Arus ialah kelajuan aliran cas. Cas tersimpan ialah jumlah cas yang berada pada sesuatu objek. Yang pertama diukur dalam ampere dan menerangkan pergerakan. Yang kedua diukur dalam coulomb dan menerangkan jumlah.
Pelajaran ini menggabungkan pengecasan melalui pemindahan elektron dan arus daripada cas dan masa, kerana yang satu menerangkan cas tersimpan dan yang lain menerangkan cas yang bergerak.
Mengapa ia mudah dikelirukan?
Kedua-duanya melibatkan cas, dan bahasa harian mengaburkannya. Bateri telefon dijual dalam “mAh”, yang kelihatan seperti arus tetapi sebenarnya cas. Belon bercas “ada elektrik” walaupun tiada arus mengalir di dalamnya.
Gambaran yang berguna ialah tangki air dan paip. Air yang ditakung dalam tangki umpama cas tersimpan. Liter seminit yang melalui paip umpama arus.
Bagaimanakah idea-idea ini berkait?
Apabila objek bercas dilepaskan melalui wayar, cas tersimpannya keluar sebagai arus. Arus purata ialah I = Q ÷ t, dengan Q ialah cas yang keluar dan t ialah masa yang diambil.
Selain itu, arus tetap yang bergerak melalui wayar tidak menyimpan apa-apa di dalamnya. Cas mengalir masuk di satu hujung dan keluar di hujung yang lain, jadi jumlah cas pada wayar kekal sifar.
Contoh berlangkah
Sebuah kubah logam bercas menyimpan 4.0 × 10⁻⁶ C (4.0 mikrocoulomb). Ia dilepaskan melalui wayar dalam 0.020 s. Cari arus purata. (Data contoh rekaan.)
Langkah 1, namakan setiap kuantiti: 4.0 × 10⁻⁶ C ialah cas tersimpan Q. Masanya t = 0.020 s.
Langkah 2, hubungan: arus purata I = Q ÷ t.
Langkah 3, hitung: I = 4.0 × 10⁻⁶ ÷ 0.020 = 2.0 × 10⁻⁴ A.
Langkah 4, nyatakan dengan munasabah: 2.0 × 10⁻⁴ A = 0.20 mA.
Langkah 5, semak: 0.20 mA ialah 0.00020 A, dan 0.00020 × 0.020 = 4.0 × 10⁻⁶ C, sama dengan cas tersimpan.
Arus itu kecil, namun arus 0.20 mA yang mengalir sepanjang satu jam memindahkan 0.72 C (0.00020 × 3600). Cas tersimpan pada objek harian sangat kecil, tetapi arus yang berlangsung lama memindahkan cas yang banyak.
Kesilapan yang perlu diawasi
Pelajar sering berkata arus yang lebih besar bermakna lebih banyak cas tersimpan.
Jawapan yang salah: Sfera X mempunyai arus lebih besar, jadi ia menyimpan lebih banyak cas daripada sfera Y.
Arus memberitahu anda seberapa pantas cas bergerak, bukan berapa banyak yang disimpan. Cas kecil yang dilepaskan dengan sangat cepat memberi arus lebih besar daripada cas besar yang dilepaskan perlahan.
Pembetulannya ialah bertanya “adakah ini kadar atau jumlah?” sebelum memilih unit. Jika kadar, unitnya A. Jika jumlah, unitnya C.
Semak kendiri
Cuba soalan ini, kemudian buka setiap jawapan.
1. Sebuah bateri telefon dinilai 3000 mAh. Anggap ini sebagai cas yang dibekalkan oleh arus tetap. Berapakah coulomb itu?
Lihat jawapan
3000 mAh = 3.0 Ah = 3.0 A selama 1 jam. Q = 3.0 × 3600 = 10 800 C.
2. Seorang pelajar berkata, “Sel menyimpan arus.” Tulis semula ayat itu dengan betul.
Lihat jawapan
Sel menyimpan tenaga kimia dan boleh menyebabkan cas mengalir. Arus ialah kadar aliran cas, dan ia tidak disimpan.
3. Sebuah sfera yang menyimpan 9.0 × 10⁻⁶ C dilepaskan dalam 0.030 s. Cari arus purata dalam mA.
Lihat jawapan
I = 9.0 × 10⁻⁶ ÷ 0.030 = 3.0 × 10⁻⁴ A = 0.30 mA.
Ke mana selepas ini?
Ini pelajaran terakhir dalam modul ini. Uji setiap kemahiran dengan set latihan cas dan arus, dan kembali ke modul cas dan arus untuk susunan belajar.
Cas, arus dan cas tersimpan mudah bercampur apabila anda belajar sendiri. Dalam tuisyen Physics dalam talian satu dengan satu, guru boleh bertanya “kadar atau jumlah?” pada setiap soalan sehingga anda terbiasa.