New Paket Unit Pembelajaran Listrik Arus Searah dan Listrik Statis · 2020. 6. 1. · Kisi Kisi...

Paket Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah dan Listrik Statis

1

Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan

Paket Unit Pembelajaran PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB)

MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP)

BERBASIS ZONASI

MATA PELAJARAN FISIKA SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)

Listrik Arus Searah

dan Listrik Statis

Penulis:

Lia Laela Sarah, S.Pd, M.T

Penyunting:

Suharto, S.Pd.,M.T

Drs. Kandi, MA

Desainer Grafis dan Ilustrator:

TIM Desain Grafis

Copyright © 2019

Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus

Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial

tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.



iii

KATA SAMBUTAN

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Saya menyambut baik terbitnya Paket Unit Pembelajaran dalam rangka

pelaksanaan Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB)

melalui Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi.

Peningkatan Kompetensi Pembelajaran merupakan salah satu upaya

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan

Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK) dalam meningkatkan kualitas

pembelajaran yang berfokus pada upaya mencerdaskan peserta didik melalui

pembelajaran berorientasi keterampilan berpikir tingkat tinggi. Program

berbasis zonasi ini dilakukan mengingat luasnya wilayah Indonesia dan

kualitas pendidikan yang belum merata, sehingga peningkatan pendidikan

dapat berjalan secara masif, merata, dan tepat sasaran.

Paket unit pembelajaran ini dikembangkan mengikuti arah kebijakan

Kemendikbud yang menekankan pada pembelajaran berorientasi pada

keterampilan berpikir tingkat tinggi atau higher order thinking skills (HOTS).

Keterampilan berpikir tingkat tinggi adalah proses berpikir kompleks dalam

menguraikan materi, membuat kesimpulan, membangun representasi,

menganalisis, dan membangun hubungan dengan melibatkan aktivitas mental

yang paling dasar.

Sasaran Program PKB melalui PKP berbasis zonasi ini adalah seluruh guru di

wilayah NKRI yang tergabung dalam komunitas guru sesuai bidang tugas yang

diampu di wilayahnya masing-masing. Komunitas guru dimaksud meliputi

kelompok kerja guru (KKG), Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP), dan

Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK).


iv

Semoga Paket Unit Pembelajaran ini dapat digunakan dengan baik

sebagaimana mestinya sehingga dapat menginspirasi guru dalam

mengembangkan materi dan melaksanakan proses pembelajaran yang

berorientasi pada keterampilan berpikir tingkat tinggi yang bermuara pada

meningkatnya kualitas lulusan peserta didik.

Untuk itu, kami ucapkan terima kasih atas kerja keras dan kerja cerdas para

penulis dan semua pihak terkait yang dapat mewujudkan Paket Unit

Pembelajaran ini. Semoga Allah Swt. senantiasa meridai upaya yang kita

lakukan.

Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Jakarta, Juli 2019

Direktur Jenderal Guru

dan Tenaga Kependidikan,

Dr. Supriano, M.Ed. NIP. 196208161991031001



v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Puji syukur kita panjatkan ke hadirat Allah Swt., Tuhan YME, karena atas izin

dan karunia-Nya Paket Unit Pembelajaran Program Pengembangan

Keprofesian Berkelanjutan (PKB) melalui Peningkatan Kompetensi

Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi ini dapat diselesaikan. Paket Unit

Pembelajaran ini disusun berdasarkan analisis Standar Kompetensi Lulusan,

Standar Isi, Standar Proses, dan Standar Penilaian serta analisis Ujian Nasional

(UN).

Hasil UN tahun 2018 menunjukkan bahwa peserta didik masih lemah dalam

keterampilan berpikir tingkat tinggi (higher order thinking skills) seperti

menganalisis, mengevaluasi, dan mengkreasi. Hasil tersebut ternyata selaras

dengan capaian PISA (Programme for International Student Assessment)

maupun TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study). Oleh

karena itu, perserta didik harus dibiasakan dengan pembelajaran dan soal-

soal yang berorientasi kepada keterampilan berpikir tingkat tinggi agar

meningkat kemampuan berpikir kritisnya.

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan

Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK), berupaya meningkatkan kualitas

pembelajaran yang bermuara pada peningkatan kualitas lulusan peserta didik

dengan Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) melalui

Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi. Program ini

dikembangkan dengan menekankan pembelajaran yang berorientasi pada

keterampilan berpikir tingkat tinggi.


vi

Untuk meningkatkan efisiensi, efektivitas, dan pemerataan mutu pendidikan,

maka pelaksanaan Program PKP dilakukan dengan mempertimbangkan aspek

kewilayahan (Zonasi). Melalui zonasi ini, pengelolaan komunitas guru seperti

Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP) SMA/SMK dan SLB, dan

Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK) dilaksanakan dengan

memperhatikan keragaman mutu pendidikan.

Kami ucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada

seluruh tim penyusun yang berasal dari Pusat Pengembangan dan

Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK), Lembaga

Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan

bidang Kelautan dan Perikanan Teknologi Informasi dan Komunikasi (LPPPTK

KPTK), Lembaga Penjaminan Mutu Pendidikan (LPMP), dan Perguruan Tinggi

serta semua pihak yang telah berkontribusi dalam mewujudkan penyelesaian

Paket Unit Pembelajaran ini. Semoga Allah Swt. senantiasa meridai upaya yang

kita lakukan.

Wassalamu’alaikum Warahmatulahi Wabarakatuh

Direktur Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus,

Ir. Sri Renani Pantjastuti, M.P.A. NIP. 196007091985032001



vii

DAFTAR ISI

Hal

KATA SAMBUTAN iii

KATA PENGANTAR v

DAFTAR ISI vii

PENGANTAR PAKET UNIT PEMBELAJARAN 1

UNIT PEMBELAJARAN 1 LISTRIK ARUS SEARAH 3

UNIT PEMBELAJARAN 2 LISTRIK STATIS 99

PENUTUP 189

DAFTAR PUSTAKA 191

LAMPIRAN 193



1

PENGANTAR PAKET UNIT PEMBELAJARAN

Paket unit Listrik Arus Searah dan Listrik Statis disusun sebagai kumpulan

sumber bahan ajar alternatif bagi guru yang tersusun atas Unit Listrik Arus

Searah dan Unit Listrik Statis. Melalui bahan bacaan pada paket unit tersebut

diharapkan guru mendapatkan tambahan pengetahuan dan keterampilan

untuk mengajarkan materi tersebut ke peserta didiknya sesuai target

kompetensi dasar (KD), terutama dalam memfasilitasi kemampuan bernalar

peserta didik. Selain itu, unit-unit ini juga aplikatif bagi guru dan peserta didik

agar dapat menerapkan dasar-dasar pengetahuan listrik statis dan arus searah

dalam kehidupan sehari-hari.

Paket Unit Listrik Arus Searah dan Unit Listrik Statis terdiri dari komponen

penting dalam setiap unitnya yaitu kompetensi dasar, perumusan indikator

pencapaian kompetensi, aplikasi di dunia nyata, soal-soal tes UN/USBN,

aktivitas pembelajaran, lembar kerja peserta didik (LKPD), bahan bacaan,

pengembangan penilaian, kesimpulan dan umpan balik. Komponen-

komponen di dalam setiap unit tersebut disesuaikan dengan topik Listrik Arus

Searah dan Listrik Statis masing-masing dengan tujuan agar dapat dilihat

kesesuaian dengan strategi pembelajaran yang digunakan.

LKPD pada setiap unit dikembangkan agar guru dapat memfasilitasi peserta

didik untuk melatihkan kemampuan bernalar dan berketerampilan proses

sain dengan mendayagunakan media yang sudah menjadi standar

kelengkapan sekolah. LKPD tersebut disajikan melalui serangkaian aktivitas

pembelajaran dengan menggunakan pendekatan saintifik dan model

pembelajaran yang direkomendasikan dalam Kurikulum 2013 diantaranya

discovery learning, inquiry dan problem based learning.


2

Penyajian unit disesuaikan dengan urutan kompetensi dasar (KD) yang

tercantum dalam permendikbud no. 37 tahun 2018 yaitu KD 3.1 mengenai

listrik arus searah dan KD 3.2 mengenai listrik statis.

Keberhasilan Saudara dalam memahami paket ini, dapat direfleksi melalui

instrumen pada umpan balik setelah melalui serangkaian proses penelaahan

yang akan dimatangkan selanjutnya melalui serangkaian implementasi di

kelas masing-masing.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

1


Unit Pembelajaran PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB)

MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP)

BERBASIS ZONASI

MATA PELAJARAN FISIKA SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)

Listrik Arus Searah

Penulis:

Lia Laela Sarah, S.Pd.,M.T

Penyunting:

Suharto, S.Pd.,M.T

Desainer Grafis dan Ilustrator:

TIM Desain Grafis

Copyright © 2019

Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus

Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial

tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

5

DAFTAR ISI

Hal

Contents DAFTAR ISI 5

DAFTAR GAMBAR 7

DAFTAR TABEL 8

PENDAHULUAN 9

KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK 11

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi 11

B. Indikator Pencapaian Kompetensi 12

APLIKASI DI DUNIA NYATA 14

A. Rangkaian Sistem Kelistrikan Mobil 15

B. Sistem Pengamanan Pada Rangkaian Rumah 17

SOAL-SOAL UN/USBN 19

A. Contoh Soal UN Tahun 2016 19

B. Contoh Soal UN Tahun 2017 20

C. Contoh Soal UN Tahun 2018 22

D. Contoh Soal Anchor USBN Tahun 2019 23

E. Contoh Soal UN Tahun 2019 24

BAHAN PEMBELAJARAN 25

A. Aktivitas Pembelajaran 25

Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -1 29





B. Lembar Kerja Peserta Didik 49


6

LKPD -1 : Arus Listrik dan Hukum Ohm 49

LKPD -2 : Rangkaian Resistor 51

LKPD -3 : Hukum Kirchoff 54

LKPD -4 : Daya Listrik 59

LKPD -5 : Hambatan Jenis Kawat 62

C. Bahan Bacaan 66

Arus Listrik 66

Hukum Ohm dan Resistansi 67

Rangkaian Seri-Paralel 69

Energi dan Daya Listrik 72

Hukum kirchhoff 73

PENGEMBANGAN PENILAIAN 76

A. Pembahasan Soal-soal 76

B. Pengembangan Soal HOTS 85

C. Refleksi Pembelajaran 90

KESIMPULAN 92

UMPAN BALIK 94

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

7

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 1 Rangkaian Paralel Lampu Mobil ..................................................................... 14

Gambar 2. Rangkaian Paralel Lampu Mobil .................................................................. 15

Gambar 3. Rangkaian Paralel Sistem Kelistrikan Mobil .......................................... 16

Gambar 4. Rangkaian Paralel Sistem Kelistrikan Mobil............................................ 16

Gambar 5. Berita Peristiwa Kebakaran Akibat Korsleting Listrik ....................... 17

Gambar 6. Sekring Listrik ........................................................................................................ 18

Gambar 7. Arah arus pada rangkaian tertutup ............................................................. 66

Gambar 8. Jenis Penghantar ................................................................................................... 68

Gambar 9. Rangkaian Seri (a) – Paralel (b) dari Tiga Lampu................................ 70

Gambar 10. Rangkaian Seri Tiga Resistor........................................................................ 70

Gambar 11. Rangkaian Paralel Resistor ........................................................................... 71

Gambar 12. Arus Listrik Pada Titik Percabangan ....................................................... 74

Gambar 13. Loop Pada Rangkaian ....................................................................................... 75


8

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi 11

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi (Pengetahuan) 12

Tabel 3. Indikator Pencapaian Kompetensi (Keterampilan) 13

Tabel 4. Desain Aktivitas 26

Tabel 5. Kisi Kisi Soal HOTS 86

Tabel 6. Lembar Persepsi Pemahaman Unit 94

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

9

PENDAHULUAN

Topik listrik arus searah di SMA merupakan salah satu materi prioritas yang

harus dilaksanakan dalam pembelajaran mengingat materi ini selalu diujikan

dalam Ujian Nasional (UN) dari tahun ke tahun. Unit ini diharapkan dapat

menjadi aternatif sumber bahan ajar bagi guru dalam pembelajaran listrik

arus searah. Melalui pembahasan materi yang terdapat pada unit ini, guru

dapat memiliki dasar pengetahuan untuk mengajarkan materi yang sama ke

peserta didik yang disesuaikan dengan indikator yang telah disusun. Selain itu

pembelajaran yang telah disusun diharapkan dapat memfasilitasi kemampuan

bernalar peserta didik dan mampu menerapkannya dalam kehidupan sehari-

hari.

Sebagai panduan dalam melaksanakan pembelajaran, unit ini dilengkapi

dengan kompetensi dasar terkait yang memuat target kompetensi dan

indikator pencapaian kompetensi, bahan bacaan tentang aplikasi dalam

kehidupan sehari-hari, soal-soal tes UN tiga tahun terakhir, aktivitas

pembelajaran, Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD), bahan bacaan materi,

dan pembahasan soal-soal UN terkait materi terkait. Komponen-komponen di

dalam unit ini dikembangkan dengan tujuan agar guru dapat dengan mudah

memfasilitasi peserta didik untuk memahami konsep-konsep listrik arus

searah, menganalisis dan memecahkan masalah rangkaian listrik, serta

menganalisis prinsip kerja peralatan listrik arus searah (DC) dalam kehidupan

sehari-hari.

Topik listrik arus searah dikembangkan pada bahan bacaan terdiri atas

subtopik arus listrik, hukum ohm dan resistansi, rangkaian seri-paralel,

hukum kirchoff, energi dan daya listrik serta aplikasi listrik arus searah dalam

kehidupan sehari-hari. Selain itu, unit ini juga dilengkapi dengan lima Lembar

Kerja Peserta Didik (LKPD), yaitu:


10

1) Arus Listrik dan Hukum Ohm

2) Rangkaian Resistor;

3) Hukum Kirchoff;

4) Daya Listrik;

5) Hambatan jenis kawat.

LKPD dikembangkan secara aplikatif agar guru mudah

mengimplementasikannya dalam pembelajaran. Pada bagian akhir unit ini,

juga dilengkapi dengan contoh soal HOTS sebagai salah satu upaya

pengembangan keterampilan berpikir tingkat tinggi peserta didik sekaligus

pengembangan penilaian pada level kognitif.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

11

KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi

Sub unit pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar

kelas XII:

Tabel 1. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi

No. Kompetensi Dasar Target Kompetensi Kelas

3.1 Menganalisis prinsip

kerja peralatan listrik

searah (DC) berikut

keselamatannya dalam

kehidupan sehari-hari

1. Menganalisis prinsip kerja

peralatan listrik searah (DC)

dalam kehidupan sehari-hari

2. Menganalisis prinsip

keselamatan yang digunakan

pada rangkaian listrik dalam


XII

4.1 Melakukan percobaan

prinsip kerja rangkaian

listrik searah (DC)

dengan metode ilmiah

berikut presentasi hasil

percobaan

1. Melakukan percobaan prinsip

kerja rangkaian listrik searah

(DC) dengan metode ilmiah

2. Mempresentasikan hasil

percobaan prinsip kerja

rangkaian listrik searah (DC)

XII


12

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi (Pengetahuan)

IPK Pengetahuan

Indikator Pendukung

3.1.1 Menjelaskan konsep arus listrik

3.1.2 Menentukan nilai kuat arus yang terukur pada ampere meter

3.1.3 Menentukan nilai beda potensial listrik yang terukur pada voltmeter

3.1.4 Menjelaskan hubungan antara beda potensial listrik dengan kuat

arus listrik pada resistor (hukum ohm)

3.1.5 Menjelaskan hukum I kirchoff

3.1.6 Menjelaskan hukum II kirchoff

3.1.7 Menentukan besaran fisis rangkaian seri dan paralel resistor pada

rangkaian arus searah

3.1.8 Menerapkan hukum ohm pada rangkaian listrik arus searah

3.1.9 Menerapkan hukum kirchoff pada rangkaian listrik arus searah

3.1.10 Menentukan besar daya listrik yang dipakai pada suatu peralatan

listrik

Indikator Kunci

3.1.11 Menganalisis prinsip kerja peralatan listrik searah (DC) dalam


3.1.12 Menganalisis prinsip keselamatan yang digunakan pada rangkaian

listrik dalam kehidupan sehari-hari

Indikator Pengayaan

3.1.13 Mengevaluasi dimensi kawat yang dapat digunakan sebagai

pengaman arus dalam peralatan listrik sesuai dengan sumber daya

listriknya.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

13

Tabel 3. Indikator Pencapaian Kompetensi (Keterampilan)

IPK Keterampilan

Indikator Pendukung

4.1.1 Menggunakan alat ukur arus listrik (amperemeter) dan

potensial listrik (voltmeter)

4.1.2 Mengkalibrasi skala amper meter dan voltmeter

4.1.3 Membuat rangkaian listrik tertutup arus searah (DC)

Indikator Kunci

4.1.4 Melakukan percobaan rangkaian seri paralel resistor pada

rangkaian listrik arus searah (DC)

4.1.5 Melakukan percobaan rangkaian seri paralel resistor pada

rangkaian listrik arus searah (DC)

4.1.6 Mengumpulkan data hasil percobaan rangkaian listrik searah

(DC)

4.1.7 Mengolah data hasil percobaan rangkaian listrik searah (DC)

4.1.8 Menyajikan data hasil percobaan rangkaian listrik searah (DC)

4.1.9 Mempresentasikan laporan hasil percobaan rangkaian listrik

searah (DC)


14

APLIKASI DI DUNIA NYATA

Arus listrik banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Hampir segala

jenis kebutuhan hidup memerlukan energi listrik. Dari sekian banyak

peralatan elektronik yang digunakan dalam kehidupan, sumber arus listrik

dikategorikan menjadi dua jenis yaitu sumber arus listrik searah (Direct

Current/DC) dan sumber arus listrik bolak-balik (Alternating Current/AC).

Sumber arus listrik searah (DC) ditemukan pada baterai dan aki

(accumulator). Beberapa alat elektronik yang populer menggunakan sumber

arus DC yaitu telepon genggam dan kendaraan bermotor. Sedangkan sumber

arus bolak balik (AC) digunakan dalam jaringan listrik rumah.

Gambar 1 Rangkaian Paralel Lampu Mobil

Sumber: https://www.freepik.com/free-photos-vectors/battery

Karena listrik rumah menggunakan arus bolak-balik (AC), alat elektronik

seperti telepon seluler atau laptop pada umumnya dilengkapi dengan alat yang

berfungsi untuk mengubah arus AC menjadi arus DC.

Pada bagian ini akan dibahas dua aplikasi kelistrikan di dunia nyata sebagai

trigger agar Saudara termotivasi untuk menemukan aplikasi lainnya. Banyak

aplikasi konsep kelistrikan di dunia nyata yang menarik untuk dibahas namun

https://www.freepik.com/free-photos-vectors/battery

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

15

tidak dicantumkan dalam unit ini misalnya bagaimana alat uji kebohongan

dikembangkan berdasarkan resistansi dari tubuh seseorang, sistem

kelistrikan telepon seluler dan rangkaian listrik pada peralatan elektonik.

A. Rangkaian Sistem Kelistrikan Mobil

Mobil menjadi salah satu kendaraan yang paling sering digunakan dewasa ini.

Sebagai kendaraan favorit mobil dilengkapi dengan fitur tambahan yang dapat

dinikmati penumpang seperti radio dan air conditioner. Bahkan beberapa

mobil juga dilengkapi dengan televisi. Untuk menyalakan fitur-fiturnya, mobil

memerlukan sumber energi listrik. Namun lebih dari sekedar menyalakan

fitur-fiturnya, sistem kelistrikan mobil memegang peranan sangat penting

untuk menjalankan mobil itu sendiri. Kelistrikan mobil digunakan pada steker

untuk memberikan percikan api (sistem pengapian), mengendalikan pemicu

mesin dan mengisi aki. Kelistrikan juga digunakan untuk menyalakan lampu

dan fitur-fitur tambahan seperti air conditioner dan radio. Jika salah satu

lampu mobil putus, lampu yang lain masih dapat menyala demikian juga air

conditioner nya. Mengapa hal ini terjadi?.

Sistem kelistrikan mobil dirangkai secara seri dan paralel. Lampu lampu mobil

dirangkai secara paralel. Sehingga lampu-lampu mendapatkan tegangan yang

sama dan menyala terang. Jika satu lampu putus, lampu lain masih dapat

menyala terang. Secara sederhana rangkaian lampu mobil terlihat pada

gambar 1.

Gambar 2. Rangkaian Paralel Lampu Mobil


16

Rangkaian paralel juga digunakan untuk menghubungkan baterai mobil

dengan fitur-fitur lain seperti radio dan air conditioner. Bagan rangkaian

kelistrikan mobil terlihat pada gambar 2.

Gambar 3. Rangkaian Paralel Sistem Kelistrikan Mobil

Sumber: https://blog.firestonecompleteautocare.com/batteries/your-cars-electrical-system/

Sistem kelistrikan mobil memanfaatkan rangka mobil sebagai bagian dari

rangkaian. Sistem ini dikenal dengan sistem pentanahan. Rangka mobil dalam

hal ini berperan seperti kawat netral dalam rangkaian listrik rumah tangga.

Arus listrik mengalir dari terminal positif ke alat-alat kemudian melalui

rangka mobil dan kembali ke kutub negatif aki tanpa melalui kawat. Sistem ini

memiliki dua keuntungan yaitu untuk mengurangi jumlah kawat yang

digunakan dan juga untuk memudahkan mendeteksi jika ada kerusakan pada

mobil.

Gambar 4. Rangkaian Paralel Sistem Kelistrikan Mobil

https://blog.firestonecompleteautocare.com/batteries/your-cars-electrical-system/

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

17

Meskipun menggunakan sistem pentanahan, panjang kabel yang digunakan

mobil lebih dari 70 meter. Kabel utama untuk setiap rangkaian berada di

sekitar mobil. Kabel-kabel ini dimasukkan ke sebuah rak isolasi luar yag

disebut loom. Loom disembunyikan di belakang penyeimbang mobil.

Percabangan kawat keluar dari loom dan terhubung ke alat yang akan dialiri

arus listrik (G. Lofts, 2008).

B. Sistem Pengamanan Pada Rangkaian Rumah

Peristiwa yang tidak kita inginkan sering terjadi akibat kelalaian kita sendiri.

Salah satu peristiwa yang sering terjadi di sekitar pemukiman adalah

kebakaran akibat korsleting listrik.

Gambar 5. Berita Peristiwa Kebakaran Akibat Korsleting Listrik

Sumber: https://nasional.republika.co.id/berita/nasional/jabodetabek-nasional/17/06/16/ornbd2-korsleting-listrik-2-rumah-di-bekasi-terbakar

Bagaimana peristiwa korsleting listrik terjadi?. Mengapa terjadi dan

bagaimana korsleting listrik dapat menyebabkan kebakaran?. Lalu bagaimana

agar terhindar dari peristiwa korsleting listrik di rumah kita?.

https://nasional.republika.co.id/berita/nasional/jabodetabek-nasional/17/06/16/ornbd2-korsleting-listrik-2-rumah-di-bekasi-terbakarhttps://nasional.republika.co.id/berita/nasional/jabodetabek-nasional/17/06/16/ornbd2-korsleting-listrik-2-rumah-di-bekasi-terbakar


18

Korsleting listrik atau hubungan pendek terjadi karena kabel terbakar atau

arus mengalir tanpa hambatan. Saat terjadi korsleting, arus mengalir sangat

cepat dan menimbulkan panas pada kabel. Panas pada kabel disebabkan oleh

daya disipasi yang dihasilkan arus listrik saat melalui penghantar (kabel).

Semakin besar beban arus yang mengalir pada kabel maka daya disipasi yang

ditimbulkan juga semakin besar, dengan kata lain kabel semakin panas.

Sebuah kabel atau kawat didesain untuk menghantarkan arus listrik tidak

lebih dari beban tertentu. Jika kawat menghantarkan listrik melebihi beban

arus yang seharusnya, panas yang ditimbulkan dapat menyebabkan isolator

pembungkus kabel meleleh dan menimbulkan percikan api di dinding atau

langit langit. Untuk menghindari peristiwa ini, sistem rangkaian listrik di

rumah pada umumnya dilengkapi dengan sekring atau pemutus arus. Sekring

merupakan sepotong logam pendek dan tipis yang akan meleleh dan putus jika

beban arus listrik yang mengalir melebihi nilai yang ditentukan. Dengan

demikian arus listrik pada rangkaian juga terputus dan menghindari

terjadinya panas berlebih pada kabel.

Gambar 6. Sekring Listrik

Sumber: https://pakarsolved.blogspot.com/2013/04/cara-memilih-ukuran-sekering-yang.html

https://pakarsolved.blogspot.com/2013/04/cara-memilih-ukuran-sekering-yang.html

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

19

SOAL-SOAL UN/USBN

A. Contoh Soal UN Tahun 2016

No. Soal

1. Perhatikan gambar berikut !

Besar beda potensial pada hambatan 3Ω adalah ….

A. 0,17 volt

B. 0,50 volt

C. 1,50 volt

D. 2,00 volt

E. 6,00 volt

Identifikasi

Level Kognitif : Level Kognitif 2 / LK2 (Aplikasi)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.9 Menerapkan hukum kirchoff pada rangkaian

listrik arus searah

Diketahui : Besar beda potensial dan resistansi resistor

Ditanyakan : Menentukan beda potensial listrik pada resistor

Materi yang

dibutuhkan

: - Hukum kirchhoff pada rangkaian tertutup

- Hukum ohm / hubungan tegangan dan arus listrik

pada resistor


20

B. Contoh Soal UN Tahun 2017

No. Soal

1. Perhatikan rangkaian berikut!

Besar daya pada hambatan 2 Ω adalah ….

A. 2 watt

B. 4 watt

C. 5 watt

D. 6 watt

E. 9 watt

Identifikasi


Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.10 Menentukan besar daya listrik yang dipakai

pada suatu peralatan listrik

Diketahui : Besar beda potensial dan resistansi resistor pada

rangkaian majemuk

Ditanyakan : daya pada salah satu hambatan

Materi yang

dibutuhkan

: - Hukum kirchhoff pada rangkaian tertutup

- Hukum kirchhoff pada percabangan

- Prinsip hubungan arus dan tegangan pada resistor

- Besar beda potensial pada dua titik

-

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

21

No. Soal

2. Perhatikan gambar rangkaian 5 lampu identik berikut!

Lampu identik F dipasang pada kawat antara P dan Q. Bagaimana

keadaan nyala lima lampu pada rangkaian listrik tersebut?

A. Lampu D dan E menyala lebih terang dari semula

B. Lampu A, B dan C menyala lebih terang dari semula

C. Lampu D dan E lebih terang dari lampu A,B dan C

D. Lampu D dan E lebih redup dari semula

E. Lampu D dan E sama terangnya dari keadaan awal

Identifikasi

Level Kognitif : Level Kognitif 3 / LK 3 (Penalaran)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.11 Menganalisis prinsip kerja peralatan listrik

searah (DC) dalam kehidupan sehari-hari

Diketahui : Rangkaian seri-paralel 5 lampu identik ( R sama)

pada kondisi pertama

Rangkaian seri paralel pada kondisi kedua, dengan

penambahan satu lampu

Ditanyakan : keadaan nyala lampu

Materi yang

dibutuhkan

: - Karakteristik rangkaian seri dan paralel

- Hambatan total dari rangkaian

- Daya lampu


22

C. Contoh Soal UN Tahun 2018

No. Soal

1. Perhatikan rangkaian listrik berikut !

Jika hambatan 5 ohm pada rangkaian diganti dengan 7 ohm, maka

perbandingan arus total yang mengalir pada rangkaian sebelum

dengan setelah penggantian adalah ….

A. 4 : 5

B. 5 : 4

C. 10 : 11

D. 11 : 5

E. 11 : 10

Identifikasi

Level Kognitif : Level Kognitif 2 / LK 2 (Aplikasi)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.8 Menerapkan hukum ohm pada rangkaian

listrik arus searah

Diketahui : Besar beda potensial dan resistansi resistor

Ditanyakan : Perbandingan arus total pada rangkaian

Materi yang

dibutuhkan

: - Hukum ohm / hubungan tegangan dan arus listrik

pada resistor

- Hambatan pengganti dari rangkaian (resistansi

total)

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

23

D. Contoh Soal Anchor USBN Tahun 2019

No. Soal

1. Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah ini!

Kuat arus listrik yang melewati hambatan R2 adalah ….

A. 2/3 A

B. 1/2 A

C. 2/5 A

D. 1/3 A

E. 1/4 A

Identifikasi


Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.7 Menentukan besaran fisis rangkaian seri dan

paralel resistor pada rangkaian arus searah

Diketahui : beda potensial dan resistansi resistor

Ditanyakan : Menentukan kuat arus listrik pada salah satu resistor

Materi yang

dibutuhkan

: - Resistansi total / hambatan pengganti

- Hukum ohm / hubungan tegangan dan arus listrik

pada resistor

- Karakteristik rangkaian seri-paralel rangkaian

resistor


24

E. Contoh Soal UN Tahun 2019

No. Soal

1. Perhatikan penunjukan jarum amperemeter pada gambar berikut!

Kuat arus yang terukur adalah ….

A. 60 A

B. 6 A

C. 5 A

D. 3 A

E. 0,3 A

Identifikasi


Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.2 Menentukan nilai kuat arus yang terukur pada

ampere meter

Diketahui : Skala terukur, skala maksimum, arus maksimum

Ditanyakan : Arus listrik terukur

Materi yang

dibutuhkan

: Membaca alat ukur listrik amperemeter dan

voltmeter

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

25

BAHAN PEMBELAJARAN

Pada bagian ini akan diuraikan bahan pembelajaran sebagai panduan

alternatif bagi Saudara ketika akan membelajarkan topik listrik arus searah.

Bagian ini berisikan rincian aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta

didik yang digunakan, dan bahan bacaannya. Bahan pembelajaran ini

dikembangkan dengan prinsip berpusat pada peserta didik dan berusaha

memfasilitasi kemampuan berpikir tingkat tinggi.

A. Aktivitas Pembelajaran

Aktivitas pembelajaran pada bagian ini merupakan rincian kegiatan guru dan

peserta didik untuk mencapai kompetensi dasar topik listrik arus searah.

Sebelum uraian aktivitas pembelajaran, terlebih dahulu akan disajikan desain

aktivitas pembelajaran seperti terlihat pada tabel 4.

Berdasarkan tabel 4, dapat terlihat aktivitas pembelajaran untuk mencapai

masing-masing indikator yang telah ditetapkan. Aktivitas pembelajaran akan

diuraikan lebih rinci menjadi lima skenario pembelajaran atau lima

pertemuan. Pengembangan skenario pembelajaran sesuai kriteria yang

ditetapkan pada Standar Proses (Permendikbud nomor 22 tahun 2016).

Menurut permendikbud tersebut disebutkan bahwa proses pembelajaran

pada satuan pendidikan diselenggarakan secara interaktif, inspiratif,

menyenangkan, menantang, memotivasi peserta didik untuk berpartisipasi

aktif, serta memberikan ruang yang cukup bagi prakarsa, kreativitas, dan

kemandirian sesuai dengan bakat, minat, dan perkembangan fisik serta

psikologis peserta didik. Oleh karena itu pemilihan pendekatan atau model

pembelajaran harus memfasilitasi kriteria yang disebutkan pada

permendikbud di atas. Berikut desain pembelajaran dan rincian aktivitas

pembelajaran untuk masing-masing pertemuan.

Pro

gram P

KB

melalu

i PK

P b

erbasis Zo

nasi

Direkto

rat Jend

eral Gu

ru d

an Ten

aga Kep

end

idikan

26

Tabel 4. Desain Aktivitas

Indikator Pencapaian Kompetensi

Materi Pelajaran Aktivitas Bentuk dan Jenis

Penilaian Media / Bahan Pembelajaran

Alokasi Waktu

3.1.1 Menjelaskan konsep arus listrik

1. Arus Listrik 2. Hukum Ohm

dan Resistansi

3. Rangkaian

Seri-Paralel 4. Rangkaian

Majemuk (Hukum kirchhoff)

5. Energi dan Daya Listrik

6. Pemanfaatan

Energi Listrik (Peralatan Listrik DC),

Pertemuan -1(inkuiri terbimbing): 1. Observasi peralatan-peralatan dalam

kehidupan sehari-hari yang menggunakan sumber listrik arus searah (DC),

2. Diskusi mengenai penjelasan arus listrik,

3. demonstrasi cara penggunaan amper meter dan voltmeter

4. Penyelidikan hubungan antara kuat arus listrik dan tegangan (hukum ohm)

Pertemuan -2 (discovery learning): 1. Diskusi dan melakukan percobaan

rangkaian resistor seri-paralel 2. menentukan karakteristik dari

masing-masing tipe rangkaian 3. Menyajikan hasil analisis besaran

pada rangkaian majemuk (Hukum kirchhoff)

Pertemuan -3 (5E Model):

1. Menyelidiki penerapan hukum Kirchoff pada rangkaian majemuk

2. diskusi analisis besaran-besaran fisis pada rangkaian majemuk

1. Tes Tulis : - PG - Esay

Terbuka 2. Observasi

Kegiatan Praktek

3. Observasi Kegiatan Diskusi

4. Observasi Kegiatan Presentasi

5. Penilaian Produk (Laporan/Makalah)

1. LKPD 2. Virtual

Phet 3. Power

Point 4. Alat

percobaan

5 x 2 jp x 45

menit

Pa

ke

t Un

it Pe

mb

ela

jara

n

Pe

mb

ela

jara

n A

ljab

ar

27




Alokasi Waktu

Pertemuan -4 (pendekatan saintifik): 1. Diskusi konsep daya listrik,

menerapkan konsep daya listrik pada rangkaian

2. Diskusi menelaah spesifikasi peralatan listrik serta penggunaan nya dalam kehidupan sehari-hari sesuai dengan keselamatannya

3. Menyajikan hasil diskusi kajian spesifikasi peralatan listrik dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari

Pertemuan -5 (PBL): 1. Percobaan Hambatan Jenis Kawat 2. Diskusi analisis pemanfaatan jenis

kawat untuk keselamatan sistem kelistrikan

3. Membuat pemutus arus sebagai sistem pengamanan jaringan listrik

4. Menyajikan laporan hasil percobaan 3.1.2 Membaca alat ukur

listrik amperemeter dan voltmeter

3.1.3 Menjelaskan hubungan antara beda potensial listrik dengan kuat arus listrik pada resistor (hukum ohm)

3.1.4 Menentukan besaran besaran fisis untuk

Pro

gram P

KB

melalu

i PK

P b

erbasis Zo

nasi

Direkto

rat Jend

eral Gu

ru d

an Ten

aga Kep

end

idikan

28




Alokasi Waktu

rangkaian resistor pada rangkaian listrik arus searah

3.1.5 Menerapkan hukum kirchoff pada rangkaian listrik arus searah

3.1.6 Menentukan besar daya listrik yang dipakai pada suatu peralatan listrik

3.1.7 Menganalisis rangkaian listrik majemuk dengan menggunakan hukum kirchoff

3.1.8 Menganalisis prinsip kerja peralatan listrik searah (DC) dalam kehidupan sehari-hari

3.1.9 Menganalisis prinsip keselamatan yang digunakan pada rangkaian listrik dalam kehidupan sehari-hari

3.1.10 Mengevaluasi jenis kawat yang dapat digunakan sebagai pengaman arus dalam peralatan listrik sesuai dengan sumber daya listriknya.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

29

Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -1

Listrik merupakan salah satu sumber energi utama dalam menjalankan roda

kehidupan kita sehari-hari. Hampir semua alat yang kita gunakan untuk

menunjang kehidupan memerlukan energi listrik. Sebagai sumber kebutuhan

utama bagi masyarakat. Oleh karena itu topik listrik merupakan salah satu

topik utama yang harus dipelajari peserta didik. Pada aktivitas pembelajaran

ke -1 ini Saudara akan mengobservasi peralatan-peralatan dalam kehidupan

sehari-hari yang menggunakan sumber listrik arus searah (DC), berdiskusi

mengenai penjelasan arus listrik, mendemonstrasikan cara penggunaan

amper meter dan voltmeter dan menjelaskan hubungan antara kuat arus

listrik dan tegangan (hukum ohm).

Aktivitas pembelajaran pada pertemuan -1 ini dirancang agar dapat mencapai

indikator 3.1.1 sampai 3.1.4. Adapun model pembelajaran yang digunakan

dalam aktivitas ini adalah model inkuiri terbimbing. Model ini dipilih dengan

pertimbangan bahwa peserta didik harus menguasai terlebih dahulu metode

ilmiah dalam penyelidikan untuk menemukan konsep, menggunakan alat ukur

amperemeter dan voltmeter secara benar dan merangkai komponen

elektronika pada papan elektronik. Penguasaan ini perlu dilatihkan terlebih

dulu dengan bimbingan guru tanpa mengurangi kreativitas dan proses

berpikir peserta didik.

Langkah-langkah pembelajaran inkuiri terbimbing dalam aktivitas ini

diadopsi dari model inkuiri terbimbing modifikasi Walker (2007) (dalam

Wenning, 2007) yang terdiri dari sebagai berikut.

1. Introduction (pembukaan) yaitu tahap mengarahkan peserta didik

terhadap topik yang akan dipelajari, menemukan pengetahuan awal serta

menemukan kesalahan konsep yang mungkin dimiliki oleh peserta didik.


30

2. Questioning (menanya) yaitu tahap membimbing peserta didik membuat

pertanyaan atau merumuskan permasalahan atau hipotesis untuk

penyelidikan.

3. Planning (merencanakan) yaitu tahap membimbing peserta didik untuk

merencanakan eksperimen, alat dan bahan yang dibutuhkan untuk

penyelidikan, prosedur penyelidikan serta pengumpulan dan pengolahan

datanya.

4. Implementing (mengimplementasikan) yaitu tahap membimbing peserta

didik dalam menggunakan alat dan bahan, melakukan prosedur

penyelidikan, mengobservasi dan merekam data.

5. Concluding (menyimpulkan) tahap membimbing peserta didik untuk

merumuskan suatu kesimpulan berdasarkan bukti-bukti yang diperoleh

dari hasil penyelidikan dan hipotesis yang telah dirumuskan

6. Reporting (melaporkan) yaitu tahap membimbing peserta didik dalam

melaporkan hasil penyelidikan melalui kegiatan diskusi.

Arus Listrik dan Hukum Ohm

Tujuan Aktivitas Pembelajaran

Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menjelaskan

pengertian arus listrik, hubungan arus listrik dan beda potensial listrik pada

sebuah resistor melalui eksperimen.

Estimasi Waktu Pembelajaran

Estimasi waktu pembelajaran seluruh aktivitas ke-1 adalah 2 x 45 menit.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

31

Media, Alat dan Bahan yang Digunakan

Media yang digunakan adalah Lembar Kerja Peserta Didik 1(LKPD -1), virtual

phet, resistor, kawat/kabel, baterai, papan alas (board), amperemeter,

voltmeter.

Apa yang Saudara lakukan:

Introduction (Pembukaan) :

1. Memberikan arahan kepada peserta didik untuk mengobservasi peralatan

yang menggunakan sumber listrik arus searah (DC) di sekitar

lingkungannya.

2. Mengemukakan pertanyaan bagaimana peserta didik dapat mengetahui

alat-alat tersebut menggunakan sumber arus searah (DC), kemudian

memfasilitasi peserta didik untuk mengemukakan pendapatnya.

3. Mengemukakan pertanyaan pengarah mengenai pengertian arus listrik

arah aliran arus listrik dan syarat terjadinya arus listrik.

Questioning (menanya):

4. Menampilkan simulasi phet Signal Circuit, download pada link :

https://phet.colorado.edu/en/simulation/signal-circuit

5. Memfasilitasi peserta didik untuk membuat pertanyaan mengenai

pengertian arus listrik, syarat terjadinya arus listrik dan arah arus listrik.

6. Melibatkan peserta didik untuk mendemonstrasikan aliran arus listrik

dengan virtual phet.

7. Meminta peserta didik untuk menjelaskan mengenai pengertian arus

listrik, syarat terjadinya arus listrik dan arah arus listrik berdasarkan

pengamatan virtual phet.

https://phet.colorado.edu/en/simulation/signal-circuit


32

Planning (merencanakan):

8. Mengemukakan pertanyaan kepada peserta didik mengenai bahan dan

alat apa yang dibutuhkan untuk mempelajari arus listrik, prosedur yang

harus dilakukan serta cara pengumpulan datanya.

9. Menunjukkan beberapa komponen terdiri dari: satu buah lampu, papan

elektronik (bread board), sumber tegangan DC, voltmeter dan

amperemeter.

10. Mengajukan pertanyaan, bagaimana rangkaian yang harus dibuat agar

lampu menyala.

11. Melibatkan peserta didik untuk menyusun komponen listrik yang terpisah

membentuk sebuah rangkaian tertutup. Kemudian memfasilitasi peserta

didik untuk melihat apakah prediksi dari peserta didik benar (apakah

lampu menyala).

12. Memberikan arahan agar peserta didik dapat menyebutkan besaran-

besaran yang dapat diukur dalam rangkaian listrik yang telah dibuat dan

bagaimana cara mengukurnya.

13. Memberikan arahan agar peserta didik memprediksi hubungan antara

beda potensial listrik dan kuat arus listrik pada sebuah resistor.

Implementing (mengimplementasikan):

14. Melibatkan peserta didik untuk mendemonstrasikan amperemeter dan

voltmeter untuk mengukur arus listrik dan potensial listrik.

15. Membagi peserta didik ke dalam beberapa kelompok yang terdiri dari 4-5

orang.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

33

16. Membimbing peserta didik untuk menemukan hubungan antara beda

potensial listrik dan arus listrik pada resistor (hukum ohm) melalui

percobaan sesuai LKPD -1

17. Membimbing peserta didik membuat grafik hubungan beda potensial

listrik dan arus listrik pada sebuah resistor.

Concluding (menyimpulkan):

18. Membimbing peserta didik melakukan diskusi untuk menyimpulkan

grafik hubungan arus listrik dan potensial listrik

19. Memfasilitasi peserta didik menjelaskan kesimpulan hubungan beda

potensial listrik dan arus listrik pada sebuah resistor di depan kelas.

Reporting (melaporkan):

20. Memfasilitasi peserta didik dalam Menyajikan laporan hasil penyelidikan

dan diskusi hubungan arus listrik dan potensial listrik untuk resistor

ohmik dan non ohmik (gambar 7).

21. Melakukan refleksi pembelajaran terkait hubungan tegangan dan arus

litrik pada resistor ohmik dan non ohmik serta cara penggunaan

amperemeter dan voltmeter.

22. Menampilkan contoh-contoh soal UN yang berkaitan seperti soal UN

tahun 2019.


34


Pada umumnya rangkaian elektronik yang digunakan dalam kehidupan

sehari-hari menggunakan lebih dari komponen resisor. Resistor resistor

tersebut dihubungkan satu sama lain baik secara seri maupun paralel. Pada

aktivitas pembelajaran ke -2 ini Saudara akan melakukan percobaan

rangkaian seri paralel resistor dan menentukan karakteristik dari masing-

masing tipe rangkaian tersebut.


indikator 3.1.7 dan 3.1.8. Adapun model pembelajaran yang digunakan dalam

aktivitas ini adalah model discovery learning. Model ini dipilih dengan

pertimbangan bahwa peserta didik sudah memiliki kompetensi penggunaan

alat ukur listrik, mengenal komponen elektronik dan merangkainya pada

papan alas (board). Dengan demikian aktivitas pembelajaran dapat lebih

bersifat terbuka dibandingkan pertemuan pertama. Tahapan-tahapan yang

dilaksanakan dalam aktivitas ini adalah sebagai berikut.

1. Stimulasi yaitu tahap menghadapkan peserta didik pada sesuatu yang

menimbulkan kebingungan (curiousity) berupa fenomena yang berkaitan

dengan konsep.

2. Identifikasi masalah yaitu tahap mengidentifikasi masalah-masalah yang

relevan dengan bahan pelajaran, kemudian salah satunya dipilih dan

dirumuskan dalam bentuk hipotesis.

3. Pengumpulan data yaitu tahap peserta didik diberi kesempatan untuk

mengumpulkan data melalui penyelidikan untuk menjawab pertanyaan

atau membuktikan hipotesis.

4. Pengolahan data yaitu tahap kegiatan mengolah data yang telah diperoleh

peserta didik. Tahap ini berfungsi sebagai pembentukan konsep dan

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

35

generalisasi, sehingga peserta didik akan mendapatkan pengetahuan baru

dari alternatif jawaban yang perlu mendapat pembuktian secara logis.

5. Verifikasi yaitu tahap melakukan pemeriksaan secara cermat untuk

membuktikan hipotesis yang ditetapkan berdasarkan dan hasil

pengolahan data.

6. Generalisasi yaitu tahap menarik kesimpulan yang dapat dijadikan prinsip

umum dan berlaku untuk semua kejadian atau masalah yang sama,

dengan memperhatikan hasil verifikasi.

Rangkaian Seri-Paralel


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menentukan

besaran-besaran fisis serta karakteristik rangkaian resistor seri-paralel

melalui kegiatan eksperimen.




Media yang digunakan adalah Lembar Kerja Peserta Didik 2(LKPD -2), 3 buah

resistor, kawat/kabel, baterai, papan alas (board), amperemeter, voltmeter.


Stimulasi:

1. Menyajikan gambar aplikasi rangkaian peralatan elektronik dalam

kehidupan sehari-hari misal gambar skema rangkaian kelistrikan mobil

(gambar 2)


36

2. Memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk mengamati gambar

dan mengkomunikasikan hasil pengamatan nya.

3. Memotivasi peserta didik untuk membuat pertanyaan berdasarkan

gambar yang disajikan.

Identifikasi Masalah:

4. Membimbing peserta didik untuk mengidentifikasi permasalahan dalam

pembelajaran kemudian dirumuskan dalam hioptesis misalkan:

Bagaimanakah karakteristik rangkaian paralel yang digunakan dalam

sistem kelistrikan mobil.

Pengumpulan data:

5. Membagi peserta didik menjadi beberapa kelompok yang terdiri dari 4-5

orang peserta kemudian membagikan LKPD -2

6. Membimbing peserta didik dalam melakukan percobaan rangkaian seri-

paralel resistor sesuai dengan LKPD -2 untuk menentukan karakteristik

rangkaian seri dan rangkaian paralel meliputi arus listrik pada tiap

resistor, tegangan ujung-ujung resistor serta menentukan hambatan

pengganti untuk rangkaian seri dan hambatan pengganti untuk rangkaian

paralel.

Pengolahan Data:

7. Memfasilitasi peserta didik mendiskusikan dan menyimpulkan hasil

percobaan rangkaian seri-paralel resistor sesuai dengan LKPD -2 untuk

menentukan karakteristik rangkaian seri dan rangkaian paralel meliputi

arus listrik pada tiap resistor, tegangan ujung-ujung resistor serta

menentukan hambatan pengganti untuk rangkaian seri dan hambatan

pengganti untuk rangkaian paralel.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

37

Verifikasi:

8. Memfasilitasi peserta didik mengkomunikasikan hasil percobaan dan

melakukan diskusi kelas untuk menentukan karakteristik rangkaian seri

dan rangkaian paralel serta menentukan hambatan pengganti untuk

rangkaian seri dan hambatan pengganti untuk rangkaian paralel.

Generalisasi:

9. Membimbing peserta didik untuk menyimpulkan karakteristik rangkaian

seri dan rangkaian paralel secara umum

10. Membimbing peserta didik untuk menerapkan prinsip rangkaian seri-

paralel dalam memecahkan masalah rangkaian listrik arus searah,

misalkan dengan menampilkan Contoh Soal UN/USBN yang bersesuaian

(Contoh Soal USBN Anchor 2018).

11. Memfasilitasi peserta didik untuk menganalisis masalah rangkaian listrik

arus searah secara mandiri dengan memberikan Soal UN yang bersesuaian

(Contoh Soal UN Tahun 2017).


38


Rangkaian elektronik yang digunakan tidak selalu merupakan rangkaian seri

dan paralel. Rangkaian majemuk lain sering ditemukan dalam rangkaian

elektronik. Hambatan pengganti untuk rangkaian ini tidak dapat diselesaikan

dengan prinsip rangkaian seri dan rangkaian paralel. Penyelesaian rangkaian

ini biasanya menggunakan hukum I dan hukum II Kirchoff. Pada aktivitas

pembelajaran ke -3 ini Saudara akan menyelidiki penerapan hukum Kirchoff

pada rangkaian majemuk sekaligus melakukan analisis besaran-besaran fisis

pada rangkaian tersebut.


indikator 3.1.5 3.1.6, 3.1.9 dan 3.1.11 untuk pengetahuan. Aktivitas pada

pertemuan -3 ini model pembelajaran yang digunakan akan lebih melatih

kemandirian peserta didik dalam pembelajaran termasuk kegiatan

penyelidikan. Model pembelajaran yang dipilih adalah 5E model yang terdiri

dari:

1. Engagement yaitu tahap melibatkan peserta didik dalam pembelajaran.

Pada tahap ini kunci utamanya adalah bagaimana menghadirkan curiosity

bagi peserta didik sehingga mereka merasa perlu terlibat aktif dalam

pembelajaran.

2. Exploration yaitu tahap eksplorasi atau penyelidikan pembelajaran. Pada

tahap ini peserta didik melakukan berbagai penyelidikan mengenai konsep

rangkaian majemuk.

3. Explaination yaitu tahap penjelasan. Pada tahap ini peserta didik

menjelaskan berbagai prinsip dan konsep yang dipelajari dengan bahasa

sendiri. Istilah-istilah baru pada konsep yang dipelajari dijelaskan pada

tahap ini.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

39

4. Elaboration, yaitu tahap elaborasi atau penerapan konsep pada situasi baru.

Pada tahap ini peserta didik menerapkan konsep dan keterampilan dalam

situasi baru melalui kegiatan-kegiatan seperti praktikum lanjutan dan

problem solving.

5. Evaluation yaitu tahap evaluasi pembelajaran. Pada tahap ini dilakukan

evaluasi terhadap efektifitas fase-fase sebelumnya dan juga evaluasi

terhadap pengetahuan, pemahaman konsep atau kompetensi siswa melalui

problem solving dalam konteks baru serta mendorong siswa melakukan

investigasi lebih lanjut.

Hukum Kirchoff


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menganalisis

rangkaian majemuk dengan hukum kirchoff melalui kegiatan eksperimen dan

diskusi.




Media yang digunakan adalah Lembar Kerja Peserta Didik 3(LKPD 3), virtual

phet, media presentasi, tiga buah resistor (R1 = 100 ohm, R2 = 150 ohm, R3 =

300 ohm), dua sumber arus DC, papan elektronik (beard board), amperemeter

dan voltmeter.


40


Engagement:

1. Menyajikan rangkaian majemuk dalam kehidupan sehari-hari, misalkan

rangkaian kelistrikan mobil (gambar 3).

2. Menyajikan sebuah rangkaian resistor yang dibuat sesuai gambar (Buat

terlebih dulu rangkaian resistor pada papan alas (board) di luar jam

pelajaran.

3. Memberi kesempatan kepada peserta didik untuk mengamati rangkaian

resistor yang disajikan.

4. Memotivasi peserta didik untuk mengajukan pertanyaan (misal

menanyakan apakah rangkaian ini termasuk seri atau paralel, apa

perbedaan rangkaian seri dan paralel?).

Exploration:

5. Membagi peserta didik ke dalam beberapa kelompok yang terdiri dari 4-

5 orang kemudian membagikan LKPD -3.

6. Membimbing peserta didik dalam penyelidikan kelompok mengenai

hukum I dan II Kirchoff dan menganalisis sebuah rangkaian listrik

majemuk dengan hukum kirchoff sesuai LKPD -3

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

41

Explaination:

7. Memfasilitasi peserta didik dalam diskusi kelompok untuk menjelaskan

hukum I dan hukum II Kirchoff, menerapkan hukum Kirchoff dan

menganalisis karakteristik rangkaian listrik majemuk dengan hukum

kirchoff sesuai LKPD -3.

8. Memberikan waktu kepada peserta didik untuk membuat hasil laporan

analisisnya.

9. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya

dengan kelompok lain melalui kegiatan window shopping.

10. Memfasilitasi peserta didik saat menyimpulkan hasil analisis rangkaian

listrik dengan menggunakan hukum Kirchoff sesuai LKPD 3.

Elaboration:

11. Memfasilitasi peserta didik untuk menerapkan konsep dan keterampilan

dalam situasi baru melalui kegiatan problem solving, sebagai contoh soal

UN tahun 2016 dan Contoh Soal UN tahun 2017.

Evaluation:

12. Memfasilitasi peserta didik untuk mengevaluasi problem solving pada

tahap elaborasi. Kemudian melakukan praktikum lanjutan dengan

membuat rangkaian listrik sesuai problem dan mengujinya apakah nilai

yang terukur sesuai dengan hasil perhitungan.

13. Melakukan evaluasi mengenai kemampuan peserta didik dalam analisis

rangkaian majemuk menggunakan hukum I dan Hukum II kirchoff.


42


Peralatan listrik di pasaran pada umumnya menggunakan daya listriknya

sebagai salah satu spesifikasi daya jualnya. Untuk fungsi yang sama, misalkan

air conditioner sebagai pengatur suhu ruang, semakin kecil konsumsi dayanya

maka harga air conditioner tersebut semakin mahal. Demikian juga

penyediaan listrik di rumah, setiap rumah yang hendak diberi pasokan aliran

listrik harus membayar kepada PLN sebagai penyedia sumber energi listrik.

Beban biaya pembayaran yang harus dibayarkan juga bergantung pada daya

maksimum yang kita gunakan. Pada aktivitas pembelajaran ke -4 ini Saudara

diharapkan dapat menjelaskan konsep daya listrik, menerapkan konsep daya

listrik pada rangkaian dan menelaah prinsip kerja peralatan listrik serta

pemanfaatannya.


indikator 3.1.10 dan 3.1.11. Aktivitas pada pertemuan -4 ini menggunakan

pendekatan saintifik dengan tahapan mengamati, menanya, mengumpulkan

informasi, mengasosiasi dan mengkomunikasikan.

Daya Listrik


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menerapkan konsep

daya listrik pada rangkaian listrik, menelaah spesifikasi peralatan listrik dan

pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari melalui kegiatan diskusi.



Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

43


Media yang digunakan adalah Lembar Kerja Peserta Didik 4(LKPD 4), dan

media presentasi, beberapa peralatan listrik rumah


Mengamati:

1. Menyajikan beberapa peralatan listrik yang ada di sekitar rumah seperti

mixer, hair dryer, Air conditioner, TV, komputer dan lampu senter. Semua

peralatan yang ditampilkan harus masih mencantumkan spesifikasi

konsumsi dayanya. dengan mencantumkan spesifikasi dayanya.

2. Memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk mengamati

peralatan dan mengemukakan apa yang diamati.

Menanya:

3. Memberikan permasalahan beban listrik maksimum di rumah yang

memiliki beberapa peralatan elektronik sehingga mengalami overloaded

dan arus listrik terputus.

4. Memotivasi peserta didik untuk mengajukan pertanyaan dari masalah

yang disajikan diantaranya pertanyaan mengenai besaran listrik apa

yang membatasi beban listrik di rumah atau mengapa terjadi pemutusan

arus saat overloaded.

Mengumpulkan Informasi:

5. Memberikan kesempatan kepada peserta didik melakukan pengamatan

untuk menemukan besaran fisis daya listrik sebagai besaran yang

digunakan untuk setiap spesifikasi peralatan elektronik.

6. Membagi peserta didik menjadi beberapa kelompok yang terdiri dari 4-

5 orang kemudian membagikan LKPD-4.


44

7. Membimbing peserta didik dalam mengumpulkan informasi dari

berbagai sumber untuk menganalisis masalah pemanfaatan peralatan

listrik sesuai dengan kapasitas daya tertentu sesuai dengan pertanyaan

yang terdapat dalam LKPD -4.

Mengasosiasi:

8. Memfasilitasi peserta didik untuk berdiskusi menganalisis masalah

pemanfaatan peralatan listrik sesuai dengan kapasitas daya tertentu

sesuai dengan pertanyaan yang terdapat dalam LKPD -4.

9. Memberikan waktu kepada peserta didik untuk membuat hasil laporan

analisisnya.

10. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya

dengan kelompok lain melalui kegiatan window shopping.

11. Memfasilitasi peserta didik saat menyimpulkan hasil analisis masalah

pemanfaatan peralatan listrik sesuai LKPD 4.

Mengkomunikasikan:

12. Memfasilitasi peserta didik perwakilan dari setiap kelompok untuk

mempresentasikan hasil observasinya di depan kelas.

13. Memfasilitasi peserta didik untuk merefleksi pembelajaran mengenai

besar daya listrik dan melakukan problem solving (Contoh-contoh Soal

UN, misal contoh soal UN tahun 2017) kemudian mengingatkan peserta

didik bahwa jaringan listrik rumah bukan merupakan arus searah,

namun berupa arus bolak balik. Sehingga arus listrik yang digunakan

dalam perhitungan daya listrik merupakan arus efektifnya. Hal ini akan

dibahas pada bagian sumber arus bolak balik (materi terpisah).

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

45


Meskipun listrik sangat bermanfaat dalam kehidupan kita, listrik juga

memiliki bahaya seperti berpotensi menyebabkan kebakaran. Oleh karena itu

sistem kelistrikan rumah biasa dilengkapi dengan sekering ataupun pemutus

arus. Sekering merupakan bahan kawat logam tipis yang akan putus jika arus

yang melewatinya melebihi beban maksimum. Setiap logam atau kawat

penghantar memiliki karakteristik tersendiri dalam mengalirkan arus listrik.

Sifat bahan ini dinyatakan dengan besaran hambatan jenis kawat (ρ). Selain

jenis kawat, dimensi kawat seperti panjang dan luas penampang kawat logam

juga digunakan sebagai pertimbangan untuk memilih kawat tersebut dalam

instalasi jaringan listrik agar tetap aman digunakan.

Aktivitas pembelajaran pada pertemuan -5 ini Saudara akan menemukan

faktor-faktor yang mempengaruhi besar hambatan kawat penghantar

sekaligus memformulasikan persamaannya, serta menggunakan persamaan

tersebut untuk memecahkan masalah keselamatan rangkaian sistem

kelistrikan dalam kehidupan sehari-hari.

Aktivitas dalam pembelajaran dirancang agar dapat mencapai indikator 3.1.11

dan 3.1.12 untuk pengetahuan dan indikator 4.1.8 serta 4.1.9 untuk

keterampilan. Aktivitas pada pertemuan -5 ini menggunakan model problem

based learning dengan tahapan:

1. Mengorientasikan peserta didik pada masalah

2. Mengorganisasikan peserta didik

3. Membimbing penyelidikan individu dan kelompok

4. Mengembangkan dan menyajikan hasil karya

5. Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah.


46

Hambatan Jenis Kawat


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu memformulasikan

persamaan hambatan jenis dan mengevaluasi rangkaian listrik yang optimal

sesuai dengan sistem pengamanan arus listrik maksimum melalui kegiatan

eksperimen dan diskusi.




Media yang digunakan adalah Lembar Kerja Peserta Didik 5(LKPD 5),

multitester, kawat nikrom dengan dimensi berbeda-beda dan media

presentasi.


Mengorientasikan peserta didik pada masalah:

1. Memotivasi peserta didik dengan menyajikan gambar sound system

yang digunakan pada acara acara pentas seni. Kemudian disajikan

beberapa speaker(sound system), dilengkapi dengan spesifikasi daya nya.

Peralatan elektronik

Spesifikasi

Speaker 1 220 V, 5000 watt Speaker 2 220 V, 1000 watt Speaker 3 220 V, 300 watt Speaker 4 220 V, 150 watt

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

47

2. Mengorientasi peserta didik pada masalah:

Sebagaimana kita ketahui bahwa kawat penghantar listrik dapat

menghasilkan panas saat ada arus listrik yang melewatinya. Jika arus

yang melewatinya sangat besar maka daya panas yang dihasilkan juga

sangat besar dan berpotensi menyebabkan percikan api. Untuk

menghindari peristiwa ini perlu dilakukan pemilihan dimensi kawat

yang akan digunakan untuk merangkai setiap peralatan elektronik

tersebut. Diameter kawat yang digunakan sering kali dinyatakan dengan

satuan gauge (AWG). Semakin besar nilai AWG maka diameter kawat

semakin kecil. Tabel di bawah ini menunjukkan konversi nilai AWG

menjadi mm2 (mm sq).

Sumber : https://www.tokokabel.com/memahami-spesifikasi-ukuran-kabel/

Jenis dimensi kawat mana yang akan Saudara pilih dari tabel 2 di atas

untuk dijadikan sebagai kawat penghubung dari peralatan elektronik

yang ditampilkan. Untuk diketahui bahwa jenis kawat yang digunakan

adalah kawat konduktor dengan panjang kawat 2 meter.

Sebelum menjawab permaslahan di atas, Saudara perlu mengetahui

faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan kawat dan persamaannya.

https://www.tokokabel.com/memahami-spesifikasi-ukuran-kabel/


48

Gunakan persamaan hambatn kawat untuk melakukan analisis dan

mengambil keputusan.

3. Mengorganisasikan peserta didik menjadi beberapa kelompok terdiri

dari 4-5 orang

Membimbing penyelidikan individu dan kelompok:

4. Membagikan LKPD -5 kepada setiap kelompok.

5. Membimbing penyelidikan individu dan kelompok sesuai LKPD -5 untuk

menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan kawat dan

persamaan hambatan jenis kawat.

Mengembangkan dan menyajikan hasil karya:

6. Mengembangkan dan menyajikan hasil karya laporan penyelidikan

dengan menempelkan hasil karyanya di depan kelas. Kemudian meminta

salah satu kelompok untuk mempresentasikan di depan kelas.

Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah:

7. Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan diskusi kelas dalam rangka

mengevaluasi pemecahan masalah mengenai pemilihan dimensi kawat

yang dapat digunakan dalam rangkaian listrik sesuai dengan daya listrik

maksimumnya.

8. Melakukan refleksi mengenai hambatan jenis kawat dan

pemanfaatannya dalam sistem pengaman jaringan listrik.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

49

B. Lembar Kerja Peserta Didik

LKPD -1 : Arus Listrik dan Hukum Ohm

Tujuan: menjelaskan hubungan tegangan dan arus listrik pada sebuah

resistor dalam rangkaian listrik arus searah (DC)

Alat dan Bahan:

- 1 buah voltmeter

- 1 buah amperemeter

- 1 buah resistor yang berbeda hambatannya

- Bread board

- Kabel-kabel penghubung

- Batu baterai

Prosedur Kegiatan:

1. Buat rangkaian listrik seperti pada gambar dibawah ini

2. Berikan sumber tegangan Vs secara bertahap sesuai dengan yang telah

ditentukan

3. Perhatikan skala voltmeter dan amperemeter untuk setiap perubahan

tegangan sumber.


50

4. Catat hasil pengukuran voltmeter dan amperemeter dalam tabel di bawah.

Tegangan sumber (volt)

Tegangan Ujung –ujung resistor (volt)

(Diperoleh dari voltmeter)

Arus pada resistor (ampere)

(Diperoleh dari voltmeter)

5. Buat grafik antara hubungan tegangan (volt) dan arus listrik.

6. Berdasarkan grafik yang diperoleh, buatlah kesimpulan mengenai

hubungan arus listrik dan tegangan pada resistor !

te ga ng

an

Arus listrik

(ampere)

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

51

LKPD -2 : Rangkaian Resistor

Tujuan:

1. Menentukan karateristik rangkaian seri resistor dalam rangkaian

listrik arus searah

2. Menentukan karateristik rangkaian paralel resistor dalam rangkaian

listrik arus searah

3. Menentukan resistansi total rangkaian resistor dalam rangkaian listrik

arus searah

Alat dan Bahan:

- 1 buah voltmeter

- 1 buah amperemeter

- 3 buah resistor yang berbeda hambatannya

- Kabel-kabel penghubung

- Batu baterai

Prosedur Kegiatan:

a. Buat rangkaian seri, seperti pada gambar dibawah ini.

1. Ukur kuat arus di titik a, b dan c !

Kuat arus di titik a: 𝑖1 = ⋯ … … 𝐴

Kuat arus di titik b: 𝑖2 = ⋯ … … 𝐴

Kuat arus di titik c: 𝑖3 = ⋯ … … 𝐴

d


52

2. Ukur tegangan ujung-ujung resistor R1 (V1), tegangan ujung-ujung

resistor R2 (V2), tegangan ujung-ujung resistor R3 (V3) dan tegangan

ujung-ujung baterai (Vbt)

- tegangan ujung-ujung resistor R1 (V1) = ………….. volt



- tegangan ujung-ujung baterai (Vbt) = ………….. volt

b. Buatlah rangkaian paralel, seperti gambar di bawah ini.

3. Ukur kuat arus di titik a, b , c dan d !

Kuat arus di titik a: 𝑖𝑡 = ⋯ … … 𝐴

Kuat arus di titik b: 𝑖1 = ⋯ … … 𝐴

Kuat arus di titik c: 𝑖2 = ⋯ … … 𝐴

Kuat arus di titik d: 𝑖3 = ⋯ … … 𝐴

4. Ukur tegangan ujung-ujung resistor R1 (V1), tegangan ujung-ujung

resistor R2 (V2), tegangan ujung-ujung resistor R3 (V3) dan tegangan

ujung-ujung baterai (Vbt)




- tegangan ujung-ujung baterai (Vbt) = ………….. volt

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

53

Pertanyaan

1. Berdasarkan data no.1, bagaimanakah besar kuat arus listrik pada masing-

masing titik a, b dan c ?

2. Buatlah kesimpulan mengenai besar kuat arus listrik pada setiap resistor

yang dirangkai secara seri! Tuliskan juga dalam bentuk persamaan !

3. Berdasarkan data no.2, coba jumlahkan besar tegangan yang diperoleh

dari ujung-ujung setiap resistor

𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 = ⋯ … … … . . 𝑣𝑜𝑙𝑡

Bandingkan hasil penjumlahan tegangan di atas dengan hasil pengukuran

tegangan ujung-ujung baterai (Vbt). Bagaimanakah hasilnya?

4. Buatlah kesimpulan mengenai besar tegangan ujung-ujung resistor yang

dirangkai secara seri! Tuliskan juga dalam bentuk persamaan !

5. Berdasarkan data no.3, coba jumlahkan besar kuat arus listrik yang

diperoleh dari ujung-ujung setiap resistor

𝑖1 + 𝑖2 + 𝑖3 = ⋯ … … … . . 𝑎𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒

Bandingkan hasil penjumlahan kuat arus di atas dengan hasil pengukuran

kuat arus di titik a (𝑖𝑡). Bagaimanakah hasilnya?

6. Buatlah kesimpulan mengenai besar kuat arus listrik pada setiap resistor

yang dirangkai secara paralel! Tuliskan juga dalam bentuk persamaan !

7. Berdasarkan data no.4, bagaimanakah besar tegangan ujung-ujung

resistor ?

8. Bagaimanakah besar tegangan ujung-ujung resistor dibandingkan dengan

tegangan ujung-ujung baterai ?

9. Buatlah kesimpulan mengenai besar tegangan ujung-ujung setiap resistor

yang dirangkai secara paralel! Tuliskan juga dalam bentuk persamaan !

Kesimpulan

Buatlah kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan


54

LKPD -3 : Hukum Kirchoff

Tujuan:

- Menjelaskan hukum I dan hukum II kirchoff

- Menerapkan hukum kirchoff pada rangkaian listrik arus searah

- Menganalisis rangkaian majemuk dengan hukum kirchoff

Alat dan Bahan:

Media presentasi (karton, spidol, asesoris kertas warna), tiga buah resistor (R1

= 100 ohm, R2 = 150 ohm, R3 = 300 ohm), dua sumber arus DC, papan

elektronik (beard board), amperemeter dan voltmeter.

Prosedur Kegiatan 1:

1. Buat sebuah rangkaian tertutup seperti gambar!

2. Ukur arus yang masuk ke titik A (I) dan arus yang keluar dari titik A (I1)

dan (I2) !

Arus yang masuk ke titik A (I) = ………………….. ampere

Arus yang keluar dari titik A

I1 = …………………. ampere

I2 = …………………. Ampere

Jumlah arus yang keluar I = …………………. Ampere

+

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

55

3. Buatlah kesimpulan mengenai jumlah arus yang masuk dan jumlah arus

yang keluar dari satu titik cabang!


4. Buat sebuah rangkaian tertutup seperti gambar!

5. Dengan menggunakan volt meter DC, ukur tegangan antara titik d dan a

(Vda), tegangan antara titik a dan b (Vab) serta tegangan antara titik d dan

b (Vdb) !

Tegangan yang terukur (volt)

Vda =

Vab =

Vdb =

6. Dengan menggunakan volt meter DC, ukur tegangan antara titik b dan c

(Vbc), tegangan antara titik c dan d (Vcd) serta tegangan antara titik b dan

d (Vbd) !

Tegangan yang terukur (volt)

Vab =

Vda =

Vbd =

7. Buatlah kesimpulan dari data yang diperoleh dari poin 5 dan poin 6!


56


8. Download dan instal aplikasi phet circuit-construction-kit-dc-virtual-lab

dari alamat berikut:

https://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-

virtual-lab

9. Download dan instal aplikasi phet circuit-construction-kit-dc-virtual-lab

dari alamat berikut:

https://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-

virtual-lab

10. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini pada aplikasi phet circuit-

construction-kit-dc-virtual-lab

11. Tentukan nilai masing-masing resistansi resistor R1, R2 dan R2 dan nilai

masing-masing tegangan V1 dan V2. Kemudian perhatikan arah arus

listrik yang mengalir pada rangkaian.

12. Tuliskan hasil pengamatan pada tabel -1

https://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-labhttps://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-labhttps://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-labhttps://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

57

Tabel -1

Nilai Tegangan Hasil Pengamatan

V1 = ……………….. volt Arah arus listrik pada tiap cabang kawat :

Nilai arus listrik pada tiap cabang kawat:

𝑖1 = ⋯ … … … 𝐴

𝑖2 = ⋯ … … … 𝐴

𝑖3 = ⋯ … … … 𝐴

V2 = ……………….. volt

Nilai Resistor

R1 = ……………….. ohm

R2 = ……………….. ohm

R3 = ……………….. ohm

13. Ubah nilai masing-masing resistansi resistor R1, R2 dan R2 dan nilai

masing-masing tegangan V1 dan V2. Kemudian perhatikan kembali arah

arus listrik yang mengalir pada rangkaian.

14. Tuliskan hasil pengamatan pada tabel -2

Tabel -2

Nilai Tegangan Hasil Pengamatan

V1 = ……………….. volt Arah arus listrik pada tiap cabang kawat :

Nilai arus listrik pada tiap cabang kawat:

𝑖1 = ⋯ … … … 𝐴

𝑖2 = ⋯ … … … 𝐴

𝑖3 = ⋯ … … … 𝐴

V2 = ……………….. volt

Nilai Resistor

R1 = ……………….. ohm

R2 = ……………….. ohm

R3 = ……………….. ohm


58

Pertanyaan

1. Dengan menggunakan data pada tabel -2, gunakan hukum kirchhoff pada

setiap loop rangkaian untuk menghitung besar arus listrik pada tiap cabang

kawat ( 𝑖1, 𝑖2, 𝑖3). Uraikan hasil perhitungan mu di bawah ini !

- Buat loop pada masing-masing rangkaian

- Gambarkan arah arus tiap cabang kawat

-

Berdasarkan loop 1, tuliskan persamaan yang diperoleh dari hukum II

kirchoff

Berdasarkan loop 2, tuliskan persamaan yang diperoleh dari hukum II

kirchoff

Tuliskan Persamaan yang diperoleh dari hukum I kirchoff

………………………………………………………………………………………………………

Selesaikan persamaan-persamaan yang diperoleh, tuliskan besar arus

listrik yang diperoleh dari perhitungan.

………………………………………………………………………………………………………

2. Jika diinginkan arus pada R2 nol, berapa nilai-nilai tegangan dan hambatan

yang harus ditambahkan pada rangkaian di atas. Jelaskan analisis mu

dengan menggunakan perhitungan!

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

59

LKPD -4 : Daya Listrik

Tujuan:

- Menjelaskan konsep daya listrik

- Menerapkan konsep daya listrik pada rangkaian arus searah

- Menelaah pemanfaatan peralatan listrik dalam kehidupan sehari-hari

Alat dan Bahan:

Media presentasi (karton, spidol, asesoris kertas warna)


1. Baca dengan seksama dan isi pertanyaannya.

Dalam kehidupan sehari-hari, daya peralatan listrik biasanya dinyatakan

dalam watt. Namun daya listrik rumah maksimum dari PLN pada

umumnya dinyatakan dalam VA (volt.ampere). Berikut ini contoh tabel

daya maksimum dan tarif listrik yang harus dibayar oleh konsumen

kepada PLN.

Misalkan untuk daya listrik paling rendah adalah 450 watt atau 450 VA.

Volt merupakan satuan dari ……………………………. (………)


60

Ampere merupakan satuan dari …………………………..(………)

Oleh karena itu daya listrik (P), secara matematis dapat dinyatakan sebagai:

P = …….. x ………..

dengan satuan watt atau voltampere.

2. Jika sebuah rumah menggunakan daya maksimum 900 watt dengan

tegangan 220 volt, maka arus maksimum yang mengalir pada rangkaian

rumah adalah …..


1. Baca dengan seksama permasalahan di bawah ini!

Keluarga Pak Joko memiliki sebuah rumah yang dilengkapi dengan tegangan

listrik bertenaga surya sebesar 220 volt. Di dalam rumahnya terdapat

beberapa peralatan elektronik sebagai berikut.


Spesifikasi Jumlah

Lampu 220 V, 10 watt 3 buah Lampu 220 V, 20 watt 3 buah TV LCD 220 V, 110 watt 1 buah Air conditioner 220 V, 300 watt 2 buah Lemari es 220 V, 70 watt (standby) 1 buah Mesin Cuci 220 V, 300 watt 1 buah Setrika 220 V, 350 watt 1 buah Blender 110 V, 120 watt 1 buah Mixer 220 V, 150 watt 1 buah Microwave oven 220 V, 800 watt 1 buah Water heater 220 V, 350 watt (Warming)

220 V, 100 watt (standby) 1 buah

Untuk keamanan sistem rangkaian listrik rumah agar tidak terjadi

overloaded, Pak Joko menggunakan sekering dengan arus maksimum 5

ampere. Seperti seharusnya, rangkaian listrik di rumah Pak Joko juga

menggunakan rangkaian parallel untuk memberikan tegangan yang sama

pada setiap peralatan elektronik.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

61

Suatu malam di rumah Pak Joko diadakan acara silaturahmi keluarga pasca

Idul Fitri. Semua lampu di rumahnya, TV LCD dan air conditioner dinyalakan.

Demikian juga lemari es dan water heater yang selalu stand by sepanjang

waktu. Ketika beberapa kerabat mulai hadir di rumah Pak Joko, istrinya

kemudian mulai menghangatkan beberapa masakan agar siap disantap saat

seluruh keluarga sudah hadir. Istrinya juga bermaksud untuk menyiapkan

beberapa gelas jus buah dengan menggunakan blender.

2. Jawab pertanyaan-pertanyaan di bawah

3. Buat laporan hasil analisis pada kertas karton dan tempelkan di dinding

kelas

Pertanyaan:

1. Berapakah daya (dalam watt) yang digunakan saat seluruh lampu, TV LCD,

air conditioner menyala dan lemari es serta water heater dalam keadaan

stand by?

2. Berdasarkan permasalahan di atas, Kapan rangkaian listrik di rumah Pak

Joko mengalami overloaded dan aliran listriknya terputus? Jelaskan

jawaban mu secara terperinci dengan menggunakan konsep arus listrik

pada rangkaian parallel! Tuliskan beban arus listrik untuk masing-masing

alat listrik yang digunakan!

3. Apa yang harus dilakukan istri Pak Joko agar dapat menggunakan blender

dan microwave oven dengan arus listrik tidak putus?

4. Buat kesimpulan dari hasil analisismu dan tuliskan jawaban serta

kesimpulan mu pada kertas karton kemudian tempelkan di dinding kelas


62

LKPD -5 : Hambatan Jenis Kawat

Tujuan:

- Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan jenis kawat

- Memformulasikan besar resistansi kawat penghantar

- Mengevaluasi jenis kawat yang dapat digunakan sebagai pengaman

arus dalam peralatan listrik yang sesuai dengan sumber daya listriknya

Kegiatan 1 :

Alat dan Bahan:

- 1 buah multitester

- 1 kawat nikrom dan 1 kawat konstantan dengan panjang dan diameter

sama

- Kawat nikrom dengan tiga panjang berbeda ( 3 cm, 6 cm, 10 cm)

- Kawat nikrom dengan tiga diameter berbeda (0,1 mm, 0,5 mm, 1 mm)

- Capit buaya

Prosedur Kegiatan:

1. Buat rangkaian seperti pada gambar

2. Atur penggunaan multitester menjadi pengukur resistansi (resistance)

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

63

3. Ukur resistansi masing-masing kawat kemudian tuliskan hasilnya pada

tabel pengamatan.

4. Hitung luas penampang masing-masing kawat dan tuliskan hasilnya pada

tabel pengamatan

Tabel 1. Jenis Kawat Berbeda, Panjang Sama, Diameter Sama

No Jenis Kawat

Panjang

(cm)

Diameter (mm)

Luas penampang (mm)

Resistansi (ohm)

1 Nikrom 2 Konstanta

Tabel 2. Jenis Kawat Sama, Panjang Sama, Diameter Berbeda

No Jenis Kawat

Panjang

(cm)

Diameter (mm)

Luas penampang (mm)

Resistansi (ohm)

1 Nikrom 2 Nikrom 3 Nikrom

Tabel 2. Jenis Kawat Sama, Panjang Berbeda, Diameter Sama

No Jenis Kawat

Panjang

(cm)

Diameter (mm)

Luas penampang (mm)

Resistansi (ohm)

1 Nikrom 2 Nikrom 3 Nikrom

Pertanyaan

1. Dari tabel 1, apakah jenis kawat mempengaruhi besar resistansi (R) ?


64

2. Dari tabel 2, bagaimanakah pengaruh luas penampang kawat (A) terhadap

resistansi (R) kawat ?

3. Dari tabel 3, bagaimanakah pengaruh panjang kawat (l) terhadap

resistansi kawat (R) ?

4. Berdasarkan hasil percobaan, faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi

resistansi/hambatan kawat ?

5. Untuk setiap jenis kawat yang berbeda akan memiliki nilai hambatan jenis

kawat yang berbeda. Tuliskan persamaan resistansi/hambatan resistor

(R) terhadap panjang kawat (l), luas penampang kawat (A) dan hambatan

jenis kawat ( )?

6. Buatlah kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan

Kegiatan 2 :

1. Berikut ini beberapa speaker (sound system), dilengkapi dengan spesifikasi

daya nya.


Spesifikasi

Speaker 1 220 V, 5000 watt Speaker 2 220 V, 1000 watt Speaker 3 220 V, 300 watt Speaker 4 220 V, 150 watt

2. Tabel di bawah ini menunjukkan konversi nilai AWG menjadi mm2 (mm

sq) untuk kawat konduktor tembaga yang panjangnya 2 meter.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

65

3. Lakukan analisis dan diskusi dengan teman sekelompok Jenis dimensi

kawat mana yang akan Saudara pilih dari tabel 2 di atas untuk dijadikan

sebagai kawat penghubung dari peralatan elektronik yang ditampilkan

(masing-masing speaker).

4. Tuliskan hasil analisis dan diskusi dan sajikan di dalam kelas.


66

C. Bahan Bacaan

Arus Listrik

Arus listrik merupakan pergerakan partikel-partikel bermuatan yang melalui

suatu titik pada suatu rangkaian listrik. Menggunakan istilah arus dalam

konteks ini merupakan penyederhanaan untuk mengatakan sesuatu yang

terjadi di dalam kawat, yaitu aliran muatan. Partikel bermuatan yang bergerak

dalam penghantar disebut sebagai pem

New Paket Unit Pembelajaran Listrik Arus Searah dan Listrik Statis · 2020. 6. 1. · Kisi Kisi...

Documents

Transcript of New Paket Unit Pembelajaran Listrik Arus Searah dan Listrik Statis · 2020. 6. 1. · Kisi Kisi...