NOTA PENGAJIAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK TINGKATAN 4 BAB 1

Ringkasan Mudah (Nota Pengajian Kejuruteraan Elektrik Dan Elektronik Tingkatan 4 Bab 1: Dunia Kejuruteraan Elektrik Dan Elektronik)

Dokumen ini meneroka dunia kejuruteraan elektrik dan elektronik, merangkumi bidang, kerjaya, etika profesional, keselamatan, dan proses reka bentuk. Ia bertujuan untuk memberikan pemahaman yang komprehensif tentang disiplin ini, daripada konsep asas kepada aplikasi praktikal dan tanggungjawab profesional.

Apakah empat bidang utama Kejuruteraan Elektrik dan Elektronik?

Kejuruteraan elektrik dan elektronik adalah bidang yang signifikan, didorong oleh revolusi teknologi daripada analog kepada digital. Ia boleh dibahagikan kepada empat subbidang utama:

1. Kuasa: Melibatkan penjanaan, penghantaran, dan pengagihan tenaga elektrik dari stesen jana kuasa kepada pengguna.

2. Telekomunikasi: Merangkumi sistem audio, video, dan komunikasi (analog, digital, optik, tanpa wayar) yang menggunakan isyarat elektrik dan elektromagnetik.

3. Instrumentasi: Terdiri daripada perkakasan dan perisian untuk mengukur, memantau, dan mengawal proses operasi.

4. Kawalan: Mengurus, mengarah, atau mengawal atur tingkah laku alat lain, seperti menggunakan Programmable Logic Controller (PLC).

Inovasi teknologi telah membawa perubahan ketara, seperti peralihan daripada meter tenaga analog kepada digital, kenderaan petroleum kepada elektrik, dan kilang yang menggunakan tenaga manusia kepada tenaga mesin.

Apakah etika dan intergriti yang perlu ada pada seorang jurutera

Seorang jurutera bertanggungjawab untuk mereka bentuk penyelesaian, menambah baik produk sedia ada, dan mencipta inovasi dengan mengambil kira kelestarian alam, ekonomi, dan sosial. Kerjaya ini menuntut etika (pertimbangan moral) dan integriti (kejujuran) yang tinggi.

Di Malaysia, bidang ini dikawal selia oleh Lembaga Jurutera Malaysia (LJM) atau Board of Engineers Malaysia (BEM). LJM menggariskan lima Kod Tatakelakuan Profesional yang mesti dipatuhi, termasuk mengutamakan keselamatan awam, bertindak dengan jujur, dan hanya mengambil tugasan yang layak. Kegagalan mematuhi kod ini boleh membawa kesan buruk kepada sosial, ekonomi, dan alam sekitar.

Untuk menjadi seorang Jurutera Profesional (Ir. atau P.Eng), seseorang mesti melalui laluan pendidikan yang diiktiraf, mendaftar dengan BEM sebagai Jurutera Siswazah, dan memenuhi syarat-syarat yang ditetapkan.

Apakah tiga jenis kemalangan elektrik utama di tempat kerja?

Akta Keselamatan dan Kesihatan Pekerjaan (AKKP) 1994, yang dikuatkuasakan oleh Jabatan Keselamatan dan Kesihatan Pekerjaan (JKKP), bertujuan memastikan persekitaran kerja yang selamat. Tiga jenis kemalangan elektrik utama di tempat kerja ialah:

1. Renjatan Elektrik: Arus elektrik melalui badan, disebabkan oleh kecuaian, arus bocor, atau sentuhan langsung/tidak langsung.

2. Letupan (Lampau Kilat): Disebabkan oleh litar pintas atau sambungan elektrik yang tidak sempurna.

3. Kebakaran: Boleh berpunca daripada kerosakan elektrik atau kelalaian manusia.

Kesan renjatan elektrik bergantung pada kadar arus; daripada kejutan lembut (3 mA) hingga boleh menyebabkan jantung terhenti (3000 mA). Langkah keselamatan termasuk pembumian yang sempurna, penebatan yang baik, dan penggunaan peranti pelindung.

Apakah tujuh langkah dalam Proses Reka Bentuk Kejuruteraan?

Proses ini adalah pendekatan sistematik untuk menyelesaikan masalah kejuruteraan, yang melibatkan tujuh langkah utama:

1. Mengenal Pasti Masalah: Menggunakan kaedah seperti “Kaizen” untuk mencari punca sebenar.

2. Menganalisis Masalah: Mengkaji punca melalui lawatan tapak, simulasi, dan rujukan peraturan.

3. Mereka Bentuk Cadangan Penyelesaian: Mengemukakan beberapa pilihan reka bentuk.

4. Memilih Penyelesaian: Memilih reka bentuk terbaik berdasarkan kos, keberkesanan, dan impak.

5. Membina Prototaip: Membina model berfungsi berdasarkan reka bentuk yang dipilih.

6. Menguji Prototaip: Menguji kefungsian, ketahanan, dan kebolehpercayaan prototaip.

7. Penambahbaikan Reka Bentuk: Menggunakan data ujian untuk memperbaiki reka bentuk sebelum pelaksanaan akhir.

Soalan Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT)

1. Soalan: Dalam kajian kes yang diberikan, Ir. Kamal mencadangkan reka bentuk sistem pencahayaan daripada syarikat milik rakan karibnya, walaupun mengetahui sistem tersebut tidak mematuhi sepenuhnya keperluan teknikal. Analisis tindakan Ir. Kamal berdasarkan lima Kod Tatakelakuan Profesional Lembaga Jurutera Malaysia. Apakah kod yang telah beliau langgar dan huraikan potensi kesannya.

Jawapan: Ir. Kamal telah melanggar beberapa Kod Tatakelakuan Profesional:

• Kod 3: “Seorang Jurutera Berdaftar mestilah bertindak sebagai orang yang dipercayai ataupun pemegang amanah kepada majikan ataupun pelanggan.” Beliau mengutamakan hubungan peribadi (rakan karib) berbanding kepentingan pelanggannya (kilang Honda Malaysia) dengan mencadangkan sistem yang tidak memenuhi keperluan teknikal sepenuhnya. Ini adalah satu bentuk pecah amanah.

• Kod 2: “Seorang Jurutera Berdaftar mestilah mengambil satu tugasan jika hanya beliau sememangnya layak berdasarkan pendidikan dan pengalaman dalam bidang spesifik yang beliau ceburi.” Walaupun beliau mungkin layak, tindakannya mencadangkan penyelesaian yang tidak optimum kerana “kesibukan dan kekangan masa” menunjukkan beliau gagal melaksanakan tugasnya dengan tahap profesionalisme yang sepatutnya.

• Kod 1: “Seorang Jurutera Berdaftar mestilah pada setiap masa memberi keutamaan terhadap keselamatan, kesihatan, dan kebajikan kepada orang awam.” Sistem pencahayaan di ruang pengujian kereta mempunyai keperluan teknikal yang ketat mungkin atas sebab keselamatan. Dengan mengabaikannya, beliau berpotensi meletakkan pekerja di ruang tersebut dalam risiko.

Potensi Kesan:

• Sosial: Keselamatan pekerja di ruang pengujian mungkin terjejas. Reputasi firma perunding dan jenama Honda Malaysia boleh tercemar jika sistem gagal berfungsi dengan baik.

• Ekonomi: Kilang Honda Malaysia mungkin terpaksa menanggung kos tambahan untuk membaiki atau menggantikan sistem yang tidak mematuhi spesifikasi. Firma perunding Ir. Kamal boleh disaman dan kehilangan kontrak pada masa hadapan.

• Profesional: Ir. Kamal boleh dikenakan tindakan tatatertib oleh Lembaga Jurutera Malaysia, yang boleh mengakibatkan penggantungan atau kehilangan status Jurutera Profesional (Ir.).

2. Soalan: Seorang jurutera elektronik, disebabkan kekangan masa, telah menghasilkan reka bentuk sistem penapisan asap ekzos yang tidak mematuhi piawaian antarabangsa. Nilaikan keputusan jurutera ini dari segi impak ekonomi dan alam sekitar seperti yang digariskan dalam teks.

Jawapan: Keputusan jurutera tersebut mempunyai impak yang sangat negatif:

• Impak Ekonomi: Syarikat pengeluar kenderaan berisiko tinggi untuk disaman oleh pemilik kenderaan, yang boleh melibatkan kos jutaan ringgit. Ini boleh menyebabkan kerugian kewangan yang besar dan berpotensi membawa kepada kebankrapan syarikat. Reputasi jenama akan terjejas teruk di peringkat global, menjejaskan jualan pada masa hadapan.

• Impak Alam Sekitar: Kenderaan yang tidak mematuhi piawaian akan melepaskan bahan pencemar yang berlebihan. Ini secara langsung menyumbang kepada pencemaran udara, penipisan lapisan ozon, dan meningkatkan kesan gas rumah hijau, yang membahayakan kesihatan awam dan ekosistem global. Tindakan ini menunjukkan pengabaian terhadap kelestarian alam sekitar, satu tanggungjawab teras seorang jurutera.

3. Soalan: Bandingkan punca dan akibat antara Kes 1 (utiliti air) dan Kes 3 (kilang semikonduktor). Apakah persamaan dalam kegagalan integriti kedua-dua jurutera tersebut?

Jawapan:

• Punca: Dalam Kes 1, puncanya ialah rasuah dan penipuan di mana jurutera mengubah spesifikasi teknikal untuk keuntungan peribadi (mengurangkan kos). Dalam Kes 3, puncanya ialah tekanan masa dan pengabaian prosedur, di mana jurutera memilih jalan mudah dengan membuang sisa kimia secara haram.

• Akibat: Akibat dalam Kes 1 termasuk kesusahan kepada pengguna, kos pembaikan yang tinggi, dan pencemaran alam sekitar setempat. Akibat dalam Kes 3 lebih serius dan segera, iaitu keracunan gas kepada orang awam, pemberhentian operasi kilang, dan pencemaran air yang meluas.

• Persamaan Kegagalan Integriti: Kedua-dua jurutera gagal mematuhi kod etika asas. Mereka mengabaikan tanggungjawab utama mereka terhadap keselamatan, kesihatan, dan kebajikan orang awam. Jurutera pertama mengorbankan kualiti bekalan air, manakala jurutera kedua secara langsung membahayakan kesihatan komuniti. Kedua-duanya menunjukkan sikap tidak jujur dan tidak bertanggungjawab, meletakkan kepentingan peribadi atau syarikat mengatasi tanggungjawab profesional dan sosial mereka.

4. Soalan: Akta Keselamatan dan Kesihatan Pekerjaan (AKKP) 1994 menekankan konsep “peraturan kendiri”. Jelaskan bagaimana konsep ini diaplikasikan di tempat kerja dan mengapa ia penting untuk mencegah kemalangan seperti renjatan elektrik atau letupan.

Jawapan: Konsep “peraturan kendiri” bermaksud tanggungjawab utama untuk memastikan keselamatan dan kesihatan terletak pada mereka yang mewujudkan risiko (majikan) dan mereka yang bekerja dengan risiko (pekerja). Ini diaplikasikan melalui beberapa cara:

1. Dasar Keselamatan: Majikan diwajibkan untuk menyediakan dasar keselamatan dan kesihatan pekerjaan yang jelas.

2. Jawatankuasa Keselamatan & Kesihatan: Akta ini menggalakkan penubuhan jawatankuasa yang dianggotai oleh wakil majikan dan pekerja untuk bekerjasama dalam program keselamatan.

3. Latihan dan Penyeliaan: Majikan mesti menyediakan maklumat, arahan, dan latihan yang mencukupi kepada pekerja tentang cara menjalankan tugas dengan selamat. Konsep ini penting untuk mencegah kemalangan elektrik kerana ia memupuk budaya keselamatan proaktif. Daripada hanya bergantung kepada penguatkuasaan luaran (JKKP), majikan dan pekerja secara aktif mengenal pasti bahaya (contoh: kabel terdedah, papan suis usang), menilai risiko, dan melaksanakan langkah kawalan. Ini mengurangkan kemungkinan kecuaian, memastikan peralatan diselenggara dengan baik, dan pekerja tahu prosedur kerja selamat, sekali gus mengurangkan insiden renjatan elektrik atau letupan akibat litar pintas.

5. Soalan: Berdasarkan Jadual 1.4, renjatan elektrik pada kadar 70 mA membawa risiko kematian, manakala 700 mA menyebabkan tisu badan melecur. Huraikan mengapa pertolongan cemas yang pantas dan betul, terutamanya langkah mematikan bekalan elektrik dan memisahkan mangsa, adalah kritikal dalam kedua-dua senario.

Jawapan: Tindakan pantas adalah kritikal kerana kesan kerosakan arus elektrik pada badan manusia berkait rapat dengan tempoh pendedahan.

• Mematikan Bekalan Elektrik: Ini adalah langkah paling utama kerana ia serta-merta menghentikan aliran arus yang merosakkan badan mangsa. Selagi mangsa bersentuhan dengan sumber elektrik, kerosakan pada jantung (pada 70 mA) atau pembakaran tisu (pada 700 mA) akan terus berlaku dan menjadi lebih teruk.

• Memisahkan Mangsa (Menggunakan Penebat): Ini adalah alternatif jika bekalan utama tidak dapat dimatikan dengan segera. Menggunakan objek penebat seperti kayu kering adalah penting untuk mengelakkan penyelamat daripada turut menjadi mangsa renjatan. Ini membolehkan mangsa dialihkan dari bahaya untuk memulakan bantuan pernafasan (CPR) jika perlu. Dalam kedua-dua senario (70 mA dan 700 mA), menghentikan aliran arus secepat mungkin adalah perbezaan antara hidup dan mati. Pada 70 mA, ia boleh menghentikan gangguan degupan jantung sebelum kerosakan kekal berlaku. Pada 700 mA, ia dapat mengurangkan tahap kelecuran pada tisu badan dan kerosakan organ dalaman, seterusnya meningkatkan peluang mangsa untuk pulih.

Soalan Lazim (FAQ)

1. Apakah subbidang utama dalam Kejuruteraan Elektrik dan Elektronik? Terdapat empat subbidang utama yang diterangkan:

• Kuasa: Merangkumi sistem kuasa yang menghubungkan stesen jana kuasa kepada pengguna melalui penjanaan, penghantaran, dan pengagihan tenaga elektrik.

• Telekomunikasi: Melibatkan sistem audio, video, komunikasi analog dan digital, gelombang mikro, dan optik yang menggunakan isyarat elektrik serta elektromagnet untuk menghantar dan menerima maklumat.

• Instrumentasi: Terdiri daripada perkakasan dan perisian yang digunakan untuk mengukur, memantau, dan mengawal operasi sesuatu proses.

• Kawalan: Merupakan alat atau set alat yang mengurus, mengarah, atau mengawal atur tingkah laku alat lain, seperti Programmable Logic Controller (PLC).

2. Apakah perbezaan antara kejuruteraan dan teknologi?

• Kejuruteraan adalah bidang yang menggabungkan pengetahuan, matematik, dan pengalaman untuk mereka bentuk sesuatu objek. Pengamal profesionalnya dikenali sebagai jurutera.

• Teknologi pula adalah bidang kemahiran yang digunakan untuk membuktikan teori serta membuat inovasi terhadap produk atau kemahiran dalam melakukan sesuatu pekerjaan. Pengamal profesionalnya dipanggil teknologis.

3. Apakah badan profesional yang mengawal selia jurutera di Malaysia dan apakah peranannya? Badan profesional kejuruteraan di Malaysia ialah Lembaga Jurutera Malaysia (LJM) atau Board of Engineers Malaysia (BEM). Peranan utamanya adalah untuk mendaftar Jurutera, Pemeriksa Bertauliah, Teknologis Kejuruteraan, dan entiti perunding kejuruteraan. LJM juga mengawal selia kelakuan profesional dan amalan ahli berdaftar untuk melindungi kepentingan orang awam.

4. Mengapakah etika dan integriti sangat penting bagi seorang jurutera? Etika (pertimbangan moral) dan integriti (kejujuran) adalah penting kerana:

• Memastikan kualiti, kebolehpercayaan, dan nilai estetik dalam reka bentuk kejuruteraan.

• Menjadikan jurutera lebih berakauntabiliti dan bertanggungjawab terhadap kerja yang dilaksanakan.

• Kegagalan mengamalkan etika dan integriti boleh membawa kesan buruk kepada sosial (kesusahan pengguna), ekonomi (kerugian syarikat), dan alam sekitar (pencemaran).

5. Apakah tiga jenis kemalangan elektrik utama di tempat kerja? Tiga jenis kemalangan elektrik yang utama ialah:

• Renjatan elektrik: Berlaku apabila seseorang tersentuh punca elektrik, menyebabkan arus mengalir melalui badan.

• Letupan atau Lampau Kilat (Flashover): Berlaku akibat aliran arus elektrik yang gagal digunakan dengan selamat, contohnya disebabkan oleh litar pintas atau sambungan yang longgar.

• Kebakaran: Boleh berpunca daripada kerosakan elektrik seperti litar pintas, kerosakan alat, atau sambungan wayar yang tidak mengikut peraturan.