Dyfais Symbol Dyfais Symbol

Gwifren Cell / Batri

Cyflenwad

Pŵer

Bwlb

Switsh ar

agor

(Diffodd)

Switsh ar

gau

(Ymlaen)

Deuod

Gwrthydd

Gwrthydd

newidiol Ffiws

Cerrynt trydanol (I)

Cerrynt yw llif electronau rhydd (â gwefr negatif). Gallwch chi gymharu hyn â mesur faint o

ddŵr sy’n llifo drwy bibell.

Mae cerrynt yn cael ei ddisgrifio fel mesur o’r gwefr sy’n llifo bob eiliad. Mae’n llifo o

+ i - .

Rydym ni’n mesur cerrynt mewn Amperau, A.

Rydym ni’n defnyddio Amedr wedi’i gysylltu mewn cyfres.

Uned 1.1 – Cylchedau

1

Foltedd (V)

Mae foltedd yn mesur faint o egni trydanol mae swm penodol o electronau’n gallu ei

drosglwyddo wrth iddyn nhw lifo o gwmpas cylched. Yr uchaf yw’r foltedd, y mwyaf o egni

trydanol sy’n cael ei gyflenwi i’r gylched.

Rydym ni’n mesur foltedd mewn Foltiau, V.

Rydym ni’n defnyddio Foltmedr wedi’i gysylltu’n baralel.

Gwrthiant (R)

Mae gwrthiant yn mesur pa mor anodd yw hi i gerrynt lifo drwy wifren neu ddyfais. Mae mwy

o wrthiant yn golygu llai o gerrynt oherwydd mae’n anoddach iddo lifo. Mae gwrthiant yn cael

ei achosi gan wrthdrawiadau rhwng yr electronau rhydd a’r atomau/ïonau yn y metel.

Rydym ni’n mesur gwrthiant mewn Ohmau – Ω.

Mae gan wifren denau fwy o wrthiant na gwifren drwchus.

Enw Uned Mesur gyda Symbol Cysylltu…

Cerrynt Amperau – A Amedr

Cyfres

Foltedd Foltiau – V Foltmedr

Paralel

Gwrthiant Ohmau - Ω

Cylchedau Cyfres a Pharalel.

Cylched gyfres: mewn cylched gyfres, dim ond un llwybr sydd ac mae’r bylbiau (B1 a B2) yn y

diagram isod ar ôl ei gilydd. Os yw bwlb B1 yn torri, ni fydd B2 yn gweithio/bydd yn diffodd.

2

Cylched baralel: mewn cylched baralel, mae

mwy nag un llwybr ac mae’r gylched wedi’i

rhannu’n ganghennau. Mae bylbiau B1 a B2 mewn

cyfres ond mae B3 yn baralel â nhw.

Os yw bwlb B3 yn torri, bydd B1 a B2 yn dal i weithio.

Mesur cerrynt a foltedd mewn cylchedau.

Cerrynt mewn cylchedau cyfres: rhaid cysylltu amedrau mewn cyfres h.y. yn y gylched.

Mae gwerth y cerrynt yr un fath ym mhob man (A1 = A2 = A3) yn y gylched oherwydd dim ond

un llwybr sydd i’r cerrynt lifo.

Foltedd mewn cylched gyfres: mae’r foltmedrau wedi’u cysylltu ar draws y gydran e.e. bwlb

neu fatri.

Mae’r foltedd ar draws y ddwy gydran/y ddau fwlb yma’n adio i’r foltedd ar draws y

cyflenwad/batri h.y. (V1 = V2 + V3) neu (12 = 4 + 8).

3

Cerrynt mewn cylchedau paralel: mae’r amedr yn y gylched gyfres hon wedi’i gysylltu mewn

cyfres.

Mae gwerth y cerrynt yn y ddwy gangen yn adio i gyfanswm y cerrynt sy’n llifo,

h.y. (A1 = A2 + A3) neu (2.4 = 1.0 + 1.4).

Foltedd mewn cylched baralel: mae’r foltedd ar draws pob cydran baralel yr un fath.

h.y. (V1 = V2 = V3)

Rhagfynegi gwerthoedd cerrynt.

Beth yw gwerth y cerrynt yn y mannau canlynol yn y gylched ?

Pwynt Cerrynt

(A)

a 3.6

b 2.0

c

d 1.2

e

f

g

4

Gwrthyddion newidiol (rheoli’r cerrynt).

Yn eich tŷ chi, mae foltedd y prif gyflenwad yn 230V. Does dim angen yr un cerrynt ar bob

dyfais i weithio, a bydd gan rai ddau neu dri o osodiadau (fel tostiwr neu sychwr gwallt) felly

rhaid i ni gael ffordd o newid/rheoli’r cerrynt sydd ei angen.

Gwrthydd newidiol (rheostat) yw gwrthydd lle gallwn ni

newid/amrywio y gwrthiant. Mae gwrthyddion newidiol yn gydrannau

y gallwn ni eu rhoi mewn cylched i reoli’r cerrynt a’r foltedd e.e.

rheolydd lefel sain a switsh pylydd.

Os edrychwch chi ar y gwrthydd newidiol isod, y pellaf i’r dde mae’r llithrydd, y mwyaf o

wifren mae’n rhaid i’r cerrynt fynd drwyddi felly y mwyaf yw’r gwrthiant, felly mae’r cerrynt

yn lleihau.

Deddf Ohm

Mae’r ddeddf hon yn disgrifio’r berthynas rhwng foltedd (V), cerrynt (I) a gwrthiant (R).

Gwrthiant = Foltedd

Cerrynt

R = V neu V = I x R neu I = V

I R

e.e. Cyfrifwch y foltedd ar draws gwrthydd 15Ω sy’n cludo cerrynt o 1.8A.

V = 1.8 x 15 = 27 V

C1. Cyfrifwch y cerrynt drwy wrthydd 2kΩ pan fydd foltedd o 230V ar ei draws.

C2. Mae 4A yn llifo drwy dân trydan ac mae’r foltedd ar ei draws yn 230V. Cyfrifwch

wrthiant y wifren yn y tân trydan. Atebion: C1 = 0.115 A , C2 = 57.5 Ω

5

Haen uwch yn unig

Y berthynas rhwng cerrynt a foltedd

Gwrthydd neu wifren ar dymheredd cyson. Mae symud y gwrthydd newidiol yn

newid gwrthiant y gylched, sy’n newid y foltedd ar draws y gwrthydd/y wifren a’r cerrynt sy’n

llifo drwyddo.

Dyma graff o’r foltedd a’r cerrynt. Prif nodweddion y graff yw:

Mae’r graff yn dangos bod

dyblu’r foltedd ar draws y

wifren/gwrthydd hefyd yn

dyblu’r cerrynt. Mae’r berthynas rhwng y

cerrynt a’r foltedd mewn

cyfrannedd union. Er mwyn i

berthynas fod mewn cyfrannedd union, rhaid i’r graff fod yn llinell syth drwy’r

tarddbwynt (0,0). Er mwyn i hyn ddigwydd, rhaid i dymheredd y wifren aros yn gyson. Mae graddiant cyson y graff yn golygu bod y gwrthiant yn aros yn gyson a bod y

gwrthydd/gwifren yn ufuddhau i ddeddf Ohm.

Newid gwrthiant

Gwrthiant = foltedd neu R = V

cerrynt I

Cyn belled â bod y foltedd yn aros yn gyson, os yw gwrthiant y gwrthydd/gwifren yn dyblu

bydd y cerrynt yn haneru. Mae’r berthynas hon mewn cyfrannedd gwrthdro.

6

Lamp ffilament (DDIM ar dymheredd cyson). Defnyddir yr un gylched,

ond yn cyfnewid y gwrthydd am fwlb.

Hyd at 2V mae’r

cerrynt a’r foltedd yn

cynyddu ar yr un

gyfradd oherwydd

mae’r gwrthiant yn

gyson (graddiant

cyson).

O 2V i 12V mae’r

cerrynt yn cynyddu’n

arafach na’r foltedd.

Nid yw’r graddiant yn

gyson felly nid yw’r

gwrthiant yn gyson.

Mae gwrthiant y lamp yn cynyddu oherwydd bod tymheredd gwifren y ffilament yn cynyddu.

Felly, NID yw’r lamp ffilament yn ufuddhau i ddeddf Ohm.

Cyfrifwch wrthiant y lamp ar (i) 2 V (ii) 12 V.

R = V (i) R = 2.0 = 2.00 Ω (ii) R = 12.0 = 5.11 Ω

I 1.0 2.35

Deuod (Deuod Allyrru Golau, fel arfer). Defnyddir yr un

gylched eto, ond rhoddir deuod yn lle’r gwrthydd.

Hyd at foltedd arbennig (2.8V yn yr achos yma), nid oes

cerrynt o gwbl – bydd unrhyw ddyfais sydd wedi’i gysylltu

mewn cyfres a’r ddeuod i ffrwdd.

Uwchben yr isafswm foltedd yma

mae’n cychwyn dargludo, ac mae’r

cerrynt yn cynyddu’n gyflym (mae

gwrthiant y ddeuod yn lleihau).

Pe byddai’r LED wedi’i gysylltu y

ffordd arall (gwrthdroedig) yna NI

fyddai’n dargludo o gwbl – byddai’r

graff yn aros yn llorweddol.

7

Voltage (V)

Curr

ent

(mA

)

Crynodeb – Graffiau Cerrynt-Foltedd

Cyfuniadau gwrthyddion

Gwrthyddion mewn cyfres

Y mwyaf o wrthyddion a roddir mewn cyfres,

y mwyaf yw’r gwrthiant. Yn syml, mae cyfanswm

y gwrthiant yn hafal i swm pob gwrthydd, e.e.

RT = R1 + R2 + R3 = 3+4+7 = 14.

HAEN UWCH YN UNIG

Gwrthyddion mewn paralel

Pan ychwanegir gwrthyddion mewn paralel,mae

cyfanswm y gwrthiant yn lleihau. Os ydych yn

cymharu llif trydan i lif cerbydau drwy doll

gwelwch bod y ceir yn symud yn haws os oes mwy o

dollau mewn paralel. Felly hefyd pan ychwanegir

gwrthyddion mewn parallel – mae mwy o sianelau i’r

cerrynt lifo trwyddynt, ac felly mae llai o wrthiant.

Enghraifft : I gyfrifo cyfanswm gwrthiant y 2 wrthydd yma

defnyddiwn yr hafaliad canlynol :

1 = 1 + 1 = 1 + 1 = 5

RT R1 R2 4 6 12

RT = 12 / 5 = 2.4

Enghraifft 2. Cysylltir gwrthydd 100 a 400 mewn paralel, ac yna cysylltir gwrthydd 250

atynt mewn cyfres. Cyfrifwch gyfanswm y gwrthiant.

1

𝑅=

1

100 +

1

500

1

𝑅= 0.0125

𝑅

1 =

1

0.0125 R = 80

Cyfanswm = 80 + 250 = 330

R1 = 3 R1 = 4 R1 = 7

R1 =

6

R1 =

4

Defnyddiwch gyfrifiannell !

Voltage Voltage Voltage

Gwrthydd ar dymheredd

cyson

Lamp ffilament Deuod

8

Pŵer Trydanol.

Dyma gyfradd (bob eiliad) trosglwyddo egni h.y. faint o egni mae dyfais yn gallu ei

drosglwyddir o un ffurf i ffurf arall bob eiliad ( ac felly, P = E / t ). Caiff pŵer ei fesur mewn

WATIAU, W. Hafaliad,

Pŵer = Foltedd x cerrynt, P = V x I

HAEN UWCH YN UNIG - Pŵer, cerrynt a gwrthiant.

I gyfrifo faint o bŵer mae cydran drydanol yn ei ddefnyddio mewn cylched heb wybod y

foltedd, gallwn ni gyfuno dau hafaliad.

Pŵer = Foltedd x Cerrynt amnewid Foltedd = cerrynt x gwrthiant

P = V x I V = I x R

P = V x I P = (IR) x I P = I2 x R

Pŵer = cerrynt2 x gwrthiant Enghraifft: Mae cerrynt o 0.80A yn llifo drwy wrthydd 2kΩ. Cyfrifwch bŵer y gwrthydd.

Yn gyntaf, rhaid i ni newid 2kΩ i Ω drwy luosi â 1000.

Gwrthiant mewn Ω = 2 x 1000 = 2000 Ω yna,

Pŵer = cerrynt2 x gwrthiant = 0.82 x 2000 = 1280 W

Dyfais Pŵer

(W)

Egni sy’n cael ei

drosglwyddo bob

eiliad. (J/s)

Egni sy’n cael ei

drosglwyddo’n wres

bob eiliad. (J/s)

Egni sy’n cael ei

drosglwyddo’n olau bob

eiliad. (J/s)

Bwlb ffilament 60.0 60.0 56.0 4.0

Bwlb LED 6.0 6.0 0.4 5.6

9

Gwrthydd Golau Ddibynnol a Thermistor

Gwrthydd Golau Ddibynnol, neu GGD

Mae’r GGD yn gydran sy’n newid ei wrthiant pan

mae golau yn disgleirio arno. Fel mae arddwysedd

y golau yn cynyddu, mae’r gwrthiant y GGD yn

lleihau.

Os yw’r GGD yn cael ei gysylltu mewn cylched fel yn y diagram

yna wrth i’r arddwysedd golau gynyddu, mae ei wrthiant yn

lleihau, ac felly mae cyfran y foltedd ar ei draws hefyd yn lleihau.

Felly, mewn golau, mae V2 yn ISEL, ond yn y tywyllwch, mae V2 yn

UCHEL. Defnyddir system fel yma i droi goleuadau stryd ymlaen yn

awtomatig, fel un enghraifft.

Thermistors (ntc)

Mae gwrthydd sy’n sensitive i dymheredd yn

cael ei alw’n thermistor. Mae sawl math ar gael :

Ma gwrthiant y rhan fwyaf o thermistorau yn

lleihau fel mae’r tymheredd yn cynyddu. :

Enghraifft o’r defnydd o thermistor

Sut fyddech yn gwneud synhwyrydd mewn larwm tân ?

‘Rydych angen cylched sy’n rhoi foltedd UCHEL pan mae

tymheredd uchel yn cael ei fesur.

Felly, fel mae’r tymheredd yn cynyddu, mae gwrthiant y

thermistor yn lleihau. Mae hyn yn golygu bod llai o’r foltedd o’r

cyflenwad ar draws y thermistor, ac felly mwy ohonno ar

draws y gwrthydd (Rbottom) – mae’r larwm yn troi’n ymlaen.

Gwrthiant

Tymheredd

Gwrthiant

Arddwysedd golau

10

11

Uned 1

.2 – Y

Grid

Cenedla

eth

ol (C

ynhyrc

hu try

dan)

Y Grid Cenedlaethol yw’r system o orsafoedd trydan, ceblau (a pheilonau) a newidyddion sy’n cyflenwi egni trydanol i’n cartrefi, ein hysgolion, ein diwydiannau ac ati. Prif fantais cael ein hegni trydanol o “grid” fel hwn yw ei fod yn ddibynadwy iawn. Yr unig ddewis arall i gynhyrchu trydan yw microgeneradu (e.e. paneli solar ar y tô, tyrbinau gwynt bach yn yr

ardd, ac ati)

Newidyddion yn codi

(cynyddu) y foltedd i tua 400,000 V er mwyn lleihau

y cerrynt.

Gorsafoedd trydan yn

cynhyrchu’r trydan ar folteddau oddeutu

20,000 V.

Ceblau mawr yn trawsyrru (cludo) y trydan ar draws y

wlad.

Newidyddion yn gostwng y foltedd i tua 11,000 V i safleoedd

diwydiannol

mawr

Newidyddion yn gostwng y foltedd i

230 V sy’n fwy diogel i’w ddefnyddio yn ein

cartrefi.

Cynhyrchu egni trydanol

Mae 3 prif ffordd o gynhyrchu trydan i’w ddefnyddio yn y grid cenedlaethol.

1. Mae’r diagram isod yn dangos strwythur nodweddiadol y rhan fwyaf o orsafoedd

trydan. Mae’r tanwydd yn cael ei ddefnyddio i roi egni gwres i ddŵr mewn boeler. Mae’r dŵr yn troi’n stêm sy’n troi llafnau tyrbin. Mae’r tyrbin wedi’i

gysylltu â generadur sydd yna’n cynhyrchu trydan.

Nodwch fod atomfa hefyd yn gweithio fel mae’r diagram yn ei ddangos, ond nad

yw tanwydd niwclear yn “llosgi” yn y ffordd arferol, felly nid yw’n rhyddhau CO2.

2. Mae’r diagram isod yn dangos strwythur nodweddiadol y rhan fwyaf o fathau

eraill o ‘eneraduron’, e.e. trydan dŵr; llanw; tonnau; gwynt. Mae dŵr neu aer yn taro llafnau tyrbin i wneud iddo droi.

Mae’r tyrbin wedi’i gysylltu â generadur sydd yna’n cynhyrchu trydan.

Tyrbin

Generadur

Mae gorsafoedd trydan glo,

olew a nwy’n gweithio fel

hyn drwy losgi’r

tanwydd.

3. Mae celloedd solar PV

(ffotofoltaidd) yn trawsnewid egni golau’n uniongyrchol i

egni trydanol.

12

Gwres

Boeler

Tyrbin

Generadur

Cyddwysydd

Adnewyddadwy Anadnewyddadwy

Geothermol Glo

Solar Olew

Gwynt Nwy

Tonnau Niwclear

Llanw

Trydan dŵr

Biomas

Cymharu’r gorsafoedd trydan gwahanol

Mae angen adnodd egni ar bob gorsaf drydan, h.y. ffynhonnell egni sy’n gallu cael ei drawsnewid i egni trydanol. Caiff yr adnoddau hyn i gyd eu dosbarthu’n

adnewyddadwy neu’n anadnewyddadwy.

Tanwyddau ffosil yw’r

rhain. Wrth eu llosgi i

gynhyrchu gwres,

maent yn cynhyrchu

Carbon Deuocsid

(CO2). Mae

CO2 yn nwy tŷ gwydr

sy’n achosi cynhesu

byd-eang.

Adnodd adnewyddadwy yw un y gallwn ni wneud mwy ohono o

fewn cyfnod byr, e.e. biomas, neu un sy’n cael ei gynhyrchu drwy’r

amser e.e. gwynt neu law (trydan dŵr).

Ar yr olwg gyntaf, efallai fod pŵer gwynt yn edrych fel dewis llawer rhatach, ond i wneud cymhariaeth deg, rhaid i ni gynnwys y costau comisiynu (adeiladu) hyn i bob MW (Mega

Wat) o drydan sy’n cael ei gynhyrchu :

Atomfa Wylfa Un tyrbin gwynt

Fferm wynt : Mae pob tyrbin gwynt yn costio £80 000, ac mae’n cynhyrchu tua 25,000 Wat. Nifer y tyrbinau gwynt sydd eu hangen i wneud 1 MW = 1,000,000 W ÷ 25,000 W = 40

Cyfanswm cost = 40 x £80,000 = £3.2 miliwn bob MW

Niwclear : Cyfanswm y gost comisiynu yw £2,000 miliwn (£2 biliwn). Mae cyfanswm y pŵer trydanol sy’n cael ei gynhyrchu tua 650 MW.

Felly, Cost bob MW = £2,000 ÷ 650 = £3.1 miliwn bob MW

Costau

13

Felly, mae’r costau adeiladu bron yr un fath ! Fodd bynnag, nid yw mor syml a hyn . . . Rhaid ystyried y ffactorau hyn : Costau rhedeg dydd i ddydd, Costau datgomisiynu

(dymchwel y pwerdy yn ddiogel ar ddiwedd ei oes).

Cymharu’r gorsafoedd trydan gwahanol

Yn yr arholiad Ffiseg, efallai y cewch chi ddata, fel rheol mewn tabl, a bydd rhaid i chi gymharu gwahanol systemau generadu pŵer. Er nad oes disgwyl i chi wybod holl fanylion y gwahanol orsafoedd trydan ac ati, byddai’n syniad da gwybod rhai o fanteision ac

anfanteision.

Noder: Un ddadl fawr ar hyn o bryd yw bod cost datgomisiynu (dymchwel ac ati) atomfa yn

llawer uwch na’r amcangyfrifon gwreiddiol. Mae llawer o hyn oherwydd bod rhannau

ymbelydrol yr adweithyddion yn aros yn ymbelydrol am ddegawdau. Mae rhai amcangyfrifon yn

dweud y bydd cost datgomisiynu oddeutu £50 biliwn ! Wrth gynnwys hyn yng nghyfanswm

costau atomfa, mae pris y trydan yn uwch nag y mae’n edrych ar hyn o bryd.

14

Enghraifft

Os yw pŵer tegell yn 3000 W, a’i fod wedi’i ddefnyddio am 3 munud, faint o Jouleau o

egni mae wedi’i drawsnewid?

Ateb : E = P x t = 3000 x (3x60) = 540 000 J

Edrychwch!!! Rhaid i’r amser fod mewn eiliadau,

nid munudau.

15

Hafaliadau pŵer

Yn gyffredinol, mae pŵer yn cyfeirio at faint o egni gaiff ei drosglwyddo bob eiliad.

Felly, hafaliad pŵer yw: Pŵer = Egni ÷ amser

P = E

t P

E

t x

…a dau ffurf arall yr hafaliad

yw:

t = E P

E = P x t

Caiff egni ei fesur mewn Jouleau (J) Caiff amser ei fesur mewn eiliadau (s) Caiff pŵer ei fesur mewn Jouleau yr eiliad (J/s) neu Watiau (W)

Mewn cylchedau trydan, mae hafaliad arall ar gyfer pŵer:

Pŵer = cerrynt x foltedd

P = I x V I

P

V x

…a dau ffurf arall yr hafaliad yw:

V = P I

I = P V

Caiff cerrynt ei fesur mewn Amperau (A) Caiff foltedd ei fesur mewn Foltiau (V)

Enghraifft

Os yw pŵer sychwr gwallt yn 1.2 kW, a’i fod yn gweithio ar bŵer prif gyflenwad (foltedd =

240 V) beth yw’r cerrynt sy’n llifo?

Ateb : I = P / V = 1200 / 240 = 5 Amper ( neu 5 A )

Haen uwch yn unig

Haen uwch yn unig

Gwybodaeth! Yr enw

ar faint o drydan sy’n

llifo mewn gwifren yw

cerrynt trydanol.

Mae 2 brif broblem o ran cludo’r trydan o’r gorsafoedd

trydan i’n cartrefi, ysgolion, diwydiannau ac ati:

Felly, pe bai’r foltedd mewnbwn yn 20,000 Folt, er enghraifft, a’r newidydd codi’n ei gynyddu o ffactor o 20 (20,000 x 20 = 400,000 V), byddai’r cerrynt yn lleihau o ffactor o 20.

Trawsyrru trydan

1. Caiff egni gwres ei wastraffu yn y ceblau

2. Allwn ni ddim storio trydan ar raddfa fawr

1. Caiff egni gwres ei wastraffu yn y ceblau

Mae gorsafoedd trydan fel arfer yn cynhyrchu trydan â chyfanswm cerrynt oddeutu 10,000 Amp. Mae hwn yn gerrynt mawr iawn, a bydd yn achosi i lawer o wres gael ei gynhyrchu yn yr holl wifrau/ceblau sy’n cludo’r trydan o gwmpas y wlad! Heb i ni wneud rhywbeth am hyn, ni fyddai digon o egni trydanol ar ôl i weithio’r holl ddyfeisiau yn ein cartrefi.

Llif trydan drwy wifrau, h.y. y cerrynt, sy’n cynhyrchu gwres. Felly, er mwyn lleihau’r gwres sy’n cael ei gynhyrchu mewn gwifrau, mae angen i

ni gadw’r cerrynt mor isel â phosibl. Dyma sut rydym ni’n gwneud hyn:

Newidydd codi!

Noder : Nid yw’r newidydd yn creu pŵer trydanol ychwanegol, felly mae’r pŵer

mewnbwn yr un faint â’r pŵer allbwn. Gallwn ni ddefnyddio’r hafaliad “ Pŵer = cerrynt

x foltedd ” (P=I V) i gyfrifo’r effaith ar y cerrynt, wrth i’r foltedd newid.

Foltedd Cerrynt Gwastraffu llai o uwch is wres yn y gwifrau

16

Pwerdy Trydan dŵr sy’n gallu ymateb yn gyflym i’r galw. (pump-storage). Gellir mewnforio trydan o wledydd eraill (Ewrop) ar adegau ble mae’r galw’n uchel.

Y pwerdai yma yn nhrefn amseroedd cychwyn yn cynyddu. Lleiaf ---------------------> Mwyaf

Trydan dŵr Nwy Glo Niwclear

Sylwch fod digwyddiadau arbennig “untro” yn gallu achosi ymchwyddiadau hefyd, yn ogystal â digwyddiadau o ddydd i ddydd, e.e. digwyddiad poblogaidd yn y Gemau Olympaidd; rownd derfynol cwpan yr FA ac ati. Mae’r Grid Cenedlaethol yn ceisio rhagweld pryd bydd y rhain yn digwydd drwy edrych ar amserlenni teledu! Mae ymchwydd yn y galw’n gallu achosi toriad trydan (dim trydan ar draws rhan fawr o’r wlad) oni bai bod y Grid Cenedlaethol yn ymateb yn gyflym iawn. Caiff mwy o drydan ei gynhyrchu o fewn eiliadau gan orsafoedd trydan ymateb cyflym fel y “Mynydd gwefru” yn Llanberis – gorsaf drydan dŵr. Pan mae eu hangen nhw, maen nhw’n agor rhai falfiau sy’n gadael i ddŵr o’r llyn uchaf lifo i lawr drwy dyrbinau.

Gan nad yw’n ymarferol storio egni trydanol ar raddfa fawr, rhaid i ni gynhyrchu’r swm cywir ohono bob eiliad o bob dydd. Mae hyn yn achosi anhawster mawr i’r grid cenedlaethol, gan fod rhaid ceisio cael cydbwysedd cywir rhwng cyflenwad (faint sy’n cael ei gynhyrchu) a’r galw (faint sydd ei angen).

2. Allwn ni ddim storio trydan ar raddfa fawr

Trawsyrru trydan

Cyflenwad egni mewn MW (Megawatiau).

Ymchwydd yn y bore wrth i bobl ddeffro.

Ymchwydd gyda’r nos amser bwyd.

Gostyngiad wrth i bobl fynd i’r gwely.

17

Uned 1.3 – Gwneud defnydd o egni

18

Dwysedd

Mae dwysedd yn dweud wrthym ni faint o fàs o ddefnydd penodol sydd wedi’i gynnwys mewn cyfaint penodol. Y mwyaf o ddefnydd mewn cyfaint penodol, y mwyaf yw’r dwysedd. Felly, yn gyffredinol, mae gan solidau werthoedd dwysedd uchel ac mae gan nwyon werthoedd isel iawn:

D = M V D

M

V x

…a dau ffurf arall yr hafaliad

yw:

M = D x V V = M D

Dyma’r hafaliad i gyfrifo dwysedd:

Dwysedd = Màs Cyfaint

Enghraifft

Cyfrifwch ddwysedd bloc o wydr â hyd = 14cm, lled = 4.5cm, uchder = 2cm, a màs =

315g.

Cyfaint y bloc = l x w x h = 14 x 4.5 x 2 = 126 cm3.

Felly, dwysedd y bloc, D = M = 315 = 2.5 g/cm3

V 126

Mae dwysedd dŵr yn union 1 g/cm3 (neu 1000 kg/m3). Mae dwysedd aer tua 0.0013 g/cm3.

Dyma pam mae tyrbin sy’n cael ei yrru gan gyfaint penodol o ddŵr yn gallu

cynhyrchu mwy o drydan na thyrbin sy’n cael ei yrru gan yr un cyfaint o aer.

Mae 1 m3 o ddŵr gyda màs tua 854 gwaith cymaint â’r un swm o aer.

Haen uwch yn unig

Gallwn ni ddefnyddio diagramau Sankey i ddangos trosglwyddo egni. Maen nhw’n dangos y

mathau o egni dan sylw a swm yr egni dan sylw. Isod mae diagram Sankey ar gyfer bwlb

ffilament.

Pwyntiau allweddol

Mewnbwn egni = Allbwn egni: 50 J (mewnbwn) = 45J + 5 J (allbwn)

Mae egni defnyddiol yn mynd yn syth ymlaen.

Mae egni sy’n cael ei wastraffu’n plygu tuag i fyny/i lawr.

Mae lled y saeth yn dangos swm yr egni (wrth raddfa)

Mae lled y saeth mewn cyfrannedd â swm yr egni. Maen nhw wedi’u llunio wrth

raddfa e.e. 10J = 5mm

Math o egni Enghraifft Trydanol I sychwr gwallt.

Gwres Popty.

Cinetig Egni symud – car.

Egni sain Seinydd (“speaker”)

Egni golau Gwrthrych sy’n allyrru golau – sgrin LCD.

Egni cemegol Storio mewn bwyd/batri.

Egni potensial disgyrchiant Cynyddu gydag uchder uwchlaw’r ddaear – gorsaf storfa bwmp.

Egni potensial elastig Storio mewn band elastig/sbring wedi’i ymestyn.

Egni cemegol Egni Egni Egni Egni (Batri) trydanol sain gwres/thermol golau

Trosglwyddo Egni

Enghraifft: trosglwyddo egni

Diagramau Sankey

19

Effeithlonrwydd egni: mesur yw hwn o faint o egni defnyddiol sy’n dod allan o ddyfais.

Caiff ei fesur mewn %.

Enghraifft: gan ddefnyddio’r data o’r diagram Sankey.

% Effeithlonrwydd = 5 x 100 = 10%

50

Mae hyn yn wael iawn ac yn dangos nad yw’r bwlb yn effeithlon iawn. Allwch chi ddim cael

mwy na 100%!!!

Mae effeithlonrwydd gorsafoedd trydan glo yn 35%, effeithlonrwydd goleuadau LED yn 90%

ac effeithlonrwydd injan car yn 40%.

Y mwyaf effeithlon yw gorsaf drydan, y lleiaf o egni sydd angen ei losgi felly y lleiaf o

garbon deuocsid gaiff ei allyrru. Bydd tanwyddau ffosil hefyd yn para’n hirach.

Mae egni thermol yn symud o le POETH

(tymheredd uchel) i le OER (tymheredd is) (i

lawr graddiant tymheredd) e.e. mae paned o

de poeth yn rhyddhau egni thermol i’r

amgylchoedd.

Y mwyaf yw’r gwahaniaeth mewn tymheredd

y mwyaf o egni thermol sy’n cael ei

drosglwyddo bob eiliad e.e. bydd tymheredd

eich mwg o de’n gostwng yn gyflymach pan

mae’n boeth iawn.

3 math o drosglwyddo thermol: Gall egni thermol gael ei drosglwyddo drwy ddargludiad,

darfudiad a phelydriad.

Dargludyddion: defnyddiau sy’n dargludo egni thermol yn dda e.e. metelau fel copr. Mae metelau'n dargludo'n well oherwydd presenoldeb electronau rhydd.

Ynysyddion: defnyddiau sy’n wael am ddargludo e.e. aer,

plastig. Mae llawer o ddefnyddiau sy’n ynysyddion, fel gwlân, yn dal aer, e.e. siwmper.

Effeithlonrwydd

% Effeithlonrwydd =egni DEFNYDDIOL allan (neu bŵer) x 100

CYFANSWM mewnbwn egni (neu bŵer)

Trosglwyddo egni thermol (gwres).

Dargludiad: Mewn dargludiad, mae’r egni thermol yn llifo drwy’r gwrthrych ei hun.

Mae’n digwydd mewn solidau a hylifau.

20

Mae hyn yn berthnasol i hylifau a nwyon:

1. Pan gaiff y nwy/hylif ei wresogi.

2. Mae’r gronynnau’n cyflymu

3. Mae cyfaint y nwy/hylif yn cynyddu. Mae’r

nwy/hylif yn ehangu.

4. Mae’r dwysedd yn lleihau felly mae’r nwy/hylif

yn codi.

5. Mae nwy/hylif oerach, mwy dwys yn disgyn.

Mae rhai defnyddiau fel sbwng yn dal aer, sy’n

lleihau’r cerrynt darfudiad. Mae hyn yn lleihau’r

gwres sy’n cael ei golli/ei drosglwyddo drwy

ddarfudiad.

Yr uchaf yw tymheredd gwrthrych, y mwyaf o belydriad thermol y bydd yn ei allyrru. Hwn yw’r unig ffordd o drosglwyddo gwres drwy wactod (gofod). Mae gwrthrychau’n gallu allyrru ac amsugno pelydriad gwres. Mae gwrthrychau sgleiniog yn adlewyrchu pelydriad thermol yn

dda e.e. ffoil alwminiwm o gwmpas bwyd, carafannau wedi’u

peintio’n wyn.

Mae gwrthrychau du mat yn dda iawn am amsugno/allyrru

pelydriad thermol e.e. caiff stôf llosgi coed ei pheintio’n ddu ac

mae ceir du’n mynd yn boethach yn yr haul.

Du Du Lliwiau Gwyn Arian Pŵl Sgleiniog (tywyll --> Golau) Allyrrydd/ Allyrrydd/ Amsugnydd/ Amsugnydd Gorau Gwaethaf

Darfudiad: Dim ond mewn hylifau a nwyon mae gwres yn llifo drwy ddarfudiad. Ni all

darfudiad digwydd mewn solidau oherwydd mae’r gronynnau mewn safle pendant.

Pelydriad Thermol (isgoch). Bydd unrhyw wrthrych poeth yn allyrru pelydriad thermol

ar ffurf pelydriad electromagnetig isgoch.

21

Mae’n bwysig ceisio lleihau’r egni thermol sy’n

cael ei golli o dŷ. Bydd hyn yn lleihau biliau egni

(gan arbed arian) a hefyd yn lleihau’r allyriadau

carbon deuocsid o ganlyniad i wresogi eich

cartref. Mae CO2 yn nwy tŷ gwydr sy’n cynyddu

cynhesu byd-eang.

Mae llawer o fathau/systemau ynysu y gallwch

chi eu gosod yn y tŷ i leihau colled gwres, NID ei

atal. Mae’r rhan fwyaf o’r ynysyddion da yn

gweithio drwy ddal aer sy’n ddargludydd gwael.

Os caiff yr aer ei ddal, bydd colled gwres drwy

ddarfudiad yn lleihau oherwydd ni all aer cynnes

godi ac all aer oer ddim disgyn.

Math/system ynysu Sut mae’n gweithio

Gwydr dwbl Dwy haen wydr a bwlch rhyngddynt wedi’i lenwi ag e.e. argon

neu wactod rhannol. Mae’n lleihau’r gwres sy’n cael ei golli

drwy ddargludiad a darfudiad.

Atal drafftiau Mae stribedi o ddefnydd atal drafftiau’n gallu cael eu ffitio o

gwmpas drysau ac ar fframiau ffenestri. Mae stribed/rhimyn

atal drafftiau’n gallu cael eu gosod ar waelod drysau. Mae’n

lleihau’r gwres sy’n cael ei golli drwy ddarfudiad.

Ynysu llofft Mae gwlân ynysu (gwlân sinidr) yn gallu cael ei osod rhwng

ceibrau’r (preniau) llofft. Mae’r defnyddiau hyn yn dal aer yn

dda. Mae’n lleihau’r gwres sy’n cael ei golli drwy ddargludiad a

darfudiad.

Ynysu lloriau Caiff bwrdd ffibr neu wlân sinidr ei osod i leihau’r gwres sy’n

cael ei golli drwy ddargludiad a darfudiad.

Waliau ceudod Caiff waliau eu hadeiladu gyda wal fewnol ac wal allanol. Gall

y bwlch/ceudod gael ei lenwi â sbwng neu fwrdd ynysu sy’n

lleihau dargludiad a darfudiad.

NID YW gosod tyrbinau gwynt a phaneli solar yn lleihau’r gwres sy’n cael ei golli

Noder: Yr uchaf yw’r tymheredd y tu mewn i’ch tŷ o’i gymharu â’r tymheredd y tu

allan, y mwyaf o egni fydd eich tŷ yn ei golli bob eiliad gan fod y gwahaniaeth

tymheredd yn fwy.

Ynysu’r tŷ

Systemau ynysu

22

Ynysu’r tŷ

Noder: Ni chaiff yr

hafaliad hwn ei roi

yn yr arholiad o

gwbl, felly bydd

rhaid i chi ei gofio !!

Cymharu’r costau

Mae 2 brif ffordd o ddefnyddio egni yn y cartref:

Bydd disgwyl i chi gymharu’r gwahanol ffynonellau egni o ran eu cost, eu heffaith ar yr amgylchedd, amser talu yn ôl, ac ati.

“Amser talu yn ôl” yw’r amser mae’n ei gymryd i gael yr arian yn ôl mewn arbedion egni am yr arian sydd wedi’i wario ar welliant penodol. Dyma hafaliad cyfrifo “amser talu yn ôl”:

Amser talu yn ôl = cost gosod (mewn blynyddoedd) arbedion blynyddol Felly, gallwn ni gyfrifo’r amser talu yn ôl drwy rannu cost y system â’r arbediad bob

blwyddyn (faint yn is yw eich bil).

Enghraifft: mae’n costio £4000 i osod ffenestri gwydr dwbl yn eich cartref. Mae hyn yn

gostwng eich biliau egni £175 y flwyddyn. Pa mor hir fydd hi’n ei gymryd i dalu cost eich

buddsoddiad yn ôl?

Amser talu yn ôl = 4000 = 22.9 blwyddyn.

175 Ni fydd disgwyl i chi gofio data am wahanol ffynonellau egni, dim ond defnyddio’r hyn a roddir i chi yn y cwestiwn arholiad. Gweler yr enghraifft ar y dudalen nesaf.

1. Trydan 2. Gwres

23

Cymharu’r costau

Atebion (a) Hawdd cael rhai newydd / ailgyflenwi / ddim yn dod i ben / cynaliadwy (b) (i) [£] 2000 (ii) Gwynt – buanedd gwynt newidiol (1) Solar – oriau golau haul / efallai nad

yw’r to’n wynebu’r De neu arddwysedd yr Haul (1) Gallai costau tanwydd newid (1)

(iii) 5400 ÷ 1800 = 3 (1 marc)

3 x 4 = 12 m2 (1 marc) (c) Lleihau CO2 (1) sy’n lleihau’r effaith tŷ gwydr / cynhesu byd-eang (1) neu

Llai o SO2 (1) sy’n golygu llai o law asid (1) neu Defnyddio llai o danwyddau ffosil (1) felly angen llai o mwyngloddio / llai o CO2 / llai o SO2 (1) (dim derbyn “llai o lygredd” gan nad yw’n ddigon penodol).

(a) Beth yw ystyr ffynhonnell egni adnewyddadwy? [1] (b) (i) Cwblhewch y tabl drwy gyfrifo’r arbedion bob blwyddyn oherwydd y

celloedd ffotofoltaidd (PV) ar y tô. [1] (ii) Rhowch resymau pam gallai amseroedd talu yn ôl y tyrbin gwynt a’r

celloedd ffotofoltaidd (PV) ar y tô fod yn wahanol i’r rhai sydd wedi’u dangos yn y tabl.[3]

(iii) Cyfrifwch arwynebedd y celloedd ffotofoltaidd (PV) ar y tô y byddai eu hangen i gynhyrchu’r un uchafswm pŵer â thyrbin gwynt.[2]

(c) Eglurwch sut byddai cyflwyno celloedd ffotofoltaidd (PV) ar y tô a thyrbinau

gwynt yn dda i’r amgylchedd. [2]

Enghraifft o hen bapur arholiad

24

Senario : ‘Rydych chi a dau ffrind yn ceisio cynllunio trip i weld eich hoff grwp pop mewn cyngerdd ym Mharis ! (Mae un o’r rhieni yn gyrru yno ac yn ôl). Mae pob un o’r tri teulu gyda’r un car ond mae pob car yn defnyddio tanwydd gwahanol.

Defnyddiwch y data yn y tabl i gyfrifo’r gost o drafeilio o Llanrwst i Baris, ac yn ôl, i bob un o’t tri tanwydd.

Cam 1 : Cyfrifo y cyfanswm pellter i deithio yna ac yn ôl Cyfanswm pellter = 750km x 2 = 1500 km Cam 2 : Defnyddiwch y drydydd golofn i gyfrifo faint o danwydd sydd ei angen ar bob car. Cyfaint tanwydd = 1500 ÷ 100 = 15 = 15 x 6.31 = 15 x 7.41 = 15 x 5.46 = 94.65 L = 111.15 L = 81.9 L Cam 3 : Defnyddiwch yr ail golofn i gyfrifo y cyfanswm cost pob tanwydd. Cost = cyfaint y tanwydd x cost pob litr = 81.9 x 1.15 = £ 94.19

Tanwydd Cyfaint o danwydd (l) Cost (£)

Diesel 81.9 94.19

Petrol 94.8 107.12

LPG 111.2 72.24

Math o danwydd Cost pob litr

( £ / l )

Tanwydd ei angen i drafeilio 100km

( l / 100km)

Diesel 1.15 5.46

Petrol 1.13 6.31

Liquid Petroleum Gas (LPG)

0.65 7.41

Cymharu y gost o ddefnyddio gwahanol danwyddau mewn cerbydau

Pellter o Llanrwst i Baris (un ffordd) = 750km

25

Diesel Petrol LPG

Trosi rhwng kWh a jouleau.

26

Cyfrifo cost trydan

Pan fydd angen i gwmnïau trydan gyfrifo eich bil trydan, maen nhw’n cyfri faint o “unedau” (kWawr) o egni trydanol rydych chi wedi’u defnyddio ers eich bil diwethaf. Fodd bynnag, mae’r Joule yn llawer rhy fach i’r cwmnïau trydan. 1 kWh yw'r egni trydanol a drosir gan ddyfais 1 kW (1000W) a ddefnyddir am 1 awr. Y ddau hafaliad sydd ei angen i gyfrifo cost trydan yw:

unedau sy'n cael eu defnyddio (kWh) = pŵer(kW) × amser (h)

cost = unedau sy'n cael eu defnyddio × cost fesul uned

Felly, mae nifer yr unedau o egni trydanol sy’n cael eu

defnyddio’n cael eu mesur mewn “kilo-Wat-awr”

Ar ôl i ni gyfrifo “nifer yr unedau” (kWawr), mae’n hawdd cyfrifo cost yr egni – gweler yr enghraifft isod: Enghraifft

Os yw pŵer popty microdon yn 850 Wat, a’i fod wedi’i ddefnyddio am gyfanswm o 30 munud,

cyfrifwch gost y trydan y mae’n ei ddefnyddio os yw pob uned (kWawr) yn costio 12 ceiniog.

Unedau sy’n cael eu defnyddio = P (kW) x t (awr) = 0.85 x 0.5 = 0.425 kWawr

Cost = 0.425 x 12 ceiniog = 5.1 ceiniog

munudau oriau

÷ 60

W kW

÷ 1000

Uned 1.4 – Trydan Domestig

The 1st step is to change the kilo (k):

5 kWh x 1000 5000 Wh The 2nd step is to change the hours to minutes and then seconds:

5000 Wh x 60 x 60 = 18,000,000 J

Mae cerrynt eiledol (c.e.) yn gerrynt sy'n newid cyfeiriad yn barhaus.

e.e. Mae'r prif gyflenwad trydan yn gyflenwad c.e. Mae prif gyflenwad

trydan y DU ar lefel o tua 230V ac mae ganddo amledd o 50Hz.

Mae gan gerrynt union (c.u.)

gyfeiriad cyson, e .e.

celloedd a batrïau

Mae dau wifren yn dod i gyflenwi ein tai gyda trydan :

1. BYW (Brown) Swyddogaeth y wifren fyw yw cludo cerrynt i'r tŷ/dyfais ar foltedd

uchel. Gosodir switshis a ffiwsiau i mewn i’r wifren fyw.

2. NIWTRAL (Glas) Mae'r wifren niwtral yn cwblhau'r gylched ac yn cludo'r cerrynt

ymaith ar foltedd isel/dim foltedd.

Ceir un wifren arall yn y ty

3. DDAEAR: (Melyn a gwyrdd) Gwifren ddiogelwch yw'r wifren ddaear a all gludo

cerrynt yn ddiogel i'r ddaear os bydd nam yn datblygu mewn dyfais ffrâm fetel.

Y Gwifren Ddaearu

Os oes cas metel am y dyfais trydanol mae perygl y gall person

gael sioc trydanol os buasai y wifren fyw yn cyffwrdd yn y cas

metel. Gall hyn eich lladd. Felly i nadu hyn rhag digwydd mae

y cas metel wedi cysylltu i’r wifren ddaearu yn y plwg sy’n

golygu y byddai’r cerrynt yn mynd yn syth i’r ddaear. Bydd y

cerrynt mawr yn chwythu’r ffiws gan dorri’r cyflenwad/cylched.

Ynysu Dwbl

Mae rhai dyfeisiadau gyda’r symbol uchod. Nid yn unig mae’r gwifrau wedi’i

gorchuddio gyda phlastig (fel arfer) ond mae’r ddyfais gyda haen arall o ynysiad

trydanol, e.e. fe allai cas allanol y ddyfais fod wedi’i wneud yn llwyr o blastig, ac felly

nid yw’r ddyfais angen gwifren daearu.

27

CE/CU

Diogelwch trydanol

Y FFiws

Gwifren denau iawn sydd mewn ffiws. Os bydd cerrynt rhy fawr yn llifo am

fod nam ar y dyfais mae’r wifren tu fewn i’r ffiws yn poethi ac yn ymdoddi

neu’n ‘ffiwsio’. Gall hyn arbed rhag i’r dyfais gorboethi neu fynd ar dân. Ni fydd y ffiws yn eich diogelu chi rhag cael sioc os byddwch yn cyffwrdd yn y wifren fyw.

Mae 3 ffiws cyffredin ar gael 3A, 5A a 13A.

Anfanteision y ffiws.

1. Mae ffiws yn gweithio yn gymharol araf ac felly fe allech gael sioc drwg cyn i’r

gylched dorri.

2. Posib cael sioc gyda cerrynt sy’n rhy isel i dorri’r ffiws.

3. Angen rhoi ffiws newydd pob tro maen chwythu.

Torrwr Cylched Bychan (Minature Circuit Breaker) mcb

Mae electromagned y tu mewn i’r torrwr cylched. Pan fydd y cerrynt

yn mynd yn ddigon mawr mae cryfder yr electromagned yn ddigon i

wahanu’r cysylltau a torri’r gylched.

Gellir defnyddio torrwr cylched yn lle ffiws.

Mae’n gweithio yn ofnadwy o gyflym (canfed o eiliad).

Gellir ailosod torrwr cylched.

Anfantais: Yn union fel ffiws nid yw’n amddiffyn rhag cael sioc gyda cerrynt isel.

Felly mae dal yn bosib cael sioc os yn cyffwrdd yn y wifren fyw.

Torrwr cylchedau cerrynt gweddilliol. (RCCB)

Rhoddir y dyfais yn soced yn gyntaf ac wedyn plwgio yr offer i’r dyfais.

Pwrpas y dyfais yma yw diogelu rhag sioc drydanol.

Cerrynt gwifren byw = Cerrynt gwifren niwtral mae popeth yn gweithio yn iawn.

Pe betai person yn cyffwrdd yn y wifren fyw ar ddamwain, bydd rhywfaint o’r cerrynt

yn llifo drwy eich corf i’r ddaear. Yna,

Cerrynt wifren fyw > Cerrynt wifren niwtral Torrir gylched

Prif Fanteision: Mae torwyr mcb yn diogelu'r gylched ac mae torwyr rccb yn diogelu'r defnyddiwr.

Gweithio yn ofnadwy o gyflym (0.001eiliad).

Sensitif iawn ac yn gweithio gyda gwahaniaeth bychan iawn yn y cerrynt (0.003A).

Posib ailosod.

28

Cylchedau yn y cartref. (Prif Gylched)

Manteision o glyched cylch.

1. Gellir teneuo'r ceblau gan fod dau lwybr ar gyfer y cerrynt.

2. Mae pob rhan o'r cebl yn cludo llai o gerrynt am fod y cerrynt yn llifo ddwy ffordd.

3. Mae cylched prif gylch yn fwy cyfleus oherwydd gellir gosod socedi unrhyw le ar y cylch.

4. Mae gan bob soced foltedd o 230 V a gellir eu gweithredu ar wahân.

1. Beth yw’r foltedd ar draws soced 1? Ateb= 230 V

2. Pa switsh fyddech chi’n ei ddefnyddio cyn gwneud gwaith cynnal a chadw ar brif

gylched 1? Ateb = S1

3. Beth yw’r pŵer mwyaf y gellid ei gyflenwi i’r popty trydan?

P = V x I

= 230 x 30

= 6900 W

4. Mae 3 bwlb unfath yn y gylched olau, ac mae angen cerrynt o 0.05A ar bob un.

Cyfrifwch gyfanswm pŵer y 3 bwlb.

Cyfanswm cerrynt pob bwlb = 0.05 + 0.05 + 0.05 = 0.15 A

Pŵer = foltedd x cerrynt = 230 x 0.15 = 34.5 W

Cylchedau domestig

29

Ardraws: Mae osgiliadau’r gronynnau ar ongl sgwâr (90˚) i gyfeiriad

teithio (lledaeniad) y don.

Enghreifftiau: Pob ton electromagnetig (Golau, microdonnau ac ati), tonnau-S

Tonnau hydredol: Mae osgiliadau’r gronynnau i’r un cyfeiriad ag y mae’r don

yn symud.

Enghreifftiau: Tonnau sain, tonnau-P

Nodweddion Beth ydyw? Unedau

1.Tonfedd Y pellter o frig i’r brig nesaf neu’r pellter mae’n ei gymryd

i’w hailadrodd ei hun. Os oes 10 ton mewn 5 metr mae’r

donfedd yn 0.5m

Metrau,

m

2. Amledd

f

Nifer y tonnau bob eiliad. 1 Hz yw 1 don yr eiliad. Os oes

40 ton mewn 10 eiliad, mae’r amledd yn 4 Hz.

Hertz,

Hz

3. Osgled Y pellter o ganol y don i’r brig/top. Y mwyaf yw’r osgled,

y mwyaf o egni mae’r don yn ei gludo.

Metrau,

m

Uned 1.5 - Tonnau

Gwybodaeth

30

Enghraifft 1: Caiff gwn ei danio ac mae rhywun sy’n sefyll 1200m i ffwrdd yn clywed yr ergyd 4 eiliad ar ôl i’r gwn gael ei danio. Beth yw buanedd y don sain? Gan fod pellter ac amser wedi’u rhoi, rhaid i ni ddefnyddio’r hafaliad cyntaf (cofiwch ddangos eich gwaith). Buanedd = pellter = 1200 = 300 m/s amser 4

Enghraifft 2: Mae ton ddŵr yn symud ar fuanedd o 2.5 m/s. Mae ei thonfedd yn 7.5 m. Defnyddiwch yr hafaliad cywir i gyfrifo amledd y don. Rydym ni’n defnyddio’r 2il hafaliad gan fod buanedd a thonfedd wedi’u rhoi. Buanedd = amledd x tonfedd Aildrefnu’r hafaliad, amledd = buanedd = 2.5 = 0.33 Hz tonfedd 7.5

Enghraifft 3: Mae golau o’r haul yn teithio 150,000,000 km ar fuanedd o 300,000,000m/s (3 x 108 m/s). Cyfrifwch yr amser mewn munudau mae’n ei gymryd i’r golau ein cyrraedd ni ar y Ddaear. Rhaid i ni newid unedau yma: 150,000,000 km, i fetrau 150,000,000 km x 1000 = 150,000,000,000 m neu 1.5 x 1011 m buanedd = pellter, aildrefnu amser amser = pellter = 150,000,000,000 = 1.5 x 1011 = 500 s buanedd 300,000,000 3 x 108

Newid o eiliadau i funudau: 500 = 8.3 munud 60

Gallwn ni gyfrifo buanedd ton mewn 2 ffordd.

1. Buanedd = pellter amser

2. buanedd ton = amledd x tonfedd

v = f

Cyfrifiadau sy’n cynnwys tonnau.

Haen uwch yn unig

Haen uwch yn unig

v

d

v t

31

Adlewyrchiad. Wrth i’r tonnau daro rhwystr plân (fflat) maent yn cael eu hadlewyrchu. Mae

hyn yn debyg iawn i baladr golau sy’n adlewyrchu ar ddrych plân. Drwy ddefnyddio rhwystr

crwm (ceugrwm) fel dysgl lloeren, gallwn ni wneud i’r tonnau gydgyfeirio (crynhoi) ar bwynt.

Bydd yr ongl drawiad yn hafal i’r ongl adlewyrchiad.

Adlewyrchiad ar ddysgl lloeren.

Mae’r ongl trawiad a’r ongl adlewyrchiad yn hafal.

Plygiant: Plygiant yw newid cyfeiriad ton ar y ffin rhwng dau

ddefnydd. Newid buanedd sy’n achosi hyn.

Dŵr. Mae hyn yn digwydd wrth i

donnau dŵr symud rhwng dŵr dwfn a

dŵr bas. Mae’r tonnau’n symud yn

arafach mewn dŵr bas. Mae amledd

y tonnau’n aros yn gyson felly mae’r

donfedd yn lleihau. Wrth i’r tonnau

symud o ddŵr bas i ddŵr dyfnach,

mae eu buanedd yn cyflymu ac maen

nhw’n newid cyfeiriad oddi wrth y

normal.

rhwystr

plân

rhwystr

crwm

blaendon blaendon

Priodweddau tonnau

32

Plygiant Golau. Pan fydd golau’n

symud rhwng defnyddiau â gwahanol

ddwyseddau optegol, bydd y pelydr

golau’n plygu. Wrth i’r golau symud o aer

i wydr bydd yn arafu, ac yn plygu tuag

at y normal. Wrth i’r golau ddod allan o’r

bloc gwydr, bydd yn cyflymu ac yn plygu

oddi wrth y normal (i’r cyfeiriad

dirgroes).

33

bloc gwydr

Priodweddau cyffredin y sbectrwm electromagnetig: 1. Teithio ar yr un buanedd mewn gwactod.

(300,000,000 m/s neu 3x108 m/s)

2. Trosglwyddo egni/gwybodaeth o un lle i le arall.

3. Tonnau ardraws ydynt.

Teulu o donnau â phriodweddau tebyg.

Mae’r amledd a’r egni’n cynyddu o radio i gama.

Mae’r tonfedd yn lleihau o radio i gama.

Noder: does dim rhaid iddyn nhw roi’r sbectrwm yn y drefn hon, gallen nhw ddechrau

â gama ar y chwith (gama fyddai â’r mwyaf o egni o hyd).

Y sbectrwm electromagnetig.

34

Rhan o’r sbectrwm

em Priodweddau/peryglon Sut rydym ni’n ei defnyddio

Radio Tonfeddi hiraf, dim peryglon amlwg. Signalau radio a theledu.

Microdon

Tonfedd fer. Rhywfaint o bryder eu bod nhw’n peri risg i iechyd defnyddwyr ffonau symudol. Cael eu hamsugno gan foleciwlau dŵr.

Gwresogi bwyd, cyfathrebu â lloerenni a ffonau symudol.

Isgoch (pelydriad thermol)

Tonfedd hirach na golau gweladwy. Gallu llosgi os dewch i gysylltiad â gormod ohono.

Trawsyrru gwybodaeth mewn ffibrau optegol, rheolyddion pell a chamerâu isgoch

Golau gweladwy

Os yw’r golau’n rhy llachar mae’n gallu niweidio’r llygad/retina.

Ffotosynthesis. Laserau chwaraewyr CD.

Uwchfioled Gallu ïoneiddio celloedd yn y corff gan arwain at ganser y croen.

Gwelyau lliw haul, canfod arian papur ffug.

Pelydrau-X Maen nhw’n ïoneiddio, sy’n gallu arwain at ganser.

Delweddu meddygol, archwilio lludded (“weld”) metel a diogelwch meysydd awyr.

Gama Yr ïoneiddiwr cryfaf yn y sbectrwm gan mai’r rhain sydd â’r mwyaf o egni.

Trin canser – lladd celloedd canser a diheintio cyfarpar meddygol neu fwyd.

Pelydriad sy'n ïoneiddio, sy’n gallu rhyngweithio ag atomau a niweidio celloedd oherwydd yr egni sydd ganddynt

Defnyddio’r sbectrwm em.

Pelydriad sy’n cael ei allyrru gan wrthrychau. (Haen uwch yn unig)

Mae gwrthrychau poeth yn allyrru pelydriad dros amrediad eang o donfeddi.

Yr uchaf yw tymheredd gwrthrych, y mwyaf o belydriad y mae’n ei allyrru. Mae’r amledd hefyd yn cynyddu, ac y byrraf fydd tonfedd yr allyriad brig/arddwysedd uchaf.

Ar dymheredd ystafell, mae gwrthrychau’n allyrru pelydrau isgoch gwan.

Mae bwlb ffilament golau gwynias (sy’n rhyddhau golau) (ar tua 2700°C) yn allyrru’n llawer cryfach – yn y gweladwy a’r isgoch.

Mae’r Haul (ar tua 5500°C) yn pelydru’n gryf iawn/yn bennaf yn y gweladwy ond hefyd yn yr

isgoch a’r uwchfioled.

35

Ffibrau Optegol. Caiff y signal ei anfon gyda golau isgoch oherwydd mae’n gallu

teithio’n bellach yn y cebl na golau gweladwy. Caiff y ceblau hyn eu gosod rhwng y cyfandiroedd. Mae’r signalau’n teithio ar 200,000,000 (2x108) m/s ac yn gallu cludo mwy o wybodaeth (1.5 miliwn o alwadau ffôn drwy un cebl). Manteision ffibr optegol dros geblau copr traddodiadol yw

1.Mae angen llai o gyfnerthwyr i gynyddu cryfder y signal. 2. Anoddach bygio (clustfeinio ar) y signal. 3. Maen nhw’n pwyso llai. 4. Defnyddio llai o egni. 5. Dim ymyriant o geblau cyfagos.

Lloerennau.

Mae angen i loerennau cyfathrebu fod mewn orbit geosefydlog (ar

uchder o 36,000km) oherwydd mae angen i’r lloeren fod uwchben

pwynt penodol ar y Ddaear fel nad oes rhaid i ni symud y dysgl

lloeren (e.e. dysgl Sky).

Maen nhw’n defnyddio pelydriad microdon i anfon signalau i’r

lloeren oherwydd ei fod yn gallu pasio drwy’r atmosffer.

I anfon signal o C i P, rhaid i’r signal deithio o C i’r lloeren ac yna’n ôl i P. I anfon signal

dros bellter mwy, gallwn ni ddefnyddio mwy nag 1 lloeren.

Diffiniad o orbit geocydamseredig: mae ganddo amser orbit o 24 awr ond dim ond ar

ôl cyfnod o un diwrnod ymae'r gwrthrych yn yr orbit hwn yn dychwelyd i'r union un

lleoliad yn yr awyr

Diffiniad o orbit geosefydlog: mae’r lloeren yn aros uwchben yr un pwynt ar arwyneb y

Ddaear (uwchben y cyhydedd) ac yn cymryd 24 awr i gwblhau orbit (sydd yr un faint â

chyfnod cylchdro’r Ddaear).

Math penodol o orbit geocydamseredig yw

orbit daearsefydlog. Y gwahaniaeth yw pan

fydd gwrthrych mewn orbit geocydamseredig

yn dychwelyd i'r un man yn yr awyr ar yr un

amser bob dydd, ni fydd gwrthrych mewn

orbit daearsefydlog byth yn gadael y lleoliad

hwnnw. Gall gorsaf ar y ddaear gyfathrebu'n

barhaus â lloeren ddaearsefydlog ond dim

ond unwaith bob 24 awr y gall gyfathrebu â

lloeren geocydamseredig.

Cymharu ffyrdd o gyfathrebu.

36

Dull 1, lloeren: Os yw’r pellter o arwyneb y Ddaear i bob lloeren yn 3.6 x 107 m, beth yw cyfanswm y pellter mae’n rhaid i’r microdonnau ei deithio i fynd o Gymru i’r Eidal? Cyfanswm pellter (i fyny ac i lawr unwaith) = 2 x 3.6 x 107 = 7.2 x 107 m. Mae microdonnau’n donnau electromagnetig felly maen nhw’n teithio ar 3 x108

m/s.

Amser = pellter = 7.2 x 107 = 0.24 s

buanedd 3 x108

Dull 2, ffibrau optegol: Mae’r pellter o Gymru i’r Eidal tua 2000 km = 2 x 106 m.

Mae tonnau isgoch yn teithio ar tua 70% o fuanedd golau mewn ffibr optegol,

felly, 0.7 x 3 x 108 = 2.1 x108 m

Amser = pellter = 2 x 106 = 0.0095 s

buanedd 2.1 x108

Mae ffibrau optegol yn achosi llai o oediad amser ac nid yw’r tywydd yn effeithio arnyn

nhw.

Oediad amser.

37

(a) (b) (c)

Mae’r ffenomen hon yn digwydd wrth i olau symud o ddefnydd mwy optegol ddwys (e.e.

dŵr) i ddefnydd llai optegol ddwys (e.e. aer) gan achosi newid buanedd.

1. Mae’r ongl drawiad θ1 yn llai na’r ongl gritigol ac felly mae’r pelydr golau’n plygu

oddi wrth y normal wrth iddo ddod allan o’r dŵr. θ2 yw’r ongl blygiant.

2. Mae’r ongl drawiad θ1 yn hafal i’r ongl gritigol felly mae’r pelydr golau’n mynd ar

hyd arwyneb y ffin.

3. Mae’r ongl drawiad yn fwy na’r ongl gritigol felly mae’r pelydr golau’n cael ei

adlewyrchu’n ôl i mewn i’r dŵr - adlewyrchiad mewnol cyflawn. θ1 = θ2

Ffibrau Optegol: gallwn ni ddefnyddio’r rhain i gludo gwybodaeth drwy ddefnyddio golau

isgoch. Mae llawer o ffyrdd o’u defnyddio fel y rhyngrwyd, teledu cebl, ffôn, rhai arwyddion.

Endosgop: Endosgop yw unrhyw offeryn sy’n cael ei

ddefnyddio i edrych y tu mewn i’r corff. Mae miloedd o

ffibrau optegol yn cael eu bwndelu gyda’i gilydd mewn

endosgop sy’n cael ei roi mewn corff dynol gan y meddyg.

Gallwn ni gyfeirio golau i lawr y ffibrau hyd yn oed os

ydyn nhw wedi plygu, sy’n galluogi’r llawfeddyg i oleuo’r

man y mae’n arsylwi arno. Yna, mae’n gallu gweld hwn ar

gamera teledu sydd wedi’i gysylltu â monitor.

Uned 1.6 – Adlewyrchiant mewnol cyflawn

Adlewyrchiad mewnol cyflawn

Defnyddio adlewyrchiad mewnol cyflawn.

Ongl gritigol Adlewyrchiad

mewnol cyflawn

gritigol

Aer

38

Sgan CT (sgan CAT)

Mae sgan CT, a elwir hefyd yn sgan CAT, yn brawf

pelydr-X arbenigol. Gall roi lluniau eithaf clir o du

mewn eich corff mewn 3D. Yn benodol, gall roi

lluniau da o meinweoedd meddal y corff nad ydynt

yn dangos ar luniau pelydr-X cyffredin.

Gall sganiau CT gynhyrchu delweddau manwl o

nifer o strwythurau y tu mewn i'r corff, gan

gynnwys yr organau mewnol, pibellau gwaed ac

esgyrn.

Fel arfer ni fyddai sganiau CT yn cael ei

ddefnyddio i wirio am broblemau os nad oes

gennych unrhyw symptomau. Mae hyn

oherwydd ni fydd y manteision sgrinio yn

gorbwyso'r risgiau, yn enwedig os yw'n arwain

at brofion diangen.

Cymharu sgan CT a endosgopeg

Mae endosgopi yn defnyddio ffibrau optegol ac mae sganiau CT yn defnyddio pelydrau-

X. Defnyddir endosgopi i ymchwilio i rannau penodol o'r corff ac mae'n llai niweidiol na

sganiau CT. Defnyddir sganiau CT i gynhyrchu delweddau mwy cyffredinol o'r corff ac

mae risg uwch o gymharu ag endosgopi. Mae sganiau CT ar ffurf 3D.

39

Mae’r mecanweithiau a’r prosesau sy’n digwydd yn ystod daeargrynfeydd yn gymhleth

dros ben. Fodd bynnag, gallwn ni egluro rhai o nodweddion daeargrynfeydd:

Dros amser, mae diriannau yn y Ddaear yn

cronni (yn aml yn cael eu hachosi gan

symudiadau araf platiau tectonig)

Ar ryw adeg, bydd y diriannau’n mynd mor fawr

nes bod y Ddaear yn torri … mae rhwyg

daeargryn yn digwydd ac yn lleihau rhai o’r

diriannau (ond nid y cyfan fel rheol) gan ryddhau llawer o egni.

Mae daeargrynfeydd yn digwydd o ganlyniad i donnau arwyneb, P ac S sy’n cael

eu cynhyrchu gan ryddhau egni sydd wedi’i storio mewn creigiau ar y ddwy ochr i

ffawt.

Tonnau Cynradd (P). Rydym ni’n galw’r rhain yn donnau

cynradd oherwydd y rhain yw’r cyntaf i gyrraedd. Prif

nodweddion tonnau cynradd yw:

Tonnau hydredol ydynt.

Cyflymach na thonnau S.

Gallu teithio drwy hylifau a solidau.

Tonnau Eilaidd (S). Rydym ni’n galw’r rhain yn donnau

eilaidd oherwydd y rhain yw’r ail i gyrraedd. Prif

nodweddion tonnau eilaidd yw:

Tonnau ardraws ydynt.

Teithio’n arafach na thonnau P.

Dim ond yn gallu teithio drwy solidau.

Tonnau Arwyneb: Teithio ar hyd cramen y Ddaear.

Prif nodweddion tonnau arwyneb yw:

Osgled mwy na thonnau P ac S.

Y rhain sydd fel arfer yn achosi i adeiadau

ddymchwel.

Wedi’u ffurfio o gyfuniad o donnau P ac S.

Yn gyffredinol, y rhain yw’r arafaf o’r tair ton.

Uned 1.7 – Tonnau Seismig

Tonnau seismig / Daeargrynfeydd

Y 3 math o don seismig.

40

Mae cyflymder ton P neu S yn

dibynnu ar briodweddau ffisegol y

graig. Yn wir, os gallwn ni fesur

cyflymder y don, efallai y gallwn ni

ragfynegi drwy ba fath o graig y

teithiodd y don – canfod math o

graig yn anuniongyrchol.

Buanedd tonnau-P yn y craidd:

[Mae anhyblygedd y defnydd yn cael effaith fwy ar fuanedd na’r dwysedd].

Edrychwch ar y graff a sylwch nad oes dim tonnau-S yn y craidd allanol.

Nid yw tonnau-S yn medru trafeilio drwy hylifau oherwydd eu bod yn donnau ardraws.

Dyma grynhoad :

Cramen (solid): tonnau-P, tonnau-S a thonnau arwyneb.

Mantell (solid): tonnau-P a thonnau-S.

Craidd allanol (hylif): tonnau-P yn unig.

Craidd mewnol (solid): tonnau-P.

Strwythur y Ddaear

MANTELL Craidd-A Craidd-M

Tonnau-P

Tonnau-S

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Dyfnder / km

0

5

10

15

buanedd / km/s

41

Os yw buanedd y tonnau’n newid, bydd y tonnau’n plygu ac felly’n newid cyfeiriad.

Plygiant yn y Fantell Dros rai cannoedd o km mae plygiant yn cael yr effaith

ganlynol – gan anwybyddu crymedd y Ddaear:

F = ffocws y daeargryn S = Seismomedr

Mae’r tonnau’n crymu oherwydd mae’r ymyl isaf yn teithio’n gyflymach na’r ymyl uchaf

felly mae’n goddiweddyd yr ymyl uchaf. Mae hyn yn gwneud iddi blygu tuag i fyny.

Nodwch fod tonnau-P ac S yn crymu fel hyn. Mae’r ddwy don yn teithio’n gyflymach

wrth fynd yn ddyfnach i’r fantell.

Y tu mewn i’r craidd.

Mae’r tonnau’n plygu ar y ffin rhwng y craidd

a’r fantell oherwydd eu bod nhw’n arafu. Y tu

mewn i’r craidd, mae’r tonnau’n crymu’n raddol,

yn union fel yn y fantell, oherwydd bod y

buanedd yn newid.

(Mae’r llinellau toredig yn cynrychioli’r normal

sydd bob amser ar 90˚ i’r ffin).

Os yw’r tonnau’n mynd drwy’r craidd mewnol,

maen nhw’n plygu eto. Maen nhw hefyd yn

plygu wrth fynd yn ôl i’r fantell.

Plygiant tonnau seismig.

buanedd yn

cynyddu

gyda

dyfnder Llwybr tonnau’r Daeargryn

42

Mae craidd allanol y Ddaear yn hylif. Mae’r fantell a’r craidd mewnol yn cael eu

hystyried fel solidau. Dim ond tonnau P sy’n gallu teithio drwy’r craidd allanol hylifol.

Drwy fesur tonnau 'P' ac 'S' ar ôl daeargryn mewn gwahanol fannau o gwmpas y byd,

gallwn ni amcangyfrif maint craidd allanol hylifol y Ddaear.

Mae tonnau P ac S yn teithio’n wahanol iawn drwy’r Ddaear. I ddechrau, mae tonnau P

ac S yn teithio i bob cyfeiriad o uwchganolbwynt daeargryn tuag allan. Maen nhw’n

cael eu plygu wrth iddyn nhw deithio o’r uwchganolbwynt ac yn dilyn arcau. Fodd

bynnag, ni all tonnau S deithio drwy graidd

allanol hylifol y Ddaear.

1. parth cysgod mawr y tonnau S ar yr ochr

ddirgroes i’r ddaear o’r uwchganolbwynt.

2. dau barth cysgod llai’r tonnau P

Sylwch fod y buanedd yn newid yn sylweddol

o’r fantell solid i’r craidd allanol hylifol. Drwy ddod o hyd i’r onglau lle mae’r tonnau P

ac S ill dwy yn diflannu, gallwn ni gyfrifo radiws craidd hylifol y ddaear.

Mae’r parth cysgod S yn bodoli

oherwydd craidd allanol hylifol [ar

bob ongl > 104° o’r uwchganolbwynt]

sy’n dangos ei bod yn rhaid bod

haen dawdd (hylifol) yn bodoli ac yn

rhoi tystiolaeth o’i maint.

Parthau cysgod.

43

Gallwn ni ddefnyddio seismogramau i leoli uwchganolbwynt daeargryn.

Mae’r tonnau-P yn cyrraedd

gyntaf, yna’r tonnau-S ac yna’r don

arwyneb. Y pellaf yw’r orsaf

fonitro oddi wrth y daeargryn, y

mwyaf fydd yr oediad

amser/bwlch rhwng y tonnau.

Cofiwch, ni fydd pob gorsaf

fonitro’n derbyn y tonnau seismig

oherwydd y parthau cysgod.

Cwestiwn enghreifftiol. Mae’r diagram yn dangos y signalau seismig cyntaf sy’n cael eu

derbyn o ddaeargryn mewn dwy orsaf fonitro A a B.

1. Pa dystiolaeth mae’r data seismig yn ei dangos sy’n awgrymu bod A yn agosach at yr uwchganolbwynt

na B? Ateb: Mae’r tonnau seismig yn cyrraedd A cyn iddyn nhw gyrraedd B.

2. Pa dystiolaeth sy’n awgrymu bod tonnau P ac S wedi teithio ar fuanedd gwahanol o’r daeargryn?

Ateb: Dydy tonnau P ac S ddim yn cyrraedd ar yr un pryd.

3. Mae’r oediad amser rhwng i donnau P ac S gyrraedd gorsaf seismig sydd 100km oddi wrth

uwchganolbwynt daeargryn yn 12s. Cyfrifwch bellter gorsaf fonitro A o uwchganolbwynt y

daeargryn hwn.

Ateb : Y cam 1af yw cyfrifo’r bwlch amser rhwng tonnau P ac S yng ngorsaf A. Mae’r bwlch/oediad

rhwng 12:21:30 a 12:22:41 yn 71s.

Yr 2il gam yw sylwi bod oediad 12s am bob 100km (fel y nodwyd). Sawl gwaith mwy na 12s yw

71s?

Felly, 71 ÷ 12 = 5.92 ac yna 5.92 x 100 = 592km

Seismogram.

44

Uned 1.8 – Nwyon a’r Ddamcaniaeth Ginetig

Mae gwasgedd yn ffordd o fesur i ba raddau mae grym ar arwyneb wedi’i wasgaru neu ei grynhoi. Er enghraifft, wrth gerdded ar eira meddal, mae rhywun sy’n gwisgo esgidiau normal yn debygol o suddo i’r eira gan fod y grym (pwysau’r unigolyn) yn gweithredu ar arwynebedd eithaf bach. Mae hyn yn golygu bod y gwasgedd ar yr eira’n gymharol uchel. Os yw’r un unigolyn yn gwisgo esgidiau eira, bydd y gwasgedd yn llai gan fod yr un pwysau wedi’i wasgaru dros arwynebedd mwy.

Dyma’r hafaliad sy’n rhoi’r berthynas rhwng grym, arwynebedd a gwasgedd: Gwasgedd = Grym P = F Arwynebedd A lle mae grym, unedau newtonau, N arwynebedd, unedau m2 (neu weithiau mewn cm2) gwasgedd , unedau N/m2. Uned gyffredin arall ar gyfer gwasgedd yw’r Pascal, Pa, ond dim ond os yw’r arwynebedd wedi’i fesur mewn m2 (yn hytrach na cm2).

Gwasgedd

Mewn nwyon, caiff gwasgedd ei greu wrth i’r gronynnau nwy wrthdaro ag arwyneb mewnol y cynhwysydd. Bob tro y bydd gronyn yn gwrthdaro â’r arwyneb mewnol, bydd yn creu grym tuag allan ar wal y cynhwysydd. Mae miliynau o wrthdrawiadau fel hyn ar bob centimetr sgwâr bob eiliad yn cynhyrchu ‘gwasgedd’ tuag allan.

Y ddamcaniaeth ginetig

Yn syml, y ddamcaniaeth ginetig yw’r syniad bod nwy wedi’i wneud o ronynnau bach iawn sy’n symud yn gyson ac ar hap. Rydym ni’n tybio bod bylchau mawr rhwng y gronynnau hyn a’u bod nhw’n symud mewn llinellau syth rhwng gwrthdrawiadau. Mae’r gwrthdrawiadau i gyd yn elastig – sy’n golygu nad oes dim egni cinetig yn cael ei ‘golli’ yn ystod gwrthdrawiadau.

Gallwn ni ddarlunio nwy fel casgliad o foleciwlau â bylchau mawr rhyngddynt sy’n symud yn gyson ac yn anhrefnus.

Llwybr moleciwl

Wrth i foleciwlau nwy wrthdaro â waliau eu cynhwysydd, maen nhw’n rhoi grym arno. Y grym cyfartalog i bob

uned arwynebedd yw gwasgedd y nwy.

45

Gwasgedd, Cyfaint a Thymheredd

A) Y berthynas rhwng gwasgedd a chyfaint. Mae’r arbrawf syml isod yn ymchwilio i sut mae newid cyfaint nwy’n effeithio ar ei wasgedd. Mae’r tymheredd yn cael ei gadw’n gyson. Wrth i’r plymiwr gael ei orfodi tuag i mewn (lle mae’r cyfaint yn lleihau), mae’r mesurydd gwasgedd yn canfod cynnydd yn y gwasgedd. Mae’r graff ar y dde’n dangos y canlyniadau.

Wrth i’r cyfaint leihau, mae’r gwasgedd yn cynyddu. Yn wir, gallwch chi weld o’r graff bod y gwasgedd yn dyblu wrth i’r cyfaint haneru. Mae hyn yn golygu bod gwasgedd mewn

cyfrannedd gwrthdro â’r cyfaint, felly gallwn ni ysgrifennu:

p x V = cysonyn

B) Y berthynas rhwng gwasgedd a thymheredd. Y tro hwn, mae’r cyfaint yn cael ei gadw’n gyson. Wrth i dymheredd y nwy gynyddu, mae’r mesurydd gwasgedd yn canfod cynnydd yn y gwasgedd. Mae’r graff ar y dde’n dangos y canlyniadau.

Pe baem ni’n mesur y tymheredd mewn KELVIN yn hytrach na gradd Celsius (gweler yn nes ymlaen!), byddai’r graff yn dangos bod y gwasgedd yn dyblu wrth i’r tymheredd ddyblu. Mae hyn yn golygu bod gwasgedd mewn cyfrannedd union â’r tymheredd, felly gallwn ni ysgrifennu:

p = cysonyn T

Plymiwr 0

cm3

50 100 cm3

Mesurydd gwasgedd

Gronynnau nwy

Chwistrell wydr

Plymiwr DDIM yn

cael symud

0

cm3

50 100

cm3

Corcyn neu gaead rwber Nwy

particles

Llosgydd Bunsen

Gwydr syringe

46

Gwasgedd, Cyfaint a Thymheredd

C) Y berthynas rhwng tymheredd a chyfaint. Y tro hwn mae’r gwasgedd yn cael ei gadw’n gyson. Wrth i dymheredd y nwy gynyddu, mae’r cyfaint yn cynyddu. Mae’r graff isod yn dangos y canlyniadau.

Pe baem ni’n mesur y tymheredd mewn KELVIN yn hytrach na gradd Celsius (gweler yn nes ymlaen!), byddai’r graff yn dangos bod y cyfaint yn dyblu wrth i’r tymheredd ddyblu. Mae hyn yn golygu bod cyfaint mewn cyfrannedd union â’r tymheredd, felly gallwn ni ysgrifennu:

V = cysonyn T

Cyfuno’r tri chanlyniad Os ydym ni’n cyfuno canlyniadau/casgliadau pob un o’r tri ‘arbrawf’, rydym ni’n cael y canlyniad canlynol:

p V = cysonyn neu p1V1 = p2V2 T T1 T2 Sylwch I fod yn fanwl gywir, dim ond am nwy “delfrydol” mae hyn yn wir lle nad yw’r gronynnau’n effeithio ar ei gilydd rhwng gwrthdrawiadau, a lle mae eu maint yn fach iawn o’i gymharu â’r pellter (cyfartalog) rhyngddyn nhw. Fodd bynnag, mae’r ‘hafaliad nwy delfrydol’ hwn yn gweithio’n dda iawn yn y rhan fwyaf o sefyllfaoedd bob dydd.

Plymiwr YN cael symud

0

cm3

50 100

cm3

Corcyn neu gaead rwber Nwy

particles

Llosgydd Bunsen

Gwydr syringe

47

Tymheredd

Cyn gynted ag y sylwodd gwyddonwyr fod cysylltiad uniongyrchol rhwng tymheredd nwy ac egni cinetig cyfartalog y gronynnau yn y nwy hwnnw, gwnaethon nhw sylwi hefyd ei bod hi’n rhaid bod yna isafswm tymheredd. Rydym ni’n galw’r isafswm tymheredd hwn yn sero absoliwt, ac mae’n digwydd pan mae egni cinetig (cyfartalog) y gronynnau’n sero, h.y. maen nhw’n llonydd!

O ganlyniad i hyn, cynigiodd yr Arglwydd Kelvin (William Thomson) raddfa newydd ar gyfer tymheredd:

Mae graddfa Kelvin wedi’i diffinio fel mai sero Kelvin, neu ‘0 K’ yw tymheredd sero absoliwt, a bod newid o 1 °C yr un fath â newid o 1 K.

Mae hyn yna’n golygu bod rhewbwynt dŵr tua 273 K, a berwbwynt dŵr yw 373 K.

William Thomson, 1846

William Thomson, born 1824

Rhaid mesur y tymheredd mewn kelvin, K, er mwyn i unrhyw hafaliad yn yr

adran hon weithio.

Enghraifft

Mae tun o ffa pob yn cael ei adael wedi’i selio a’i osod mewn ffwrn ar ddamwain. Mae’r aer uwchben y ffa’n dechrau ar dymheredd ystafell, 18 ˚C, a gwasgedd atmosfferig (100kPa). Cyfrifwch wasgedd yr aer y tu mewn i’r tun pan mae’r tymheredd yn cyrraedd 220 ˚C. (Tybiwch nad yw’r cyfaint yn newid).

Yn gyntaf, rhaid i ni drawsnewid y tymereddau’n kelvin gan ddefnyddio’r wybodaeth ganlynol sydd ar dudalen 2 y papur arholiad: 18 ˚C = 18 + 273 = 291 K 220 ˚C = 220 + 273 = 493K Gan fod y cyfaint yn gyson, p1 = p2 T1 T2 Aildrefnu : p2 = T2 p1 = 493 x 100 000 = 169 415 Pa T1 291

Sylwch: Mae hyn yn debygol o achosi i’r tun ffrwydro, felly peidiwch â rhoi cynnig ar hyn gartref !!! ;-)

48

Amrywiad gwasgedd gyda chyfaint neu dymheredd

Egluro newid gwasgedd oherwydd newid cyfaint Pan mae cyfaint nwy’n lleihau (h.y. mae’r nwy’n cael ei gywasgu) mae’r gwasgedd yn cynyddu. I ddelweddu hyn, dychmygwch ddal pwmp beic â’r twll aer ar ben y pwmp wedi’i flocio – mae’r nwy (aer) y tu mewn i’r pwmp nawr wedi’i selio. Pe baech chi’n gwthio piston/handlen y pwmp i mewn, byddech chi’n lleihau cyfaint yr aer y tu mewn. Byddai hyn yn cynyddu gwasgedd y nwy y tu mewn i’r pwmp – byddech chi’n teimlo hwn yn ceisio gwthio’r piston/handlen yn ôl allan. Sut gallwn ni ddefnyddio damcaniaeth ginetig nwyon i egluro hyn?

Wrth i’r cyfaint leihau, mae’r un nifer o ronynnau nwy’n symud o gwmpas mewn lle llai, felly maen nhw’n agosach at ei gilydd. Os yw hyn yn digwydd ar dymheredd cyson, mae buanedd cyfartalog y gronynnau’n aros yr un faint. Fodd bynnag, nawr mae mwy o ronynnau’n taro pob uned arwynebedd o du mewn y cynhwysydd bob eiliad. Mae hyn felly’n golygu bod mwy o rym yn gweithredu ar yr arwyneb mewnol. Gan fod P = F / A , bydd y gwasgedd yn cynyddu.

Egluro newid gwasgedd oherwydd newid tymheredd Pan mae tymheredd nwy’n cynyddu, mae’r gwasgedd yn cynyddu.

Sut gallwn ni ddefnyddio damcaniaeth ginetig nwyon i egluro hyn?

Wrth i’r tymheredd gynyddu, mae buanedd cyfartalog y gronynnau’n cynyddu. Mae hyn yn golygu bod y gronynnau’n taro arwyneb mewnol y cynhwysydd yn amlach nag o’r blaen. Maen nhw hefyd yn taro’r arwyneb mewnol â mwy o rym nag o’r blaen. Mae’r ddau beth hyn yn golygu bod y gronynnau’n rhoi mwy o rym ar yr arwyneb mewnol. Gan fod P = F / A , mae’r gwasgedd felly’n cynyddu.

49

50

Cynhwysedd gwres penodol (sbesiffig)

Gwerth yw hwn a roddir i ddeunydd arbennig, sydd yn fesur o faint o egni gwres sydd angen ei i gynyddu tymheredd 1kg wrth 1 ˚C. Q = egni gwres unedau Jouleau, J m = mas unedau kilogramau, kg c = cynhwysedd gwres penodol unedau J / kg ˚C

= newid mewn tymheredd unedau ˚C e.e. mae gan ddŵr gynhwysedd gwres penodol o 4 200 J/kg ˚C sy'n golygu fod angen 4200 J o egni i gynyddu tymheredd y dŵr wrth 1 ˚C. Gwres cudd penodol

Gwres cudd ymdoddi penodol Diffinir hwn fel yr egni gwres sydd ei angen i newid mas o 1kg o’r sylwedd o solid ar ei ymdoddbwynt i hylif ar yr un tymheredd. Gwres cudd anweddu penodol Diffinir hwn fel yr egni gwres sydd ei angen i newid mas o 1kg o’r sylwedd o hylif ar ei ferwbwynt i anwedd ar yr un tymheredd. Yr hafaliad ar gyfer egni gwres cudd yw : lle mae, Q = Egni gwres unedau Jouleau , J m = mas unedau kilogramau, kg L = egni gwres cudd penodol unedau J / kg

Q = m L

Esbonio’r graff Mae’r gronynnau mewn solid yn cael eu dal mewn lle gan fondiau cryf (grymoedd electrostatig). Unwaith mae tymheredd y solid yn cyrraedd ei ymdoddbwynt, mae’r egni (gwres) ychwanegol yn cael ei ddefnyddio i dorri neu lacio’r bondiau yma yn hytrach na cynyddu egni cinetig (ac felly tymheredd) y gronynnau yn y solid.

Unwaith mae’r gronynnau i gyd yn medru llifo heibio’i gilydd, mae’r solid wedi ymdoddi i hylif.

Mae proses debyg yn digwydd ar y berwbwynt – unwaith mae’r hylif yn cyrraedd ei ferwbwynt, mae’r gwres sy’n llifo i mewn i’r hylif yna’n cael ei ddefnyddio i dorri’r bondiau sydd ar ôl yn gyfangwbl.

Unwaith mae’r holl fondiau wedi’i torri, mae’r hylif wedi newid yn nwy (neu anwedd).

Mae gwerth y gwres cudd anweddiad yn uwch na’r gwres cudd ymdoddiad oherwydd bod mwy o fondiau yn cael eu torri.

Q = m c

Maes magnetig yw ardal lle mae defnyddiau magnetig yn teimlo grym. Mae meysydd magnetig yn cael eu creu gan fagnetau, neu gan gerrynt yn llifo mewn gwifren. Dyma rai meysydd magnetig y dylech chi wybod amdanynt:

Barfagnet

Meysydd magnetig

Sylwch fod llinellau’r maes magnetig yn dangos tri pheth:

1 ) Siâp y maes

2 ) Y cyfeiriad – allan o begwn y Gogledd; i mewn i’r De.

3 ) Cryfder y maes – mae’r maes yn gryfach lle mae’r

llinellau’n agosach at ei gilydd.

N S

Gwifren hir, syth â cherrynt yn llifo drwyddi

Cyfeiriad y cerrynt

Mae maes magnetig yn cael ei greu o gwmpas y wifren

Sylwch fod llinellau’r maes yn mynd yn bellach oddi wrth ei gilydd wrth fynd yn bellach oddi wrth y wifren, gan fod y maes magnetig yn mynd yn wannach.

Coil hir (solenoid)

Sylwch fod llinellau’r maes y tu mewn i’r coil bron yn syth a pharalel – mae hyn yn dangos bod cryfder y maes magnetig yn gyson yn yr ardal hon. Sylwch hefyd fod y siâp yn debyg iawn i siâp y maes magnetig o gwmpas barfagnet.

Coil fflat

Golwg cynllun (trem aderyn)

Y coil fflat

Patrwm maes magnetig wedi’i

gynhyrchu gan goil fflat

Patrwm maes magnetig wedi’i gynhyrchu gan goil fflat

(Golwg cynllun)

Uned 1.9 – Electromagnetedd

51

Gallwn ni ddefnyddio effaith fagnetig trydan i gynhyrchu mudiant. Os yw gwifren sy’n cludo cerrynt yn cael ei rhoi ym maes magnetig magnet parhaol, bydd dau faes magnetig yn bodoli ar ben ei gilydd – un oherwydd y magnet parhaol, ac un oherwydd y trydan sy’n llifo yn y wifren. Mae hyn yn cynhyrchu grym ar y wifren, yn union fel mae grym yn cael ei gynhyrchu rhwng dau fagnet sy’n cael eu rhoi’n agos at ei gilydd.

Cerrynt i mewn

i’r wifren

Maes magnetig tuag i lawr

G

D

Gallwn ni gynyddu maint y grym ar y wifren drwy wneud un o dri pheth : 1. Cynyddu’r cerrynt 2. Cynyddu cryfder y maes magnetig 3. Cynyddu nifer y gwifrau yn y maes

Mae hyn yn arwain at yr hafaliad : F = B I L

F = grym ar y wifren, unedau Newtonau (N) I = current, unedau Ampau (A)

L = Hyd y wifren, unedau metrau (m) B = cryfder maes magnetig, unedau tesla (T)

Gallwn ni ddefnyddio’r grym sy’n cael ei gynhyrchu ar wifren i greu mudiant (cylchdroi), ac rydym ni’n galw hyn yn ‘Effaith Modur’.

Effaith Modur

Magnet parhaol

Gallwn ni ddefnyddio rheol llaw CHWITH Fleming i ragfynegi cyfeiriad y grym.

Os rhowch chi fawd a dau fys cyntaf y llaw chwith

ar ongl sgwâr i’w gilydd fel yn y diagram . . . .

mae’r bys cyntaf yn pwyntio i gyfeiriad y maes

(fy mys [mynegfys?] = maes y magnet)

mae’r ail fys i gyfeiriad llif y cerrynt

(ail fys = amperau: cerrynt)

ac mae’r bawd yna’n dangos cyfeiriad y grym/symudiad.

52

Wrth i gerrynt fynd drwy’r coil, mae grym yn gweithredu tuag i fyny ar un ochr i’r coil, a thuag i lawr ar yr ochr arall. Effaith y grymoedd hyn gyda’i gilydd yw gwneud i’r coil droi ar ei echel. Mae’r brwshys carbon yn lleihau traul ac yn rhoi cysylltiad trydanol.

Y Modur

Cwestiwn : Parwch bob label (17) â’r rhan gywir (ag) o’r

modur trydan c.u. syml isod :

1. Cymudadur (Modrwyau hollt)

2. Foltedd i mewn

3. Maes magnetig

4. Mudiant / Grym

5. Coil

6. Cerrynt trydanol

7. Brwshys

.

a

b

f

e

c

g

d

Mae’r cymudadur modrwy hollt yn cildroi cyfeiriad y cerrynt bob hanner tro ac yn sicrhau bod cyfeiriad y grym ar unrhyw wifren ar ochr chwith y modur tuag i fyny bob amser, a bod y grym ar yr ochr dde tuag i lawr bob amser. Mae hyn yn gwneud yn siŵr bod y coil yn troi’n gyson i un cyfeiriad.

G D

Brwshys

carbon

53

A

B

A

B

G G D D

Cymudadur

Os caiff gwifren fetel ei gorfodi i symud drwy faes magnetig (neu os caiff maes magnetig ei symud drwy wifren), bydd foltedd yn cael ei gynhyrchu ar draws y wifren. Os yw’r wifren hon yn rhan o gylched gyflawn, bydd y foltedd hwn yn gwthio cerrynt o gwmpas y gylched.

Dyma ffordd arall o ddweud hyn : “mae trydan yn cael ei anwytho (ei greu) wrth i wifren DORRI drwy faes magnetig”.

Anwythiad Electromagnetig

Llinellau maes magnetig

Mae’r wifren yn cael ei gorfodi tuag i

lawr, gan dorri drwy’r maes.

Fel mae’r diagramau isod yn ei ddangos, nid yw’n gwneud gwahaniaeth ai magnet sy’n troi mewn coil, neu goil sy’n troi mewn maes magnetig, mae’r effaith yr un fath – mae trydan yn cael ei anwytho yn y coil.

‘Dynamo’ ar olwyn beic

Generadur bach, e.e. tortsh weindio

Mae generaduron yn rhan hanfodol o bob gorsaf drydan (heblaw rhai solar ffotofoltaidd). Mae’r llun isod yn dangos tyrbin gwynt – mae’r generadur i’w weld yn y cefn.

Dyma eneradur o orsaf trydan dŵr

G D

0 1

2

1

2 mA

Gwifren

G D

coil yn cylchdroi

brwshys

carbon

modrwyau

cyswllt

Coil

54

Pa fath o foltedd/cerrynt allbwn mae generadur yn ei gynhyrchu? Fel rheol, bydd y mudiant mewn cylch sy’n digwydd mewn generaduron yn cynhyrchu foltedd neu gerrynt eiledol. Mae ‘eiledol’ yn golygu bod cyfeiriad y cerrynt/foltedd yn newid yn rheolaidd. Yn y rhan fwyaf o eneraduron, mae’r mudiant mewn cylch hefyd yn golygu bod maint y cerrynt allbwn yn newid yn gyson – mae’r dudalen nesaf yn egluro hyn. Dyma graff sy’n dangos allbwn nodweddiadol generadur :

55

Sylwch ar effaith dyblu buanedd cylchdroi’r generadur. Mae un ‘cylchdro’ neu gylch yn cymryd 2 eiliad (yn hytrach na 4s). Hefyd, mae’r foltedd brig nawr ddwywaith mor fawr gan fod y coil yn y generadur yn torri drwy’r maes magnetig ddwywaith mor gyflym – gweler pwynt 1 ar frig y dudalen !

Mae’r foltedd/cerrynt allbwn mewn cyfrannedd (bydd dyblu un newidyn yn dyblu’r foltedd/cerrynt) â :

1. buanedd y cylchdroi

2. nifer y troadau ar y coil

ac mae’n cynyddu os yw cryfder y maes magnetig neu arwynebedd y coil yn cynyddu. Mae rhoi craidd haearn hefyd yn cynyddu’r allbwn. Gallwn ni ddefnyddio rheol llaw DDE Fleming i ragfynegi cyfeiriad y cerrynt sy’n cael ei anwytho. Os rhowch chi fawd a dau fys cyntaf y llaw dde ar ongl sgwâr i’w gilydd fel yn y diagram, . . . mae’r bys cyntaf yn pwyntio i gyfeiriad y maes (fy Mys [mynegfus?] = Maes magnetig) mae’r bawd yn dangos cyfeiriad y mudiant ac mae’r ail fys i gyfeiriad llif y cerrynt

Generaduron

Generaduron

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

0 90180270360450540630720810

Voltage (V)

Time (s)

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

0 90180270360450540630720810

Voltage (V)

Time (s)

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

0 90180270360450540630720810

Voltage (V)

Time (s)

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

0 90180270360450540630720810

Voltage (V)

Time (s)

A B

G

_

D

A

B

G

_

D

Mae’r coil yn torri drwy linellau maes magnetig ar ei gyfradd uchaf, felly dyma pryd mae’n cynhyrchu’r

foltedd/cerrynt uchaf.

Mae ochr “A” y coil yn dal i dorri tuag i fyny drwy linellau’r maes magnetig,

felly mae’r foltedd yn dal i fod yn bositif. Fodd bynnag, oherwydd yr ongl, dydy’r coil ddim yn torri’r

llinellau mor gyflym ag o’r blaen, felly mae llai o foltedd.

G

_ D

A

B A

G

_

D

G

_ D

A

Dydy’r coil ddim yn torri llinellau maes – dim ond symud i’r un cyfeiriad

â nhw o’r Gogledd i’r De. Mae hyn yn golygu nad oes DIM foltedd yn cael ei gynhyrchu.

Deall siâp foltedd allbwn generadur

A

B

G

_

D

Unwaith eto mae’r llinellau’n cael eu torri ar y gyfradd uchaf, ond mae ochr “A” y

coil nawr yn torri tuag i lawr drwy’r maes magnetig.

Mae hyn yn newid cyfeiriad y foltedd.

G

_ D

A

G

_ D

A

Foltedd

amser

Foltedd

amser

Foltedd

amser

Foltedd

amser

56

Dyfais yw newidydd sy’n defnyddio’r ffaith y gallwn ni greu (anwytho) trydan â maes magnetig sy’n newid. Rydym ni’n defnyddio newidyddion i gynyddu (codi) neu leihau (gostwng) y foltedd. Dyma ddiagram o newidydd lle mae dau goil gwahanol wedi’u dirwyn o gwmpas dwy ochr yr un darn o ‘graidd’ haearn solid:

Dyma newidydd mawr yn y Grid Cenedlaethol …… …… a dyma newidydd bach – gwefrydd ffôn

Gallai cwestiwn arholiad arddull “ACY” ofyn i chi egluro sut mae trydan yn cael ei greu yn y coil eilaidd. Dyma enghraifft o ateb wedi’i strwythuro’n dda:

Hefyd, bydd maint y foltedd allbwn hwn o’i gymharu â’r foltedd sylfaenol yn dibynnu ar nifer y troeon yn y coil eilaidd o’i gymharu â’r coil sylfaenol. lle V1 = foltedd ar draws y coil sylfaenol V2 = foltedd ar draws y coil eilaidd N1 = nifer y troadau ar y coil sylfaenol N2 = nifer y troadau ar y coil eilaidd

Mae’r cerrynt eiledol yn y coil sylfaenol yn creu maes magnetig newidiol o’i gwmpas. Mae haearn yn ddefnydd magnetig, felly mae’n trosglwyddo’r maes magnetig hwn yn rhwydd i’r coil eilaidd. Mae’r maes magnetig sy’n newid yn gyson o gwmpas y coil eilaidd yn anwytho foltedd yn y coil hwn.

Enghraifft : Mae foltedd mewnbwn (sylfaenol) gwefrydd ffôn yn 240V (prif gyflenwad). Mae

angen i’r allbwn fod yn 4.8 V. Cyfrifwch “N2” (nifer y troadau ar y coil eilaidd) os yw N1 = 2000.

N2 = N1 x V2 = 2000 x 4.8 = 40 tro V1 240

Foltedd sylfaenol

(mewnbwn)

Foltedd eilaidd

(allbwn)

Craidd haearn wedi’i lamineiddio

( lleihau colledion gwres)

230 V

Coil sylfaenol

Coil eilaidd

Defnyddio Anwythiad - NEWIDYDDION

V1 = N1

V2 N2

57