dan memastikan ideanya mempunyai makna. Sebab itu menulis sebenarnya latihan intelektual yang sangat kuat.

Orang yang malas berfikir selalunya juga malas menulis. Mereka lebih suka menyalin pendapat orang lain, mengulang slogan popular, atau berkongsi ayat-ayat viral tanpa benar-benar memahami isi kandungannya. Kerana berfikir secara mandiri memang meletihkan. Ia memerlukan keberanian untuk mempersoalkan sesuatu, termasuk pandangan sendiri.

Hakikatnya, masyarakat yang tidak membaca dan tidak menulis akan menjadi masyarakat yang mudah dikawal. Mereka hidup berdasarkan trend semasa, bukan prinsip ilmu. Emosi mereka mudah dimanipulasi. Fokus mereka mudah dialihkan. Mereka menjadi pengguna, bukan pemikir.

Dan inilah tragedi terbesar zaman moden:
manusia mempunyai akses ilmu tanpa batas, tetapi semakin malas menggunakan akalnya.

Hari ini ramai orang boleh menghabiskan berjam-jam menonton kandungan yang tidak meninggalkan apa-apa kesan kepada kehidupan mereka. Tetapi untuk membaca sepuluh halaman buku pun terasa berat. Ramai mampu menghafal gosip artis, trend TikTok, dan drama media sosial, tetapi gagal memahami isu asas masyarakat sendiri.

Otak manusia akhirnya dijadikan sekadar tempat menyimpan notifikasi, hiburan segera, dan kemarahan sementara.

Sedangkan akal ialah anugerah terbesar manusia. Ia bukan sekadar alat untuk mencari hiburan atau memenangi perdebatan maya. Akal ialah alat untuk mencari kebenaran, memahami kehidupan, dan membina tamadun.

Kerana itu, membaca dan menulis perlu dilihat sebagai satu bentuk perjuangan intelektual. Dalam dunia yang terlalu bising dengan suara kosong, orang yang masih mahu membaca dan berfikir sebenarnya sedang mempertahankan kemanusiaannya sendiri.

Maka jangan biasakan diri hidup hanya dengan kandungan yang membuat kita ketawa sekejap lalu lupa. Bacalah sesuatu yang mencabar pemikiran. Dengarlah pandangan yang tidak selesa untuk diterima. Tulislah sesuatu yang memaksa akal bekerja.

Kerana dunia hari ini tidak kekurangan manusia yang pandai bercakap.
Dunia cuma semakin kekurangan manusia yang benar-benar mahu berfikir.

Read More

Kemuatan (Capacitance)

 KEMUATAN (CAPACITANCE)

Kemuatan (capacitance) ialah kemampuan sesuatu (biasanya komponen atau peralatan elektrik/elektronik) untuk menyimpan tenaga dalam bentuk cas-cas elektrik. 

Kemuatan diukur dalam unit Farad, F. Tetapi kebiasaannya unit yang digunakan dalam komponen-komponen adalah sangat kecil dan imbuhan digunapakai seperti microfarad (uF) dan picofarad (pF).

Untuk memahami konsep kemuatan, pertama kita perlu memahami konsep medan elektrik(electric field). 

Konsep Medan (Field) adalah sesuatu yang abstrak. Kita tidak boleh nampak Medan (Field) dengan mata kasar, tetapi kita boleh mengalami/menyaksikan kesan yang berlaku dalam Medan (Field).

MEDAN ELEKTRIK(ELECTRIC FIELD)

Suatu objek yang bercas akan memberikan daya tarikan/tolakan (daya elektrostatik) pada objek bercas disekelilingnya. Jika berlawanan, cas-cas akan saling menarik, jika sama, cas-cas akan saling menolak. Kawasan dimana tindakbalas ini berlaku dipanggil medan elektrik. 

Medan elektrik terdiri daripada garisan medan(fluks), garisan medan(fluks) adalah garisan imaginari yang menggambarkan arah tindakan daya elektrostatik, kadang-kadang garis medan (fluks) juga dipanggil urat daya, untuk medan elektrik, arah urat daya adalah daripada cas positif ke cas negatif.

Perlu diingat dalam gambar ini medan elektrik dilukis dalam satah 2D, tetapi dalam dunia nyata, medan elektrik beroperasi dalam 3D. Gambar diambil daripada https://www.britannica.com/science/electric-field. 

Medan Elektrik sama konsep dengan Medan Magnet, di mana, objek ferromagnetik akan bertindakbalas dengan objek yang menghasilkan medan magnet tersebut (kutub sama saling menolak, kutub berlainan saling menarik).  

Kalau medan magnet pula, arah Fluks Medan Magnet (Magnetic Field) adalah daripada Kutub Utara ke Kutub Selatan. 

Gambar diambil daripada https://byjus.com/physics/magnetic-field/

Berbalik kepada medan elektrik(electric field). Sekarang mari kita cuba bayangkan 1 pengalir yang terputus................

Apabila pengalir ini terpisah, sedangkan punca kuasa disambungkan kepada keduanya, secara elektrikal, arus tidak boleh mengalir, kerana udara adalah tergolong dalam bahan penebat(insulator).

Jadi cas-cas akan berkumpul  pada 2 pengalir yang terpisah tadi. Cas-cas yang terkumpul di hujung pengalir yang terpisah ini menghasilkan suatu medan elektrik (Electric Field). 

Menunjukkan Medan Elektrik yang terdiri garisan Fluks dari pengalir positif ke pengalir negatif. Gambar di ambil daripada https://www.chegg.com/homework-help/questions-and-answers/potential-7-4-cm-point-grid-points-1-cm-apart-note-potential-difference-decreases-uniforml-q7592577

Apabila hujung pengalir terpisah tadi dibesarkan luas keratan rentas seperti dalam gambar di bawah, didapati garisan fluks menjadi lebih banyak, dan keluasan medan elektrik jadi bertambah. 

Jumlah garis fluks medan elektrik(Electric Field) menggambarkan magnitud(kekuatan) daya terhadap cas-cas yang berada didalam medan. 

Semakin jauh cas dari medan elektrik semakin lemah daya medan elektrik (Electric Field) terhadap objek bercas.

Gamabar diambil daripada https://www.researchgate.net/figure/Electric-field-force-lines-between-two-parallel-plates_fig2_283637594

Jadi, dengan kata lain, fenomena diatas menyebabkan cas-cas terkumpul pada dua plat(plate) pengalir, di mana plat positif penuh dengan cas-cas positif (lohong) dan plat negatif penuh dengan cas-cas negatif (elektron bebas). 

Cas-cas terkumpul ini adalah cas statik(pegun) dan menghasilkan daya elektrostatik kepada cas berlawanan (tarik) atau cas bersamaan (tolak) di dalam medan Elektrik. Cas-cas terkumpul menyimpan suatu tenaga sama seperti di dalam tenaga yang terdapat dalam fenomena elektrostatik. 

Penjelasan mudahnya, cas-cas ini terkumpul pada plat kerana cas-cas ini tidak boleh mengalir kerana laluan tersekat oleh penebat(insulator) yang memisahkan dua plat/konduktor itu.

Struktur binaan dan fenomena seperti diatas memberi ilham untuk penciptaan  komponen yang banyak kegunaan dalam bidang elektrik dan elektronik iaitu pemuat(capacitor). 

Kenapa komponen seperti ini dicipta? kerana pemuat(capacitor) boleh menyimpan tenaga dalam bentuk tenaga upaya elektrik(potential electrica energy). Cas-cas statik akan disimpan dalam komponen ini ketika bersambung dengan bekalan, apabila bekalan punca kuasa diputuskan, pemuat akan bertindak sebagai punca kuasa sementara.

Gambar komponen pemuat diambil daripada https://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor

FORMULA KEMUATAN(CAPACITANCE)

Apabila fenomena dua plat yang boleh menyimpan cas terkumpul seperti diatas berlaku, maka ia di katakan mempunyai kemuatan(capacitance). 

Sebagaimana parameter lain seperti Rintangan(Resistance), Saintis juga telah mencipta formula/rumus untuk mengira kemuatan(capacitance) sesuatu. 

Rumus di atas adalah rumus asas untuk mengukur kemuatan sesuatu. Q ialah jumlah cas (dalam kes komponen pemuat merujuk kepada cas terkumpul pada kedua elektrod), berkadar langsung dengan nilai kemuatan, C, jika nilai kemuatan tinggi, bermaksud lebih banyak cas boleh disimpan dan begitulah sebaliknya. Q diukur dalam unit Coulomb.

V pula ialah Beza Upaya/ Voltan (dalam kes komponen pemuat merujuk kepada beza upaya antara kedua elektrod), berkadar songsang dengan kemuatan C,  semakin rendah Volt, semakin tinggi nilai kemuatan dan begitulah sebaliknya.V diukur dalam unit Volt.

Daripada rumus di atas, nilai kemuatan 1 Farad bermaksud, sesuatu itu mampu menampung 1 Coulomb cas (6250000000000000000 elektron) pada setiap 1 Volt..........kadang-kadang bila diberi pernyataan begini, kita sering salah faham bahawa sesuatu kemuatan bernilai 1 Farad hanya boleh dihasilkan oleh sesuatu yang mampu menampung 1 Coulomb cas dan Voltan 1 Volt sahaja, padahal 0.5 Coulomb cas per 0.5 Volt juga boleh memberi nilai kemuatan 1 Farad.

2 Farad pula bermaksud, samada sesuatu itu mampu menampung 2 Coulomb cas pada setiap 1 Volt, atau 1 Coulomb cas pada setiap 0.5 Volt atau ada banyak kemungkinan yang kalian boleh bermain-main dengan nilai pada rumus.

Unit Farad merupakan nilai yang agak besar untuk mengukur kemuatan, kebanyakan komponen-komponen pemuat dalam litar-litar elektronik/elektrik kebanyakan dalam skala yang lebih kecil seperti microFarad(uF), PikoFarad(pF). Namun terdapat juga Supercapacitor yang menggunakan sehingga nilai ribu-ribu Farad.

Terdapat juga rumus kemuatan(capacitance) yang menggambarkan faktor-faktor yang mempengaruhi nilai kemuatan sesuatu.

Dalam formula di atas, C ialah kemuatan(capacitance), A ialah luas keratan rentas plat/konduktor, d ialah jarak antara 2 plat/konduktor dan ε  ialah pemalar dielektrik/ketelusan (permittivity). 

Semakin besar nilai kemuatan(capacitance), C semakin banyak cas-cas boleh disimpan dan begitulah sebaliknya. Semakin banyak cas-cas boleh disimpan semakin tinggilah tenaga elektrik yang boleh disimpan.

Pemalar dielektrik ε bergantung kepada bahan yang digunakan sebagai dielektrik. Dielektrik adalah bahan penebat(insulator) yang digunakan untuk memisahkan kedua-dua plat. Lain bahan penebat yang digunakan, lain nilai pemalarnya. Antara bahan-bahan dielektrik yang digunakan ialah udara/vakuum(ε  = 1), Polistirena(ε  = 2/3), Kertas(ε  = 1), Mika(ε  = 1), Seramik(ε  = 1). Daripada rumus di atas, nilai kemuatan (capacitance) berkadar langsung dengan nilai pemalar dielktrik,  ε  (ε  kurang, nilai kemuatan turun, ε  bertamcah, nilai kemuatan naik)

Keluasan keratan rentas, A ialah luas plat/konduktor. Daripada rumus di atas, nilai kemuatan (capacitance) berkadar langsung dengan keluasan keratan rentas,  A  (A  kurang, nilai kemuatan turun, A  bertamcah, nilai kemuatan naik)

Jarak antara 2 plat, d ialah jarak pemisahan 2 plat oleh bahan dielektrik. Daripada rumus di atas, nilai kemuatan (capacitance) berkadar songsang dengan jarak antara 2 plat,  d  (d  tinggi, nilai kemuatan turun, d  kurang, nilai kemuatan naik)

Dari awal pengenalan sudah diberitahu bahawa kemuatan(capacitance) adalah kemampuan sesuatu untuk menyimpan tenaga. Rumus di atas adalah kaedah pengiraan tenaga yang disimpan oleh pemuat atau sesuatu yang mempunyai kemuatan (capacitance).Ada 3 kaedah yang boleh digunapakai. Q ialah jumlah cas, V ialah beza upaya dan C adalah kemuatan(capacitance).

KEMUATAN(CAPACITANCE) DAN INERTIA

Sesuatu yang mempunyai kemuatan(capacitance) dikatakan  mempunyai inertia. Dalam kata lain, sesuatu yang mempunyai kemuatan (capacitance) itu cenderung untuk mengekalkan keadaan Beza Upaya/Voltan di kedua-dua belah terminalnya (positif dan negatif).

Contohnya pemuat(capacitor).........

Pemuat(capacitor) ketika dicas (Voltan menaik) akan bertindak untuk mengekalkan keadaan Voltannya sebelum ini dengan bertindak sebagai beban, katakanlah pemuat(capacitor) di bawah pada mulanya tiada Voltan (0 V) di kedua-dua terminalnya. Ketika ada bekalan, maka.........untuk melawan perubahan ini, aliran arus masuk kepada pemuat (capacitor) akan jadi terminal negatif (sebab arus mengalir adalah  elektron yang bercas negatif, jadi untuk menentang kemasukan elektron ni, terminal ni kena jadi negatif, sebab negatif dengan negatif akan saling menolak) dan dan tempat arus keluar akan jadi terminal positif.

Kalau perintang (resistor) bertindak sebagai beban akan menyebabkan arus berkurang, Tindakan pemuat(capacitor) sebagai beban akan menyebabkan arus mendahului Voltan (current lead voltage) pada litar yang terlibat dengan pemuat. Jenis Rintangan ini dipanggil Reaktans.  (maksudnya voltan penuh pada pemuat lambat daripada arus maksimum yang melalui pemuat)

Pemuat sebagai beban (Aliran arus mengikut penemuan terbaru dalam sains, iaitu arus bergerak daripada terminal negatif bateri keterminal positif)

Ketika bekalan diputuskan pula, pemuat(capacitor) akan mengalami Nyahcas. Apabila Nyahcas (Voltan menurun), pemuat(capacitor) pun akan berusaha mengekalkan keadaan Voltan pada sebelum bekalan diputuskan. Bagaimana caranya? dengan bertindak sebagai punca kuasa yang membekalkan arus, maka untuk menentang perubahan ini, aliran arus akan keluar daripada terminal negatif dan masuk ke terminal negatif, pada masa yang sama arus itu akan melalui komponen-komponen lain disepanjang aliran arus, sebab itu kalau kita lihat pada gambar di bawah, terminal pada pemuat(capacitor) kekal pada tempatnya (positif dan negatifnya)

Apabila bekalan diputuskan, pemuat akan bertindak sebagai punca kuasa untuk mengekalkan polariti

JENIS SAMBUNGAN DAN KIRAAN JUMLAH KEMUATAN(CAPACITANCE)

Nilai kemuatan banyak berguna dalam litar berkaitan elektrik atau elektronik. Pemuat (capacitor) adalah komponen yang direka cipta untuk mempunyai nilai kemuatan (capacitance) tertentu, sama seperti perintang(resistor) direkacipta untuk mempunyai nilai rintangan(resistance) tertentu. Pemuat (capacitor) boleh di sambung secara siri atau selari, atau gabungan siri dan selari didalam litar elektrik atau elektronik.

Untuk mereka yang belajar dan ahli didalam bidang elektrik atau elektronik, rumus di bawah adalah suatu rumus asas yang biasa untuk mengira jumlah kemuatan untuk setiap sambungan(siri atau selari)

Formula kemuatan untuk sambungan sesiri (dalam gambar ada 2 pemuat sahaja, tetapi formula ini boleh dipakai untuk pemuat lebih dari 2)

C _T  =  C₁ + C₂ + C₃ + ……. C_N

Formula jumlah kemuatan untuk sambungan selari ((dalam gambar ada 2 pemuat sahaja, tetapi formula ini boleh dipakai untuk pemuat lebih dari 2)

FENOMENA KEMUATAN(CAPACITANCE) SELAIN KOMPONEN PEMUAT(CAPACITOR)

Selain aplikasi dalam komponen pemuat yang banyak digunakan didalam litar elektrik/elektronik. Fenomena kemuatan (capacitance) juga berlaku pada alam sekitar. Contoh paling terdekat dan sering berlaku adalah kilat.

Kilat menyambar antara awan di langit adalah disebabkan kesan kemuatan(capacitance). Secara ringkasnya, berlaku proses kondensasi terhadap wap air yang tersejat dari permukaan bumi pada gumpalan-gumpalan awan dilangit menghasilkan ais dan titisan air................Geseran ais dan titisan air (fenomena elektrostatik) di awan menyebabkan ada gumpalan awan yang bercas lebih positif dari awan yang lain (awan ini akan menjadi terminal positif)................... manakala ada awan yang bercas lebih negatif daripada yang lain (awan ini akan menjadi terminal negatif). Ruang udara antara awan-awan ini pula, bertindak sebagai dielektrik yang memisahkan antara awan. 

Perlu diingat bahawa, penebat/dielektrik walaupun sifatnya tidak boleh mengalirkan arus, tetapi penebat ada had Voltan/beza upaya setakat mana ia masih boleh bersifat sebagai penebat. Jika beza upaya/Voltan ini dilangkaui, penebat akan hilang kemampuannya untuk menghalang arus elektrik dan mula bertukar menjadi pengalir yang lemah. Sebab itu pada mana-mana penebat yang digunakan untuk menyalut pengalir, dilabelkan had Voltan/beza upaya yang boleh dikenakan.

Jadi,..............apabila beza upaya/Voltan cukup tinggi antara awan positif dan negatif, molekul-molekul udara akan mengalami pengionan (atom yang bertukar menjadi ion) dan hilang sifat penebatnya (kerana ion-ion boleh mengalirkan arus), menyebabkan cas-cas daripada awan yang negatif menyahcas ke arah awan yang positif dalam masa yang sangat-sangat singkat.

Kesan daripada proses discas yang pantas inilah yang kita nampak sebagai kilat, dimana tenaga elektrik ditukarkan kepada tenaga cahaya dan bunyi.

Gambar diambil daripada https://www.physics-and-radio-electronics.com/blog/lightning-lightning-works/

Begitu juga kilat antara langit dan bumi. Cas yang berlawanan (positif atau negatif) terbentuk pada permukaan bumi. Apabila cas terkumpul cukup banyak, menghasilkan beza upaya yang cukup tinggi untuk mengionkan udara antara awan dan bumi, menyebabkan udara bertukar daripada penebat kepada pengalir yang lemah. Apabila ini berlaku, proses discas yang pantas akan berlaku antar awan dan bumi, menghasilkan kilat.

Gambar diambil daripada https://www.geeksforgeeks.org/how-lightning-works/

Read More

Adi Pengalir (Superconductor)

Orang yang mempunyai pendidikan formal dalam bidang teknologi elektrik selalunya akan melihat bahan-bahan yang terdapat dalam dunia ini kepada 3 kategori iaitu Pengalir, Penebat dan separuh pengalir. 

Gambar diambil daripada Oak Ridge National Laboratory menunjukkan bahan magnetik ini terapung terapung diatas bahan adi pengalir yang mengalirkan arus elektrik

Bahan pengalir walaupun boleh mengalirkan arus elektrik, sebenarnya masih mempunyai sedikit rintangan terhadap arus elektrik pada suhu bilik (20-30 darjah selsius), apabila suhu diturunkan sampai kepada suatu tahap di mana bahan pengalir boleh mencapai sifar rintangan terhadap arus elektrik, pada tahap ini, bahan itu sudah berubah menjadi adi pengalir (super conductor) contohnya unsur plumbum dan merkuri yang disejukkan pada suhu lampau sejuk.

Pengalir bahan boleh mencapai sifat sifar rintangan ini pada suhu-suhu tertentu dibawah suhu bilik yang dipanggil suhu kritikal (bermaksud perlu ada mekanisme untuk menyejukkan bahan itu agar bahan mencapai sifar rintangan). Lain unsur mempunyai suhu kritikal yang berbeza, tetapi kebanyakannya dibawah -253 darjah selsius atau 20 Kelvin.

KAJIAN BERTERUSAN

Para Saintis dan pengkaji terus mengkaji untuk menghasilkan bahan yang yang boleh beroperasi sebagai adi pengalir (sifar rintangan) pada suhu yang mendekati suhu bilik (sekitar 20-30 darjah selsius) dan juga tekanan atmosfera, agar bahan itu dapat digunakan secara praktikal, tanpa mekanisme penyejukan serta mekanisme tekanan tinggi, yang menjadikan aplikasi adi pengalir ini kurang ekonomik. 

Pada tahun 2020, Ranga Dias pengkaji dari Universiti Rochester, NY mendakwa berhasil menghasilkan adi pengalir iaitu sebatian yang terdiri daripada Karbon, Hidrogen dan Sulfur, yang boleh beroperasi pada suhu bilik, tetapi perlukan tekanan yang tinggi pula iaitu sebanyak 270Gpa. Namun terdapat skandal terhadap kajian beliau antaranya pemalsuan data dan plagiarism didalam kertas kerjanya.

Pada tahun 2022 pula terdapat dakwaan daripada pengkaji dari Korea Selatan, dengan menamakan sebatian yang dihasilkan mereka LK-99, adalah bahan adi pengalir yang boleh beroperasi pada suhu bilik dan tekanan atmosfera, namun akhirnya dakwaan itu disangkal kerana apabila ujikaji itu di ulang oleh saintis/pengkaji lain, bahan itu tidak menunjukkan keputusan yang sama. Dalam dunia sains, suatu ujikaji/eksperimen hanya dapat disahkan jika keputusan sama eksperimen itu berjaya diulang menggunakan prosedur, pembolehubah yang sama.

TEKNOLOGI ADI PENGALIR (SUPERKONDUKTOR)

Jadi sehingga saat ini, aplikasi teknologi adi pengalir masih memerlukan mekanisme penyejukan. Teknologi penyejukan yang digunakan sekarang terdiri daripada 2 iaitu Adi pengalir Suhu Rendah iaitu LTS (Low Temperature Superconductor) dan Adi pengalir Suhu Tinggi iaitu HTS (High Temperatur Superconductor).

LTS menggunakan cecair helium yang sangat mahal untuk mengekalkan suhu bahan pada -273 sehingga -263 darjah selsius (bahan itu menjadi adipengalir pada julat suhu ini), contoh unsur ialah plumbum dan merkuri. Alumuniun dan Nobium juga boleh menjadi adipengalir menggunakan LTS, tetapi pada suhu yang lebih tinggi daripada suhu kritikal plumbum dan merkuri. Bahan-bahan adi pengalir yang digunakan dalam LTS adalah bahan adi pengalir jenis I (Type I Superconductor) kebanyakan dari unsur logam dan Aloi.

HTS menggunakan cecair Nitrogen yang jauh lebih murah untuk mengekalkan suhu bahan pada -196 darjah selsius (bahan itu menjadi adipengalir pada suhu melebihi - 263 darjah selsius). Kebanyakan bahan adipengalir dalam teknologi HTS ialah bahan seramik seperti seramik Lantanum dan seramik Lantanum strontium. Bahan-bahan adi pengalir yang digunakan dalam LTS adalah bahan adi pengalir jenis II (Type II Superconductor). Gambarajah dibawah adalah model kabel adi pengalir HTS.

Gambar ini di ambil daripada laman https://transformers-magazine.com/magazine/an-accurate-model-of-the-high-temperature-superconducting-cable-by-using-stochastic-methods/. Dalam gambar ini, LN2 Path adalah laluan cecair Nitrogen yang bertindak sebagai agen penyejukan.

APLIKASI ADI PENGALIR

Setakat ini aplikasi adi pengalir dalam industri dan teknologi semasa amatlah terhad. Walaubagaimanapun, teknologi ini menjanjikan revolusi teknologi yang lebih mapan. Berikut antara aplikasi adipengalir.....

1. Projek AmpaCity, Essen Germany tahun 2013

Gambar di ambil daripada dokumen CIRED - paper 0678

Menjadi projek penghantaran tenaga elektrik pertama di dunia menggunakan teknologi adi pengalir HTS. Penggunaan adi pengalir dalam penghantaran antara 2 pencawang sejauh 1 km dapat menyelesaikan masalah kehilangan kuasa sebagaimana yang dialami oleh pengalir biasa. Malah kabel HTS mampu membawa 5 kali ganda arus elektrik berbanding kabel konvensional.

                        Proses menarik Kabel HTS dalam projek AmpaCity.Gambar di ambil daripada dokumen CIRED - paper 0678

Penggunaan Pengubah (Transformer) Voltan Tinggi, serta perkakas Voltan Tinggi yang bersaiz besar juga dapat dikurangkan kerana kemampuan kabel HTS untuk memindahkan arus elektrik yang lebih besar pada Pengubah (Transformer) Voltan Sederhana

Model Kabel HTS daripada Nexans. Gambar di ambil daripada dokumen CIRED - paper 0678. 

Lakaran Sistem Penyejukan kabel HTS.Gambar di ambil daripada dokumen CIRED - paper 0678. 

2. Pengubah Adi Pengalir (Superconducting Transformer)

Pengubah HTS diramalkan bakal menggantikan teknologi Pengubah Konvensional yang lebih efisien (tiada kehilangan kuasa) dengan saiz yang lebih kecil, serta kurang risiko untuk kebakaran (tidak perlu media penyejukan seperti minyak, vakum, SF6)

Perbandingan Transformer Konvensional dan Transformer HTS Gambar diambil daripada https://indico.cern.ch/event/626654/attachments/1523851/2381804/Superconducting_Transformers_-_Dr._Mathias_Noe.pdf

3. Motor dan Penjana teknologi Adi Pengalir (Superconductive motor and generator)

Sama seperti Pengubah (Transformer), Motor dan Penjana (Generator) yang juga menggunakan prinsip elektromagnet akan mendapat manfaat dari penggunaan bahan adi pengalir. Tenaga yang dihasilkan lebih cekap kerana kurang kehilangan kuasa yang disebabkan oleh kehilangan kuprum (copper losses), kehilangan kuprum boleh menyebabkan penggunaan tenaga elektrik yang tinggi kerana lebih tenaga diperlukan untuk menghasilkan medan magnet untuk melakukan kerja (daya kilas yang menghasilkan putaran), manakala untuk Penjana, medan magnet digunakan untuk menghasilkan Beza Upaya (Voltan)

(i)Motor Superkonduktif (ii) Penjana Superkonduktif Gambar diambil daripada https://www.researchgate.net/figure/i-Superconducting-motor-ii-Superconducting-Generator-18_fig7_333660897

Di samping itu,menggunakan teknologi adi pengalir ini,  saiz jentera (Motor atau Penjana) dapat dikurangkan ini. Teknologi ini juga memungkinkan penggunaan tenaga elektrik sepenuhnya pada kenderaan, kapal terbang mahupun kapal laut yang menggunakan tenaga putaran seperti motor untuk menggantikan enjin yang bersifat mekanikal.

4. Teknologi Magnetik Resonance Imaging (MRI)

Perlu diingat bukan semua MRI menggunakan teknologi Adi Pengalir, ada jenis MRI yang menggunakan Magnet kekal dan ada juga menggunakan pengalir biasa seperti kuprum dalam binaan gegelung elektromagnetnya.

Untuk MRI yang menggunakan teknologi Adi Pengalir pula, Adi pengalir digunakan untuk menghasilkan medan magnet yang tinggi dalam gegelung. Jika menggunakan pengalir biasa, halangan untuk menghasilkan medan magnet yang besar terbantut kerana rintangan yang tinggi akan menyebabkan kehilangan kuprum (copper losses), sedangkan penghasilan medan magnet berkadar terus dengan arus yang mengalir pada gegelung (coil).

Bahan adi pengalir yang digunakan dalam kebanyakan pengimbas MRI jenis superkonduktor adalah niobium-titanium (NbTi) yang menjadi adi pengalir pada suhu -264 darjah selsius. Cecair penyejuk yang digunakan adalah Helium

Gambar sebuah MRI di ambil daripada https://outreach.phy.cam.ac.uk/programme/physicsatwork/physics-work-2023-exhibitor-guide/exhibit-10-quantum-matter-research-group

 

Read More

Pengalir (Conductor)

Dalam pengajian bidang Elektrikal secara formal, selalunya pelajar-pelajar akan diajar tentang pengklasifasian bahan-bahan yang terdapat dalam dunia ini kepada 3 kelas, iaitu Pengalir (Conductor), Penebat (Insulator) dan Separuh Pengalir (Semiconductor)

Gambar diambil daripada laman https://www.metalmenrecycling.com.au/top-4-most-conductive-metals/

Pengalir ialah bahan yang membenarkan arus elektrik melaluinya, oleh kerana itu, bahan ini selalu digunakan dalam pembuatan wayar, kabel, talian dan sebagainya. Wayar/kabel ini pula banyak aplikasinya dalam bidang elektrik dan elektronik, ia digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen dalam litar elektrik atau elektronik baik jauh ataupun dekat, selama mana teknologi tanpa wayar tidak terlibat.

Lihat gambar pendawaian di atas, semua komponen lampu, kipas, soket, suis dan alat perlindungan dihubungkan oleh pengalir. Gambar diambil daripada laman https://www.youtube.com/watch?v=5lR5nf3gR8c

Pada skala yang lebih kecil, pengalir juga digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen dalam litar elektronik. Gambar diambil daripada https://www.123rf.com/photo_161165998_close-up-of-a-modern-blue-printed-circuit-board-%28pcb%29-with-stripes-of-conductors-between-a-transistor-and-an-electronic-equipment-processor..html

TEORI PENGALIR

Semua Jirim dalam dunia ini terdiri daripada atom. Atom pula terdiri daripada Nukleus (Proton dan Neutron) dan Elektron. Elektron ialah sub zarah yang bercas negatif, ada elektron yang terikat dalam struktur atom atau sebatian, tetapi ada juga elektron yang tidak terikat dengan mana-mana atom. Elektron ini dipanggil elektron bebas (free elektron). 

Bahan yang membenarkan arus elektrik melaluinya mempunyai banyak elektron bebas (free electron). Elektron bebas (free electron) ini bergerak secara rawak dalam keadaan suhu bilik dan tekanan atmosfera. Apabila kedua-dua hujung kabel dikenakan beza upaya atau daya gerak elektrik (daripada punca kuasa seperti bateri/penjana), elektron bebas (free electron) ini akan bergerak secara seragam daripada terminal negatif ke terminal positif punca kuasa elektrik.

Daripada rajah di atas menunjukkan 1(a) keadaan sebelum ada Daya Gerak Elektrik dan 1(b) Setelah Daya Gerak Elektrik. Gambar ini di ambil daripada https://www.schoolphysics.co.uk/age11-14/Electricity%20and%20magnetism/Current%20electricity/text/Electric_current/index.html

BAHAN PENGALIR

Bahan pengalir kebanyakannya terdiri daripada logam, jika merujuk kepada jadual berkala unsur bahan pengalir ini ada terdapat dalam Kumpulan 1 (kecuali Hidrogen), Kumpulan 2, Unsur-unsur Peralihan (Lajur 3-12), Kumpulan 3 (kecuali Boron), Kumpulan 4 (kecuali Karbon, Silikon dan Germanium), Kumpulan 5 (kecuali Nitrogen, Posforus, Arsenik dan Antimoni), Kumpulan 6 (kecuali Oksigen, Sulfur, Selenium, Telerium dan Polonium), Semua bahan dalam Siri Lantanida dan Aktinida.

Gambar dibambil daripada https://canov.jergym.cz/vyhledav/varianty/malaysia.html

Selain Logam, terdapat juga gas yang boleh mengalirkan arus elektrik, tetapi pada Voltan yang tinggi. Seperti Gas Neon (menghasilkan cahaya oren apabila arus melaluinya),

Larutan Asid, Larutan Alkali dan air yang mengandungi garam/mineral juga boleh mengalirkan arus elektrik sebagaimana yang kita boleh lihat aplikasinya didalam bateri kenderaan.

KERINTANGAN

Walaupun bahan-bahan yang dinyatakan tadi semua boleh mengalirkan arus elektrik, namun semua bahan masih mempunyai sedikit rintangan terhadap arus elektrik pada suhu bilik(20-30 darjah selsius). Sifat inilah yang dipanggil kerintangan (resistivity). kerintangan(resistivity) ini ialah malar bagi setiap bahan, dan dimasukkan dalam pengiraan formula Rintangan (Resistance). Setiap bahan mempunyai pemalar kerintangan (resistivity) yang berbeza, dengan kata lain, pada dimensi yang sama (Luas keratan rentas dan panjang), Rintangan setiap bahan adalah berbeza.

Gambar diambil daripada https://www.cbsetuts.com/resistivity-of-materials/

Jadual diatas menunjukkan perbandingan kerintangan(resistivity) setiap bahan. Kerintangan (resistivity) merupakan antara faktor pemilihan bahan dalam pembuatan konduktor, selain faktor-faktor lain seperti ringan/berat, murah/mahal, kadar hakisan, mudah ditempa serta mudah didapati. 

Daripada jadual di atas juga kita boleh nampak, ada antara bahan-bahan ini yang telah di aloikan untuk mendapatkan sifat-sifat pada bahan lain, contohnya Tembaga iaitu Kuprum, lebih rendah kerintangannya (resisitivity) daripada unsur Nikel, tapi kuprum mudah terhakis sedangkan Nikel pula tahan hakisan, jadi untuk mendapatkan bahan pengalir yang mempunyai sifat kerintangan (resistivity) yang rendah serta tahan hakisan, maka Kuprum dialoikan dengan Nikel.

Perlu diingat, nilai kerintangan(resistivity) ini malar jika bahan ini berada pada suhu bilik (20-30 darjah celsius). Semakin meningkat suhu, kerintangan bahan akan jadi semakin bertambah dan semakin sukar untuk mengalirkan arus elektrik, menyebabkan bahan ini akan menjadi panas. Sebaliknya, semakin menurun suhu, semakin kurang rintangan bahan terhadap arus elektrik, bahkan sampai satu tahap, bahan akan mencapai ke satu tahap sifar rintangan, pada suhu ini, bahan akan bertindak menjadi adi pengalir (super conductor). Ciri-ciri ini terjadi pada unsur-unsur yang mempunyai pemalar termal positif (Positive Thermal Coefficient) yang kebanyakannya adalah unsur-unsur logam, manakala untuk unsur-unsur yang mempunyai pemalar termal negatif (Negative Thermal Coefficient) pula, berlaku sebaliknya iaitu suhu bertambah, rintangan menurun, suhu berkurang, rintangan bertambah.

APLIKASI PENGALIR

Sebagaimana yang telah dinyatakan di atas, bahan yang mempunyai sifat pengalir ini banyak digunakan untuk membuat wayar dan kabel, untuk menghubungkan komponen-komponen dalam litar elektrik/elektronik. Pengalir yang sudah ditempa dalam bentuk silinder memanjang ini, akan disalut oleh bahan penebat contohnya PVC untuk mengelakkan renjatan elektrik.

Gambar dibawah ialah wayar yang biasa digunakan dalam litar pendawaian domestik. Ada 2 jenis iaitu jenis berlembar (stranded) dan jenis pejal (solid). Jenis berlembar (stranded) terdiri daripada banyak lembaran wayar kecil didalam, kelebihan wayar jenis ini ialah ia lebih anjal dan tidak mudah patah, sesuai digunakan dalam pemasangan yang berliku-liku dan berhalangan. Jenis pejal (solid) pula tidak sesuai digunakan dalam pemasangan yang berliku, tetapi dalam pemasangan yang lurus, wayar jenis pejal (solid) lebih kuat terhadap daya tarikan semasa merentang kabel daripada yang jenis berlembar (stranded), serta mempunyai kapasiti membawa arus yang lebih tinggi. Wayar jenis ini biasa digunakan untuk kegunaan di luar bangunan untuk sambungan pada jarak yang lebih jauh.

Gambar diambil daripada https://zwcables.com/stranded-copper-wire/

Gambarajah di bawah pula ialah gambar binaan kabel bawah tanah yang juga digunakan untuk menghubungkan perkakas-perkakas dalam sistem bekalan kuasa. Kabel dibawah contoh kabel 4 teras (4 core) yang biasa digunakan menghubungkan talian 3 fasa. Sama seperti wayar domestik, pengalir(conductor) yang digunakan ada yang jenis berlembar(stranded) dan pejal(solid), kabel bawah tanah di reka dengan tambahan perlindungan mekanikal (besi keluli, lapisan PVC/XLPE) seperti dalam gambarajah struktur binaan di bawah, untul melindungi daripada kerosakan dan kelembapan dalam bawah tanah.

                               

Gambar Underground cable di ambil daripada https://yifangcable.en.made-in-china.com/product/JvAnKmWTDfrQ/China-Underground-Cable-SteelWire-TypeArmoured-Copper-XLPE-Insulated-Armoured-Underground-Power-Cable.html

Struktur binaan kabel bawah tanah. Gambar di ambil daripada https://electricalbaba.com/underground-cable-introduction-and-construction/

Kaedah pemasangan kabel bawah tanah sering menjadi pilihan terutamanya di bandar-bandar, taman perumahan, pencawang, bangunan kerana lebih nampak kemas (tidak berserabut), dan tidak mudah terdedah kepada cuaca seperti angin ribut yang menyebabkan pokok jatuh menimpa talian atas. Gambar di ambil daripada laman https://www.electricalindia.in/underground-cables/

Selain berfungsi sebagai penyampai bekalan kuasa (Voltan dan Arus), pengalir juga ada yang fungsinya untuk menyampaikan maklumat/data antara dua atau lebih perkakas yang boleh berkomunikasi antara satu sama lain.

Data/maklumat pun sebenarnya dalam Voltan atau Arus yang berada dalam format-format/protokol tertentu mengikut jenis sistem komunikasi yang digunakan. Kabel data kebiasaannya gabungan beberapa wayar yang ada yang setiap akan dimatikan pada pin penyambung (connector). Wayar-wayar kecil akan di pintal untuk mengurangkan gangguan signal dari luar. Lihat gambarajah di bawah, pasti nampak familiar dengan kabel-kabel ini bukan?

Kabel LAN

Kabel USB

Kabel Coax

Kabel Rs232

Kabel-kabel dalam Personal Desktop

Bahan-bahan pengalir juga banyak digunakan dalam pembuatan aksesori-aksesori elektrik. Pemilihan bahan bergantung pada kefungsian lain selain pengalir. Sebagai contoh pemegang Fius dalam kepala plug dibawah menggunakan Gangsa Fosfor (Aloi Kuprum dan Tin)  dengan sedikit unsur Fosforus, mempunyai sifat kepegasan (springy) yang sesuai untuk memegang fius. Manakala pin dibuat daripada loyang (Aloi Kuprum dan Zinc) kerana lebih tahan lama daripada menggunakan unsur kuprum, kerana kepala plug sering masuk dan keluar daripada soket.

Read More