Jika anda pernah melihat ribut petir, dengan kilat yang sedang sambar menyambar dari langit menuju ke tanah, mungkin anda mempunyai sedikit idea mengenai elektrik. Sambaran kilat yang tiba – tiba, yang hebat antara langit dan bumi. Tenaga satu kilat mencukupi untuk menyalakan 100 lampu yang berkuasa sepanjang hari atau boleh membuat beberapa ratus ribu keping roti bakar!.
(‘If you've ever sat watching a thunderstorm, with mighty lightning bolts darting down from the sky, you'll have some idea of the power of electricity. A bolt of lightning is a sudden, massive surge of electricity between the sky and the ground beneath. The energy in a single lightning bolt is enough to light 100 powerful lamps for a whole day or to make a couple of hundred thousand slices of toast!’)
Apakah itu Elektrik (‘What is electricity?’)
Elektrik adalah sejenis tenaga yang boleh terbentuk pada satu kawasan atau mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Apabila elektrik berada pada satu – satu kawasan ia dikenali sebagai elektrik statik (perkataan statik bermaksud suatu benda yang tidak bergerak), elektrik yang bergerak pula dikenali sebagai arus elektrik.
(‘Electricity is a type of energy that can build up in one place or flow from one place to another. When electricity gathers in one place it is known as static electricity (the word static means something that does not move); electricity that moves from one place to another is called current electricity.’)
Elektrik Statik (‘Static electricity’)
Elektrik statik selalunya berlaku apabila kita menggosok dua benda bersama. Jika kita menggosok balon dengan baju anda 20 atau 30 kali, kita akan mendapati bahawa balaon itu akan melekat pada baju kita. Ini berlaku kerana menggosokkan balon memberikan ia cas elektrik. Cas ini membuatkan balon itu melekat pada baju kita seperti magnet, kerana baju kita memperolehi cas elektrik yang berlawanan. Oleh itu baju dan balon akan menarik antara satu sama lain seperti dua hujung kutub sebiah magnet.
(‘Static electricity often happens when you rub things together. If you rub a balloon against your jumper 20 or 30 times, you'll find the balloon sticks to you. This happens because rubbing the balloon gives it an electric charge (a small amount of electricity). The charge makes it stick to your jumper like a magnet, because your jumper gains an opposite electric charge. So your jumper and the balloon attract one another like the opposite ends of two magnets.’)
Apabila kita berjalan di atas hamparan nilon atau permaidani, dan kemudian kita memegang sesuatu seperti logam, contohnya tombol pintu atau kepala paip, kita akan mendapat kejutan elektrik – rasa seperti dicucuk. Ini berlaku kerana apabila kita berjalan di atas hamparan tersebut, kaki kita akan bergeser dengannya. Badan kita akan membina cas elektrik, apabila kita memegang logam, cas itu kemudian akan bergerak tiba – tiba menuju Bumi – itulah kejutan elektrik yang dirasai.
(‘Have you ever walked across a nylon rug or carpet and felt a slight tingling sensation? Then touched something metal, like a door knob or a faucet, and felt a sharp pain in your hand? That is an example of an electric shock. When you walk across the rug, your feet are rubbing against it. Your body gradually builds up an electric charge, which is the tingling you can sense. When you touch metal, the charge runs instantly to Earth—and that's the shock you feel.’)
Kilat juga disebabkan oleh elektrik statik. Apabila awan hujan bergerak menerusi langit, awan – awan itu akan bergeser dengan udara di sekelilingnya. Ini menyebabkan terhasilnya cas – cas elektrik yang sangat besar. Kemudian, apabila cas – cas cukup besar, ia akan menyambar ke Bumi sebagai kilat. Kita selalu rasa seperti dicucuk di dalam udara apabila ribut berdekatan. Ini adalah elektrik dalam udara di sekeliling kita. Sedikit fakta tentang kilat, sila klik di sini.
(‘Lightning is also caused by static electricity. As rain clouds moved through the sky, they rub against the air around them. This makes them build up a huge electric charge. Eventually, when the charge is big enough, it leaps to Earth as a bolt of lightning. You can often feel the tingling in the air when a storm is brewing nearby. This is the electricity in the air around you. Some facts about lightning, please click here.’)
Arus Elektrik (‘Electric Current’)
Elektrik amat penting dalam kehidupan kita. Elektrik menyalakan lampu di rumah kita, memasak makanan, menghidupkan komputer, televisyen dan lain – lain alat elektronik. Elektrik daripada bateri membolehkan kereta bergerak dan menyalakan lampu suluh kita.
(‘Electricity figures everywhere in our lives. Electricity lights up our homes, cooks our food, powers our computers, television sets, and other electronic devices. Electricity from batteries keeps our cars running and makes our flashlights shine in the dark.’)
Tapi apakah elektrik? Dari mana ia datang? Bagaimana ia berfungsi? Sebelum itu mari kita belajar sedikit mengenai atom dan strukturnya kerana ia berkait dengan elektrik.
(‘But what is electricity? Where does it come from? How does it work? Before we understand all that, we need to know a little bit about atoms and their structure because it is realted to electricity.’)
Atom dan Strukturnya (‘Atoms and Their Structure’)
Semua benda atau jirim terdiri daripada atom, dan atom terdiri daripada bahagian – bahagian kecil yang dikenali sebagai zarah. Tiga zarah yang membina atom ialah proton, neutron dan elektron.
(‘All matter is made up of atoms, and atoms are made up of smaller particles. The three main particles making up an atom are the proton, the neutron and the electron.’)
Elektron beredar mengelilingi pusat, atau nukleus, suatu atom, sama cara dengan bulan beredar mengelilingi Bumi. Nukleus terdiri daripada neutron dan proton.
(‘Electrons spin around the center, or nucleus, of atoms, in the same way the moon spins around the earth. The nucleus is made up of neutrons and protons.’)
Elektron bercas negatif, proton bercas positif. Neutron bersifat neutral – mereka bercas samaada negatif atau positif.
(‘Electrons contain a negative charge, protons a positive charge. Neutrons are neutral - they have neither a positive nor a negative charge.’)
Terdapat pelbagai jenis atom, satu untuk setiap jenis elemen (unsur). Satu atom adalah sebahagian yang membentuk satu elemen. Terdapat sebanyak 118 jenis elemen yang telah diketahui yang membentuk pelbagai benda! Sesetengah elemen sepetri oksigen yang kita sedut amat penting dalam kehidupan.
(‘There are many different kinds of atoms, one for each type of element. An atom is a single part that makes up an element. There are 118 different known elements that make up everything! Some elements like oxygen we breathe are essential to life.’)
Setiap atom mempunyai bilangan elektron, proton dan neutron yang khusus. Tidak kira berapa banyak zarah – zarah yang dimiliki atom, bilangan elektron perlu sama dengan bilangan proton. Jika bilangannya sama, atom berkenaan adalah seimbang, dan ia amat stabil.
(‘Each atom has a specific number of electrons, protons and neutrons. But no matter how many particles an atom has, the number of electrons usually needs to be the same as the number of protons. If the numbers are the same, the atom is called balanced, and it is very stable.’)
Jadi, jika satu atom mempunyai enam proton, ia sepatutnya mempunyai enam elektron. Elemen yang mempunyai enam proton dan enam elektron dikenali sebagai karbon. Karbon dijumpai banyak pada Matahari, bintang, komet, atmosfera kebanyakan planet, dan makanan yang kita makan. Arang batu diperbuat daripada karbon; begitu juga berlian.
(‘So, if an atom had six protons, it should also have six electrons. The element with six protons and six electrons is called carbon. Carbon is found in abundance in the sun, stars, comets, atmospheres of most planets, and the food we eat. Coal is made of carbon; so are diamonds.’)
Sesetengah atom akan kehilangan elektron. Suatu atom yang kehilangan elektron mempunyai lebih banyak proton berbanding elektron dan ia bercas positif. Suatu atom yang memperolehi elektron mempunyai lebih banyak zarah negatif dan ia bercas negatif. Atom yang dicaskan dikenali sebagai ‘ion’.
(‘Some kinds of atoms have loosely attached electrons. An atom that loses electrons has more protons than electrons and is positively charged. An atom that gains electrons has more negative particles and is negatively charge. A "charged" atom is called an "ion."’)
Elektron boleh bergerak dari satu atom ke satu atom yang lain. Apabila elektron – elektron tersebut bergerak antara atom – atom, arus elektrik terbentuk. Elektron yang bergerak dari satu atom ke atom yang lain dalam satu ‘aliran’. Satu elektron akan diikat dan satu elektron akan disingkirkan.
(‘Electrons can be made to move from one atom to another. When those electrons move between the atoms, a current of electricity is created. The electrons move from one atom to another in a "flow." One electron is attached and another electron is lost.’)
Elektrik yang bergerak sepanjang wayar dan litar. Cas bergerak dari satu atom ke atom apabila elektrik mengalir.
(‘Electricity passing along a wire and a circuit. The charge is passed from atom to atom when electricity is "passed."’)
Semua atom perlu dalam keadaan seimbang, atom yang tidak seimbang akan menarik sebarang elektron bebas untuk mengisi tempat elektron yang hilang. Kita boleh kata bahawa atom yang tidak seimbang adalah bercas positif (+) kerana ia mempunyai lebih banyak proton (+).
(‘Since all atoms want to be balanced, the atom that has been "unbalanced" will look for a free electron to fill the place of the missing one. We say that this unbalanced atom has a "positive charge" (+) because it has too many protons.’)
Apabila elektorn disingkirkan, elektron bebas akan mencari atom yang tidak seimbang untuk mengikat dengan atom tersebut. Elektron bebas bercas negatif, dan tidak ada proton untuk mengimbanginya, oleh itu ia bercas negatif (-).
(‘Since it got kicked off, the free electron moves around waiting for an unbalanced atom to give it a home. The free electron charge is negative, and has no proton to balance it out, so we say that it has a "negative charge" (-).‘)
Jadi Apa Kaitan Cas Positif dan Negatif dengan Elektrik?
(‘So what do positive and negative charges have to do with electricity?’)
Atom yang positif memmerlukan elektron yang bersifat negatif agar ia boleh berada dalam keadaan seimbang, ia mempunyai tarikan yang kuat untuk elektron. Elektron juga mahu menjadi sebahagian daripada atom yang seimbang, oleh itu ia mudah tertarik ke atom yang bersifat positif. Jadi, positif menarik negatif untuk menjadi seimbang.
(‘Since positive atoms want negative electrons so they can be balanced, they have a strong attraction for the electrons. The electrons also want to be part of a balanced atom, so they have a strong attraction to the positive atoms. So, the positive attracts the negative to balance out.’)
Semakin atom bersifat positif atau semakin banyak elektron negatif, semakin kuat tarikan. Apabila kita mempunyai kedua – dua kumpulan cas positif dan negatif yang tertarik antara satu sama lain, kita panggil ‘cas’ tarikan penuh.
(‘The more positive atoms or negative electrons you have, the stronger the attraction for the other. Since we have both positive and negative charged groups attracted to each other, we call the total attraction "charge."’)
Apabila elektron bergerak dalam lingkungan atom sesuatu jirim, arus elektrik akan terbentuk. Inilah yang terjadi pada seutas wayar. Elektron dipindahkan dari satu atom ke atom yang lain, menghasilkan arus elektrik dari satu hujung ke hujung yang satu lagi, seperti yang digambarkan dalam rajah di atas.
(‘When electrons move among the atoms of matter, a current of electricity is created. This is what happens in a piece of wire. The electrons are passed from atom to atom, creating an electrical current from one end to other, just like in the picture.’)
Kebolehan sesuatu benda mengkonduksikan elektrik adalah berbeza – beza. Ukuran rintangannya menentukan kebolehannya mengkonduksikan elektrik. Ada benda yang mengikat elektronnya dengan kuat. Oleh itu elektron tidak dapat bergerak dengan baik. Benda ini dipanggil sebagai penebat. Getah, plastik, kain, kaca dan udara yang kering adalah contoh – contoh penebat yang baik dan mempunyai tinggi rintangannya.
(‘Electricity is conducted through some things better than others do. Its resistance measures how well something conducts electricity. Some things hold their electrons very tightly. Electrons do not move through them very well. These things are called insulators. Rubber, plastic, cloth, glass and dry air are good insulators and have very high resistance.’)
Sesetengah benda mudah untuk kehilangan elektron, yang mana mudah bergerak menerusi mereka dengan mudah. Ini dikenali sebagai konduktor. Kebanyakan logam - seperti tembaga (kuprum – logam berwarna merah keperangan berkilat), aluminium atau keluli – merupakan konduktor yang baik.
(‘Other materials have some loosely held electrons, which move through them very easily. These are called conductors. Most metals - like copper, aluminum or steel - are good conductors.’)
Lihat video di bawah mengenai bagaimana elektrik terhasil :
(‘Watch the following video about how electricity is formed’)
Video 1
Video 2
Lebih maklumat mengenai bagaimana elektrik terhasil, sila klik di sini :
(‘More information about how electricity is formed, click here’)
sciencemadesimple, sciencetech, eia
Sumber rujukan : energyquest, explainthatstuff
Tiada ulasan:
Catat Ulasan