Paket Unit Pembelajaran · Paket Unit Pembelajaran Paket Judul Unit iii Assalamu’alaikum...

Paket Unit Pembelajaran

PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB)

MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP)

BERBASIS ZONASI

MATA PELAJARAN FISIKA SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)

Medan Magnet dan Induksi

Elektromagnetik

Penulis:

Drs. Kandi, MA

Penyunting:

Lia Laela Sarah, S.Pd., MT

Dede Saepudin, M.Si, M.Pd.

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.


Paket Judul Unit

iii

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

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

dan karunia-Nya Unit Pembelajaran Program Pengembangan Keprofesian

Berkelanjutan melalui Peningkatan Kompetensi Pembelajaran Berbasis

Zonasi ini dapat diselesaikan.

Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan melalui Peningkatan

Kompetensi Pembelajaran Berbasis Zonasi merupakan salah satu upaya

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan

Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK) meningkatkan kualitas pembelajaran dan

meningkatkan kualitas lulusan. Program 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 yang sebaiknya dimiliki oleh seorang guru profesional.

Guru profesional memegang peranan yang sangat penting dalam menentukan

prestasi peserta didik. Penelitian menunjukkan bahwa 30% prestasi peserta

didik ditentukan oleh faktor guru. Dengan demikian, guru harus senantiasa

memutakhirkan dirinya dengan melakukan pengembangan keprofesian

berkelanjutan. Jika program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB)

yang dikembangkan oleh Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan

sebelumnya didasarkan pada hasil Uji Kompetensi Guru (UKG), berfokus pada

peningkatan kompetensi guru khususnya kompetensi pedagogi dan

profesional, maka Program Peningkatan Kompetensi Pembelajaran Berbasis

Zonasi yang lebih berfokus pada upaya mencerdaskan peserta didik melalui

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

iv

pembelajaran berorientasi keterampilan berpikir tingkat tinggi. Penentuan

program berbasis zonasi ini dilakukan mengingat luasnya wilayah Indonesia.

Zonasi diperlukan guna memperhatikan keseimbangan dan keragaman mutu

pendidikan di lingkungan terdekat, sehingga peningkatan pendidikan dapat

berjalan secara masif dan tepat sasaran.

Unit Pembelajaran yang sudah tersusun diharapkan dapat meningkatkan

proses dan hasil belajar. Unit Pembelajaran yang dikembangkan dikhususkan

untuk Pendidikan Menengah yang dalam hal ini akan melibatkan Musyawarah

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

Konseling (MGBK), Musyawarah Guru Teknologi Informasi dan Komunikasi

(MGTIK).

Kami ucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada

seluruh tim penyusun yang berasal dari PPPPTK, LPMP, maupun Perguruan

Tinggi dan berbagai pihak yang telah bekerja keras dan berkontribusi positif

dalam mewujudkan penyelesaian 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


Paket Judul Unit

v

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Saya menyambut baik terbitnya Unit Pembelajaran Program Pengembangan

Keprofesian Berkelanjutan melalui Peningkatan Kompetensi Pembelajaran

Berbasis Zonasi. Unit Pembelajaran ini disusun berdasarkan analisis Standar

Kompetensi Lulusan, Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar, serta analisis

soal-soal Ujian Nasional (UN).

UN merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari sistem pendidikan

nasional. UN adalah sistem evaluasi standar pendidikan dasar dan menengah

secara nasional dan persamaan mutu tingkat pendidikan antar daerah yang

dilakukan oleh Puspendik (Pusat Penilaian Pendidikan). Hasil pengukuran

capaian siswa berdasar UN ternyata selaras dengan capaian PISA (Programme

for International Student Assessment) maupun TIMSS (Trends in International

Mathematics and Science Study). Hasil UN tahun 2018 menunjukkan bahwa

siswa-siswa masih lemah dalam keterampilan berpikir tingkat tinggi (higher

order thinking skills) seperti menganalisis, mengevaluasi, dan mengkreasi.

Oleh karena itu, siswa harus dibiasakan dengan soal-soal dan pembelajaran

yang berorientasi kepada keterampilan berpikir tingkat tinggi (higher order

thinking skills) agar terdorong kemampuan berpikir kritisnya.

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan

Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK), berupaya meningkatkan kualitas

pembelajaran yang bermuara pada peningkatan kualitas siswa dengan

Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan melalui Peningkatan

Kompetensi Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi. Program ini dikembangkan

dengan menekankan pembelajaran yang berorientasi pada keterampilan

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


vi

Untuk meningkatkan efisiensi, efektivitas, dan pemerataan mutu pendidikan,

maka pelaksanaan Program PKP mempertimbangkan pendekatan

kewilayahan, atau dikenal dengan istilah zonasi. Melalui langkah ini,

pengelolaan Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP) SMA/SMK,

Musyawarah Guru Bimbingan dan Konseling (MGBK), Musyawarah Guru

Teknologi Informasi dan Komunikasi (MGTIK) dapat terintegrasi melalui

zonasi pengembangan dan pemberdayaan guru. Zonasi memperhatikan

keseimbangan dan keragaman mutu pendidikan di lingkungan terdekat,

seperti status akreditasi sekolah, nilai kompetensi guru, capaian nilai rata-rata

UN sekolah, dan pertimbangan mutu lainnya.

Semoga Unit Pembelajaran ini bisa menginspirasi guru untuk

mengembangkan materi dan melaksanakan pembelajaran dengan

berorientasi pada kemampuan berpikir tingkat tinggi dan 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 Unit Pembelajaran yang berorientasi pada

keterampilan berpikir tingkat tinggi 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


Paket Judul Unit

vii

Hal

KATA SAMBUTAN __________________________________ III

KATA PENGANTAR __________________________________ V

DAFTAR ISI ______________________________________ VII

PENGANTAR PAKET UNIT PEMBELAJARAN ________________ 1

UNIT PEMBELAJARAN 1 MEDAN MAGNET _________________ 3

UNIT PEMBELAJARAN 2 INDUKSI ELEKTROMAGNETIK _____ 73

PENUTUP _______________________________________ 147

DAFTAR PUSTAKA _________________________________ 149


Paket Judul Unit

1

Paket unit Medan Magnet dan Induksi Elektromagnetik disusun sebagai

kumpulan sumber bahan ajar alternatif bagi guru yang tersusun atas Unit

Medan Magnet dan Unit Induksi Elektromagnetik. 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

medan magnet dan induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

Paket unit Medan Magnet dan Induksi Elektromagnetik 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 medan

magnet dan induksi elektromagnetik 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 tersedia di sekolah. LKPD tersebut

disajikan melalui serangkaian aktivitas pembelajaran dengan menggunakan

pendekatan saintifik dan model pembelajaran yang di rekomendasikan dalam

Kurikulum 2013.


2

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



BERBASIS ZONASI


Medan Magnet

Penulis:

Drs. Kandi, MA

Penyunting:

Lia Laela Sarah, S.Pd., MT


TIM Desain Grafis

Copyright © 2019







Unit Pembelajaran

Medan Magnet

5

DAFTAR ISI

Hal

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 ______________________ 13

Empat Penyebab Starter Mobil Tak Mau Berfungsi _________________________ 13

Galvanometer __________________________________________________________________ 14

Maglev Train ____________________________________________________________________ 15

SOAL-SOAL UN/USBN __________________________ 17

A. Contoh Soal UN tahun 2016 _______________________________________________ 17

B. Contoh Soal UN tahun 2017 _______________________________________________ 18

C. Contoh Soal UN tahun 2018 _______________________________________________ 19

BAHAN PEMBELAJARAN _________________________ 20

A. Aktivitas Pembelajaran ____________________________________________________ 20

Aktivitas Pembelajaran 1 ___________________________________________________________ 23




B. Lembar Kerja Peserta Didik _______________________________________________ 34

Lembar Kerja Peserta Didik 1 ______________________________________________________ 34



C. Bahan Bacaan _______________________________________________________________ 42


6

Medan Magnet dan Gaya Magnet __________________________________________________ 42

Gaya Magnetik (Gaya Lorentz) _____________________________________________________ 47

Motor Listrik _________________________________________________________________________ 54

PENGEMBANGAN PENILAIAN _____________________57

A. Pembahasan Soal-soal ______________________________________________________ 57

B. Pengembangan Soal HOTS _________________________________________________ 60

C. Refleksi Pembelajaran ______________________________________________________ 65

KESIMPULAN _________________________________67

UMPAN BALIK _________________________________69

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

7

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 1 Dinamo/Motor Starter Mobil ________________________________________ 13

Gambar 2 Galvanometer _________________________________________________________ 14

Gambar 3 Maglev _________________________________________________________________ 16

Gambar 4 Kaidah tangan kanan _________________________________________________ 42

Gambar 5 Induksi magnetik di sekitar penghantar berarus listrik ___________ 43

Gambar 6 Induksi magnetik disekitar penghantar lurus panjang berarus __ 44

Gambar 7 Induksi magnetik pada sumbu lingkaran penghantar berarus ___ 45

Gambar 8 Solenoida ______________________________________________________________ 46

Gambar 9 Toroida _________________________________________________________________ 47

Gambar 10 Kaidah tangan kanan kedua ________________________________________ 49

Gambar 11 Lintasan partikel berupa lingkaran ________________________________ 50

Gambar 12 Lintasan partikel berupa heliks ____________________________________ 51

Gambar 13 Gaya Magnetik pada Penghantar ___________________________________ 51

Gambar 14 Kaidah tangan kanan ________________________________________________ 52

Gambar 15 Dua Kawat Sejajar ___________________________________________________ 53

Gambar 16 Skema Motor Listrik DC _____________________________________________ 55


8

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1. Target Kompetensi Dasar _______________________________________________ 11

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi _____________________________________ 12

Tabel 3. Indikator Desain Aktivitas Pembelajaran _____________________________ 21

Tabel 4. Kisi-kisi Soal HOTS ______________________________________________________ 61

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

9

PENDAHULUAN

Unit ini disusun sebagai salah satu aternatif sumber bahan ajar bagi guru

untuk memahami topik medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya

magnetik. Melalui pembahasan materi yang terdapat pada unit ini, guru dapat

memiliki dasar pengetahuan untuk mengajarkan materi yang sama ke peserta

didiknya yang disesuaikan dengan indikator yang telah disusun, dan terutama

dalam memfasilitasi kemampuan bernalar peserta didik. Selain itu, materi ini

juga aplikatif untuk guru sendiri sehingga mereka dapat menerapkannya

dalam kehidupan sehari-hari.

Dalam rangka memudahkan guru mempelajari konten dan cara

mengajarkannya, di dalam unit ini dimuat kompetensi dasar terkait yang

memuat target kompetensi dan indikator pencapaian kompetensi, bahan

bacaan tentang aplikasi topik medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya

magnetik dalam kehidupan sehari-hari, soal-soal tes UN topik ini di tiga tahun

terakhir sebagai acuan dalam menyusun soal sejenis, deskripsi alternatif

aktivitas pembelajaran, Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) yang dapat

digunakan guru untuk memfasilitasi pembelajaran, bahan bacaan yang dapat

dipelajari oleh guru, maupun peserta didik, dan deskripsi prosedur

mengembangkan soal HOTS. Komponen-komponen di dalam unit ini

dikembangkan dengan tujuan agar guru dapat dengan mudah memfasilitasi

peserta didik menganalisis medan magnetik, induksi magnetik pada produk-

produk teknologi, melakukan aktivitas praktik medan magnetik di sekitar

kawat lurus, medan magnetik di sekitar kawat melingkar, gaya magnetik, dan

motor listrik sekaligus mendorong peserta didik mencapai kemampuan

berpikir tingkat tinggi.

Topik medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik yang

dikembangkan pada bahan bacaan terdiri atas subtopik medan magnet di


10

sekitar penghantar berarus, induksi magnetik di sekitar penghantar lurus

panjang berarus listrik, induksi magnetik pada sumbu lingkaran penghantar

berarus listrik, induksi magnetik di pusat dan di ujung solenoida, induksi

magnetik di pusat dan di ujung solenoida, dan gaya magnetik (gaya Lorentz).

Selain itu, unit ini dilengkapi dengan 3 buah LKPD, yaitu 1) Medan Magnetik di

Sekitar Kawat Berarus, 2) Medan Magnet Kawat Melingkar Berarus Listrik, dan

3) Motor Listrik DC. LKPD dikembangkan secara aplikatif agar guru mudah

mengimplementasikannya di kelas.

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

11

KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi

Sub unit pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar

kelas XII:

Tabel 1. Target Kompetensi Dasar

No. Kompetensi Dasar Target Kompetensi Kelas

3.3 Menganalisis medan

magnetik, induksi

magnetik, dan gaya

magnetik pada

berbagai produk

teknologi

1. Menganalisis medan magnetik pada

berbagai produk teknologi

2. Menganalisis induksi magnetik pada


3. Menganalisis gaya magnetik pada


XII

4.3 Melakukan percobaan

tentang induksi

magnetik dan gaya

magnetik disekitar

kawat berarus listrik

berikut presentasi

hasilnya

1. Melakukan percobaan tentang

induksi magnetik disekitar kawat

berarus listrik

2. Mempresentasikan hasil percobaaan

induksi magnetik disekitar kawat

berarus listrik

3. Melakukan percobaan tentang gaya

magnetik disekitar kawat berarus

listrik

4. Mempresentasikan hasil tentang gaya

magnetik disekitar kawat berarus

listrik

XII


12

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi

INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI

(IPK) PENGETAHUAN

INDIKATOR PENCAPAIAN

KOMPETENSI (IPK) KETERAMPILAN

IPK Pendukung

3.3.1 Menjelaskan medan magnetik disekitar kawat berarus

3.3.2 Mengidentifikasi besar induksi magnetik di sekitar kawat lurus berarus

3.3.3 Menentukan arah medan magnetik di sekitar kawat lurus berarus

3.3.4 Menjelaskan besar induksi magnetik di sekitar kawat melingkar

3.3.5 Menjelaskan induksi magnetik pada sumbu solenoida

3.3.6 Menjelaskan gaya magnetik pada partikel bermuatan yang bergerak dalam medan magnetik

3.3.7 Menentukan arah gaya magnet yang dialami oleh muatan listrik

3.3.8 Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi besar gaya magnetik pada kawat lurus

3.3.9 Menentukan arah gaya magnetik pada kawat lurus

3.3.10 Menganalisis gaya magnetik di antara dua kawat sejajar berarus

4.3.1 Menyajikan hasil identifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi induksi magnetik di sekitar kawat berarus

4.3.2 Menyajikan hasil identifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi besar gaya magnetik pada kawat lurus

IPK Kunci

3.3.11 Menganalisis medan magnetik pada berbagai produk teknologi

3.3.12 Menganalisis induksi magnetik pada berbagai produk teknologi

3.3.13 Menganalisis gaya magnetik pada berbagai produk teknologi

4.3.3 Melakukan percobaan tentang induksi magnetik disekitar kawat lurus berarus listrik

4.3.4 Melakukan percobaan tentang induksi magnetik disekitar kawat melingkar berarus listrik

4.3.5 Melakukan percobaan tentang gaya magnetik disekitar kawat berarus listrik

4.3.6 Mempresentasikan hasil percobaan tentang gaya magnetik disekitar kawat berarus listrik

IPK Pengayaan

3.3.14 Membandingkan prinsip kerja motor listrik dan alat ukur listrik.

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

13

APLIKASI DI DUNIA NYATA

Empat Penyebab Starter Mobil Tak Mau Berfungsi

Dinamo starter, merupakan salah satu komponen mesin kendaraan yang

berfungsi untuk menghidupkan mesin. Dinamo starter mengubah energi

listrik menjadi energi gerak, yang kemudian dipakai untuk memutar poros

mesin (crankshaft).

Gambar 1 Dinamo/Motor Starter Mobil Sumber: https://www.viva.co.id/otomotif/mobil/830267-empat-penyebab-starter-mobil-tak-mau-

berfungsi

Seperti kebanyakan komponen mesin lainnya, dinamo starter juga bisa rusak.

Akibatnya, pengguna kendaraan tidak bisa menghidupkan mesin.

Jika hal ini terjadi pada sepeda motor, masih ada solusi menghidupkan mesin

dengan mengunakan engkol. Namun, untuk mobil, khususnya yang memakai

transmisi manual, satu-satunya cara menghidupkan mesin tanpa dinamo

starter adalah dengan mendorongnya.

"Ada beberapa hal, penyebab dinamo starter tidak mau menyala. Salah satu

contohnya, carbon brush habis," kata pemilik bengkel khusus servis dinamo

Angkasa Teknik, Supardi, saat berbincang dengan VIVA.co.id di Jalan Panjang,

Jakarta Barat, Selasa 4 Oktober 2016.

https://www.viva.co.id/otomotif/mobil/830267-empat-penyebab-starter-mobil-tak-mau-berfungsi

https://www.viva.co.id/otomotif/mobil/830267-empat-penyebab-starter-mobil-tak-mau-berfungsi


14

Ada empat penyebab yang dapat membuat dinamo starter tidak berfungsi

dengan sempurna, yakni:

1. Pasokan listrik dari aki kurang. Jika aki lemah, dinamo starter tidak mau

berputar. Dinamo membutuhkan arus listrik yang besar, sehingga aki

harus benar-benar sehat.

2. Solenoid starter rusak. Solenoid memiliki dua fungsi, menghubungkan

listrik dari aki ke starter dan sebagai penghubung antara starter dengan

mesin.

3. Carbon brush habis. Komponen ini berfungsi sebagai titik penghubung

antara listrik dari solenoid dengan kumparan starter.

4. Kumparan di dalam motor starter terbakar. Umumnya ini terjadi saat

starter dipaksa bekerja keras, sehingga panas yang dihasilkan bisa

membuat kumparan starter terbakar.

Galvanometer

(a) (b)

Gambar 2 Galvanometer Sumber: Giancoli. [1998]. Fisika.

https://physicsmax.com/moving-coil-galvanometer-7907

Galvanometer adalah komponen utama dalam kebanyakan alat ukur listrik

seperti amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter. Sebagaimana ditunjukkan

pada Gambar 2(b), galvanometer terdiri dari kumparan kawat yang dipasang

sehingga bebas berputar pada poros yang berada di dalam medan magnet

https://physicsmax.com/moving-coil-galvanometer-7907

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

15

yang berasal dari magnet permanen. Jika arus mengalir melalui loop kawat,

yang biasanya berbentuk persegi panjang, medan magnet memberikan torsi

pada loop. Torsi yang dialami kumparan sebanding dengan arus yang

melewatinya dan jumlah lilitan kawat loop, yaitu 𝜏 = 𝑁𝐼𝐴𝐵 sin 𝜃. Torsi ini

akan dilawan oleh torsi yang dihasilkan oleh pegas. Sehingga kumparan dan

jarum yang terpasang hanya akan berotasi sampai titik dimana torsi pegas

mengimbangi torsi yang disebabkan oleh medan magnet. Penyimpangan

jarum berbanding lurus dengan arus yang mengalir pada kumparan. Tetapi

penyimpangan ini juga bergantung pada sudut yang dibentuk oleh

kumparan terhadap medan magnet B.

Maglev Train

Magnetically levitated train atau biasa disingkat dengan maglev train adalah

jenis kereta api yang menggunakan kekuatan magnet untuk melayang di atas

jalan penuntunnya. Karena kereta ini bergerak secara melayang beberapa

sentimeter diatas jalan penuntunnya sehingga gaya gesek dapat dikurangi dan

tidak membutuhkan roda. Kereta maglev juga memanfaatkan magnet sebagai

pendorong. Besarnya gaya dorong dan kecilnya gaya gesek menyebabkan

kereta ini mampu melaju dengan kecepatan sampai 600 km/jam, jauh lebih

cepat dari kereta biasa. Perbedaan besar antara kereta maglev dan kereta

konvensional adalah bahwa kereta maglev tidak memiliki mesin - setidaknya

bukan jenis mesin yang digunakan untuk menarik kereta biasa di sepanjang

rel baja. Mesin untuk kereta maglev agak tidak mencolok dan tidak

menggunakan bahan bakar fosil melainkan oleh medan magnet yang

diciptakan oleh kumparan listrik di dinding jalur pemandu (guideway) dan

trek bergabung untuk mendorong kereta.


16

Gambar 3 Maglev (a) The Transrapid maglev (b) Sistem tenaga penggerak magnetik

Sumber: Physics. John D. Cutnell & Kenneth W. Johnson

Prinsip kerja maglev menggunakan prinsip medan magnet. Ketika arus dikirim

ke elektromagnet, medan magnet yang dihasilkan menciptakan magnet yang

diinduksi dalam rel yang dipasang di jalur pemandu. Gaya tarik ke atas dari

magnet yang diinduksi diimbangi oleh berat kereta, sehingga kereta bergerak

tanpa menyentuh rel atau jalur pemandu.

Levitasi magnetik hanya mengangkat kereta dan tidak bergerak maju. Gambar

4b menggambarkan bagaimana tenaga penggerak magnetik dicapai. Selain

elektromagnet levitasi, elektromagnet penggerak juga ditempatkan di

sepanjang jalur pemandu. Setiap elektromagnet di kereta ditarik dan didorong

ke depan oleh elektromagnet di jalur pemandu. Dengan menyesuaikan waktu,

kecepatan kereta bisa disesuaikan. Membalik kutub di elektromagnet jalur

pemandu berfungsi untuk mengerem kereta.

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

17

SOAL-SOAL UN/USBN

Berikut ini contoh soal-soal UN topik medan magnetik, induksi magnetik, dan

gaya magnetik pada Kompetensi Dasar 3.3 Menganalisis medan magnetik, induksi

magnetik, dan gaya magnetik pada berbagai produk teknologi (Permendikbud

Nomor 37, 2018). Soal-soal ini disajikan agar dapat dijadikan sebagai sarana

berlatih bagi peserta didik untuk menyelesaikannya. Selain itu, soal-soal ini

juga dapat menjadi acuan ketika Saudara akan mengembangkan soal yang

setipe pada topik Medan Magnet.

A. Contoh Soal UN tahun 2016

No Soal

1 Sebuah muatan listrik positif q, bergerak dengan kecepatan v dalam sebuah medan magnet homogen seperti ditunjukkan pada gambar. Arah gaya magnetik F yang dialami muatan listrik q adalah....

A. ke atas tegak lurus arah v B. ke bawah tegak lurus arah v C. ke luar bidang gambar D. ke dalam bidang gambar E. ke kanan searah v

Identifikasi

Level Kognitif : Pemahaman (Level Kognitif 1)

Indikator yang bersesuaian

: 3.3.7 Menentukan arah gaya magnet yang dialami

oleh muatan listrik

Diketahui : Arah medan magnetik dan arah gerak muatan positif

Ditanyakan : Arah gaya yang dialami muatan

Materi yang dibutuhkan

: Gaya magnetik yang dialami oleh muatan listrik yang bergerak dalam medan magnetik


18

B. Contoh Soal UN tahun 2017

No Soal

1 Perhatikan gambar berikutdi bawah! Dua kawat lurus sejajar berarus listrik i1 = 2A dan i2 = 3A terpisah pada jarak a seperti pada gambar. Sebuah kawat penghantar yang lain (3) berarus listrik akan diletakkan di sekitar kedua kawa sehingga kawat tidak mengalami

gaya magnetik. Kawat (3) tersebut harus diletakkan pada jarak.... A. 0,5 a di kiri kawat (1) B. a di kiri kawat (1) C. 2 a di kiri kawat (1) D. a di kanan kawat (2) E. 2a di kanan kawat (2)

Identifikasi

Level Kognitif : Penalaran (Level Kognitif 3)


: 3.3.10 Menganalisis gaya magnetik di antara dua kawat sejajar berarus

Diketahui : Besar dan arah arus pada kawat 1 dan 2 serta besar gaya yang dialami kawat 3

Ditanyakan : Letak kawat ke 3


: Gaya magnetik di antara dua kawat sejajar berarus

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

19

C. Contoh Soal UN tahun 2018

No Soal

1 Sebuah muatan positif bergerak di bawah sebuah kawat berarus listrik yang arah arusnya searah sumbu x (+) seperti gambar. Muatan bergerak searah dengan arah arus listrik. Arah gaya Lorentz yang

dialami oleh muatan tersebut searah sumbu.... A. y (+) B. y (–) C. x (+) D. x (–) E. z (+)

Identifikasi

Level Kognitif : Aplikasi (Level Kognitif 2)


: 3.3.7 Menentukan arah gaya magnet yang dialami oleh muatan listrik

Diketahui : Arah arus listrik dan arah gerak muatan positif

Ditanyakan : Arah gaya yang dialami muatan


: Gaya magnetik yang dialami oleh muatan listrik yang bergerak dalam medan magnetik


20

BAHAN PEMBELAJARAN

Bahan pembelajaran yang diuraikan di sini merupakan contoh panduan

pembelajaran yang dapat diimplementasikan oleh Saudara ketika akan

membelajarkan topik medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik.

Bahan pembelajaran dikembangkan dengan prinsip berpusat pada peserta

didik dan berusaha memfasilitasi kemampuan berpikir tingkat tinggi. Bahan

pembelajaran ini berisikan rincian aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan

peserta didik yang digunakan, dan bahan bacaannya.

A. Aktivitas Pembelajaran

Aktivitas pembelajaran berisi rincian alternatif kegiatan pembelajaran yang

dilakukan guru dan peserta untuk mencapai kompetensi pada topik medan

magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik. Sebelum menguraikan

aktivitas pembelajaran, terlebih dahulu disusun desain aktivitas pembelajaran

yang dapat dilihat pada Tabel 3.

Berdasarkan Tabel 3, dapat terlihat aktivitas pembelajaran untuk mencapai

masing-masing indikator yang telah ditetapkan, yang dapat dicapai dalam

empat kali pertemuan. Aktivitas pembelajaran akan diuraikan lebih rinci,

menjadi empat skenario pembelajaran. Pengembangan skenario

pembelajaran mengacu pada kriteria yang ditetapkan pada Standar Proses

(Permendikbud nomor 22 tahun 2016). Berikut ini rincian aktivitas

pembelajaran untuk masing-masing pertemuan.

Pa

ke

t Un

it Pe

mb

ela

jara

n

Pe

mb

ela

jara

n A

ljab

ar

21

Tabel 3. Indikator Desain Aktivitas Pembelajaran

Indikator Pencapaian Kompetensi

Materi/ Submateri

Aktivitas Pembelajaran

Bentuk dan Jenis Penilaian

Media Alokasi Waktu

3.3.1 Menjelaskan medan magnetik disekitar kawat berarus

3.3.2 Mengidentifikasi besar induksi magnetik di sekitar kawat lurus berarus

3.3.3 Menentukan arah medan magnetik di sekitar kawat lurus berarus

Medan Magnetik disekitar kawat berarus

1. Praktikum tentang medan magnetik disekitar kawat lurus berarus

2. Memerinci faktor-faktor yang mempengaruhi medan magnetik disekitar kawat berarus

3. Diskusi medan magnetik disekitar kawat berarus

1. Tes Pengetahuan

a. Tes tulis PG

b. Tes tulis Uraian Terbuka

2. Observasi kegiatan praktik

3. Observasi keterampilan presentasi

4. Penilaian produk

5. Penilaian sikap

Lembar Kerja Peserta Didik

Alat dan bahan praktikum

8 x 45’

Dilaksanakan dengan 4 pertemuan

3.3.4 Menjelaskan besar induksi magnetik di sekitar kawat melingkar

Medan Magnetik disekitar kawat melingkar berarus

4. Praktikum tentang medan magnetik disekitar kawat melingkar berarus

3.3.5 Menjelaskan induksi magnetik pada sumbu solenoida

Medan Magnetik disumbu solenoida

5. Praktikum tentang medan magnetik pada sumbu solenoida

3.3.6 Menjelaskan gaya magnetik pada partikel bermuatan yang bergerak di dalam medan magnetik

3.3.7 Menentukan arah gaya magnet yang dialami oleh

Gaya Lorentz 6. Praktikum tentang gaya Lorentz pada kawat lurus

Pro

gram P

KB m

elalui P

KP b

erbasis Zo

nasi

Direkto

rat Jend

eral Gu

ru d

an Ten

aga Kepen

did

ikan

22


Materi/ Submateri



Media Alokasi Waktu

muatan yang bergerak di dalam medan magnetik

3.3.8 Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi besar gaya magnetik pada kawat lurus

3.3.9 Menentukan arah gaya magnetik pada kawat lurus

7. Mengamati animasi muatan listrik yang bergerak di dalam medan magnetik

3.3.10 Menganalisis gaya magnetik di antara dua kawat sejajar berarus

8. Diskusi tentang gaya atara dua kawat lurus

3.3.11 Menganalisis medan magnetik pada berbagai produk teknologi

3.3.12 Menganalisis induksi magnetik pada berbagai produk teknologi

3.3.13 Menganalisis gaya magnetik pada berbagai produk teknologi

9. Praktikum tentang motor listrik

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

23

Aktivitas Pembelajaran 1

Medan magnet adalah ruangan yang dipengaruhi oleh gaya magnet. Adanya

medan magnet di dalam suatu ruangan dapat ditunjukkan dengan mengamati

pengaruh yang dialami oleh benda magnetik yang berada di ruangan tersebut.

Medan magnet biasanya ditimbulkan oleh sebuah magnet permanen. Apakah

medan magnet bisa ditimbulkan oleh benda lain selain magnet permanen?

Untuk menjawab pertanyaan tersebut lakukanlah aktivitas pembelajaran 1.

Aktivitas pembelajaran 1 ini akan mencapai indikator 3.3.1, 3.3.2, 3.3.3, 4.3.1

dan 4.3.3 pada submateri medan magnetik disekitar kawat penghantar lurus

yang berarus listrik. Pertemuan ke-1 ini menggunakan model pembelajaran

Discovery Learning dengan sintak sebagai berikut.

1. Pemberian rangsangan (Stimulation). Stimulasi berfungsi untuk

menyediakan kondisi interaksi belajar yang dapat mengembangkan

dan membantu peserta didik dalam mengeksplorasi bahan

pembelajaran. Pada tahap ini peserta didik dihadapkan pada sesuatu

yang menimbulkan kebingungan dan timbul keinginan untuk

menyelidiki sendiri. Guru dapat memulai kegiatan pembelajaran

dengan mengajukan pertanyaan, anjuran membaca buku, dan aktivitas

belajar lainnya yang mengarah pada persiapan pemecahan masalah.

2. Pernyataan/Identifikasi masalah (Problem Statement). Setelah

dilakukan stimulation guru memberi kesempatan kepada peserta didik

untuk mengidentifikasi sebanyak mungkin masalah yang relevan

dengan bahan pelajaran, kemudian salah satunya dipilih dan

dirumuskan dalam bentuk hipotesis (jawaban sementara atas

pertanyaan masalah).

3. Pengumpulan data (Data Collection). Pada saat peserta didik

melakukan eksperimen atau eksplorasi, guru memberi kesempatan

kepada para peserta didik untuk mengumpulkan informasi sebanyak-


24

banyaknya yang relevan untuk membuktikan benar atau tidaknya

hipotesis.

4. Pengolahan data (Data Processing). Pengolahan data merupakan

kegiatan mengolah data dan informasi yang telah diperoleh para

peserta didik baik melalui wawancara, observasi, dan sebagainya, lalu

ditafsirkan.

5. Pembuktian (Verification). Pada tahap ini peserta didik melakukan

pemeriksaan secara cermat untuk membuktikan benar atau tidaknya

hipotesis yang telah ditetapkan, dihubungkan dengan hasil pemrosesan

data. Berdasarkan hasil pengolahan dan tafsiran, atau informasi yang

ada, hipotesis yang telah dirumuskan terdahulu kemudian dicek,

apakah terjawab atau tidak, apakah terbukti atau tidak.

6. Menarik simpulan (Generalization). Tahap generalisasi/menarik

kesimpulan adalah proses menarik sebuah kesimpulan yang dapat

dijadikan prinsip umum dan berlaku untuk semua kejadian atau

masalah yang sama, dengan memperhatikan hasil verifikasi.

Berdasarkan hasil verifikasi maka dirumuskan prinsip-prinsip yang

mendasari generalisasi.

Medan Magnetik di Sekitar Kawat Penghantar Lurus yang Berarus

Tujuan Aktivitas Pembelajaran:

Setelah melakukan percobaan, diharapkan peserta mampu:

1. Menjelaskan medan magnetik disekitar kawat penghantar berarus

listrik

2. Mengidentifikasi besar induksi magnetik dan menentukan arah medan

magnetik di sekitar kawat penghantar lurus yang berarus listrik

Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran : 2 x 45 menit

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

25

Media, Alat, dan Bahan

Kawat tembaga/nikelin (±50 cm)

Statif (2 buah)

Jarum kompas (4 buah)

Power supply (1 buah)

Ampermeter (1 buah)

Rheostat/potensiometer (1 buah)

Saklar (1 buah)

Apa yang Saudara lakukan:

1. Menunjukkan magnet batang dan jarum kompas, kemudian bertanya

“Bagaimana caranya untuk membuktikan bahwa batang besi ini sebuah

magnet?”

2. Mengajukan pertanyaan: “Apakah jarum kompas akan menyimpang

jika didekatkan dengan seutas kawat penghantar?”

3. Menunjukan seutas kawat dan baterai, “Apa yang akan terjadi jika

kawat didekatkan ke jarum kompas? Apa yang akan terjadi jika kawat

dihubungkan ke baterai kemudian didekatkan kembali ke jarum

kompas?

4. Memfasilitasi peserta didik membuat hipotesa tentang pengaruh kawat

berarus terhadap jarum kompas dan kemana arah simpangan jarum

kompas.

5. Membimbing peserta didik melakukan praktikum “Induksi Magnetik”

secara berkelompok untuk membuktikan hipotesanya.

6. Membimbing peserta didik dalam mengumpulkan data pengamatan

hasil percobaan pada kolom yang tersedia pada LKPD 1.

7. Membimbing peserta didik dalam mengolah data pengamatan hasil

percobaan untuk menjawab beberapa pertanyaan di LKPD.


26

8. Membimbing peserta didik mendiskusikan hasil pengamatan dengan

memperhatikan pertanyaan-pertanyaan pada lembar kegiatan dan

membandingkan pengolahan dengan data-data pada buku sumber.

9. Membimbing peserta didik dalam menyimpulkan hasil percobaan

tentang besar induksi magnetik dan arah medan magnetik di sekitar

kawat penghantar lurus yang berarus listrik.


Sebelumnya kita sudah membahas besar induksi magnetik disekitar kawat

pengahantar lurus yang dialiri arus listrik. Bagaimana besar induksi magnetik

jika kawat bukan berbentuk lurus dan panjang melainkan berbentuk

melingkar. Bagaimana hubungan jari-jari lingkaran terhadap besar induksi

magnetik. Untuk menjawab pertanyaan tersebut lakukanlah aktivitas

pembelajaran 2.

Aktivitas pembelajaran 2 ini akan mencapai indikator 3.3.4, 3.3.5, dan 4.3.4

pada submateri medan magnetik disekitar kawat penghantar melingkar yang

berarus listrik dan solenoida. Pertemuan ke-2 ini menggunakan model

pembelajaran Discovery Learning dengan sintak 1) Pemberian rangsangan

(Stimulation); 2) Pernyataan/Identifikasi masalah (Problem Statement); 3)

Pengumpulan data (Data Collection); 4) Pengolahan data (Data Processing); 5)

Pembuktian (Verification), dan 6) Menarik simpulan/generalisasi

(Generalization).

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

27

Medan Magnetik di Sekitar Kawat Penghantar Melingkar yang Berarus


Setelah melakukan percobaan, diharapkan peserta mampu menjelaskan besar

induksi magnetik di sekitar kawat melingkar yang berarus dan sumbu

solenoida.



Kawat melingkar (3 buah: r ±4cm, r ±8cm, dan r ± 10 cm)

Solenoida (lilitan kawat) (1 buah: r ± 5 cm, p ± 10 cm)

Jarum Kompas (4 buah)


Ampermeter (1 buah)


Saklar (1 buah)


1. Menunjukkan sebuah kawat melingkar dan solenoida kemudian

mengajukan pertanyaan “Minggu lalu kalian sudah mempelajari medan

magnetik di sekitar kawat lurus, sekarang apakah yang terjadi terhadap

jarum kompas jika didekatkan ke kawat berarus listrik yang berbentuk

melingkar? Bagaimana pula jika didekatkan ke lilitan kawat

(solenoida)?

2. Mengajukan pertanyaan: “Apa saja yang mempengaruhi besar kecilnya

induksi magnetik disekitar kawat melingkar dan solenoida?”

3. Membimbing peserta didik membuat hipotesa tentang besar induksi

magnetik disekitar kawat melingkar dan solenoida.


28

4. Membimbing peserta didik melakukan praktikum “Medan magnetik di

sekitar kawat melingkar dan solenoida” secara berkelompok untuk

membuktikan hipotesanya.

5. Membimbing peserta didik mengumpulkan data pengamatan hasil

percobaan pada kolom yang tersedia pada LKPD 2

6. Membimbing peserta didik mengolah data pengamatan hasil

percobaan untuk menjawab beberapa pertanyaan di lembar kerja

peserta didik (LKPD).

7. Membimbing peserta didik dalam mendiskusikan hasil pengamatan

dengan memperhatikan pertanyaan-pertanyaan pada lembar kegiatan

dan membandingkan pengolahan dengan data-data pada buku sumber

8. Membimbing peserta didik dalam menyimpulkan hasil percobaan

tentang besar induksi magnetik di sekitar kawat penghantar melingkar

dan solenoida.


Sebelumnya sudah diketahui bahwa seutas kawat penghantar yang dialiri arus

listrik akan menghasilkan medan magnetik. Apa yang akan terjadi jika kawat

penghantar listrik yang dialiri arus ditempatkan di dalam medan magnet lain?

Apa yang terjadi jika muatan bergerak di dalam medan magnet tetap? Untuk

menjawab pertanyaan tersebut lakukanlah aktivitas pembelajaran 3.

Aktivitas pembelajaran 3 ini akan mencapai indikator 3.3.6, s.d. 3.3.10 dan

4.3.5 s.d 4.3.6 pada submateri Gaya Magnetik (Gaya Lorentz) pada kawat

penghantar lurus yang dialiri arus listrik dan pada muatan yang bergerak

dalam medan magnetik. Pertemuan ke-3 ini menggunakan pembelajaran

saintifik yang meliputi aktivitas:

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

29

1. Mengamati (Observing). Mengamati dengan indra (membaca,

mendengar, menyimak, melihat, menonton, dan sebagainya) dengan

atau tanpa alat.

2. Menanya (Questioning). Membuat dan mengajukan pertanyaan, tanya

jawab, berdiskusi tentang informasi yang belum dipahami, informasi

tambahan yang ingin diketahui, atau sebagai klarifikasi.

3. Mengumpulkan informasi/mencoba (Experimenting). Mengeksplorasi,

mencoba, berdiskusi, mendemonstrasikan, melakukan eksperimen,

atau membaca sumber lain selain buku teks.

4. Menalar (Associating). Mengolah informasi yang sudah dikumpulkan,

menganalisis data dalam bentuk membuat kategori, mengasosiasi atau

menghubungkan fenomena/informasi yang terkait dalam rangka

menemukan suatu pola, dan menyimpulkan.

5. Mengomunikasikan (Communicating). Menyajikan laporan dalam

bentuk bagan, diagram, atau grafik; menyusun laporan tertulis; dan

menyajikan laporan meliputi proses, hasil, dan kesimpulan secara lisan.

Gaya Magnetik (Gaya Lorentz)


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu:

1. Menjelaskan gaya magnetik dan menentukan arah gaya magnetik pada

partikel bermuatan yang bergerak di dalam medan magnet.

2. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi besar gaya dan

arah gaya magnetik pada kawat lurus.

3. Menganalisis gaya magnetik di antara dua kawat sejajar berarus



30



Statif (2 buah)


Ampermeter (1 buah)


Saklar (1 buah)

Magnet ladam (1 buah)


Kegiatan 1

1. Membimbing siswa untuk mengunduh animasi muatan yang bergerak

di dalam medan magnet dari link berikut:

http://phys23p.sl.psu.edu/phys_anim/EM/indexer_EMB.html atau

dari link lain yang sesuai.

2. Memfasilitasi peserta didik mengamati arah gaya Lorentz pada muatan

yang bergerak di dalam medan magnetik dari animasi tersebut.

3. Memfasilitasi peserta didik untuk menuliskan pertanyaan yang

berkaitan dengan gaya Lorentz pada muatan yang bergerak di dalam

medan magnetik. Menuliskan pertanyaan peserta didik di papan tulis.

4. Membimbing peserta didik mencari dan mengumpulkan berbagai

literatur dan referensi yang mendukung pemecahan permasalahan

yang mereka temukan berdasarkan pengamatan.

5. Membimbing peserta didik melakukan praktikum “Gaya Lorentz pada

kawat lurus”

6. Membimbing peserta didik menganalisis informasi dari berbagai

sumber data yang terkumpulkan.

7. Membimbing peserta didik menganalisis kesesuaian antara informasi

dari literatur dan referensi dengan hasil eksperimen yang diperoleh

http://phys23p.sl.psu.edu/phys_anim/EM/indexer_EMB.html

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

31

8. Membimbing peserta didik untuk menyimpulkan hasil percobaan gaya

Lorentz pada kawat lurus

9. Membimbing peserta didik dalam menyimpulkan tentang arah gaya

Lorentz yang bekerja pada muatan yang bergerak di dalam medan

magnetik.

10. Membimbing peserta didik dalam membandingkan arah gaya Lorentz

pada kawat lurus dengan gaya Lorentz pada muatan yang bergerak

dalam medan magnetik

11. Memfasilitasi masing-masing kelompok secara bergiliran untuk

mempresentasikan hasil kerja kelompok.


Pada pertemuan sebelumnya kita sudah membahas tentang medan magnetik

yang timbul karena kelistrikan, sehingga kita bisa melihat bahwa ada

hubungan antara kemagnetan dan kelistrikan. Apa manfaatnya bagi

kehidupan kita? Produk teknologi apa saja yang bekerja berdasarkan prinsip

induksi magnetik? Untuk menjawab pertanyaan tersebut lakukanlah aktivitas

pembelajaran 4.

Aktivitas pembelajaran 4 ini akan mencapai indikator 3.3.11 s.d. 3.3.13 pada

submateri penerapan medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik

pada berbagai produk teknologi. Pertemuan ke-4 ini menggunakan model





(Generalization) (Aryana, dkk, 2018).


32

Penerapan Gaya Magnetik dalam Berbagai Produk Teknologi


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menyimpulkan

prinsip kerja produk teknologi yang bekerja berdasarkan prinsip medan

magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik.

Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran: 2 x 45 menit


Motor listrik

Galvanometer

Obeng


1. Meminta siswa untuk mengamati produk teknologi yang bekerja

berdasarkan induksi magnetik seperti pompa air, kipas angin, mobil

tamiya dan alat ukur listrik (Galvanometer). Kemudian mengajukan

pertanyaan “Bagaimana cara kerja alat-alat tersebut?”

2. Memberikan masalah yang berkaitan dengan cara kerja komponen

yang bisa menggerakkan mobil tamiya dan menggerakan jarum

Galvanometer, contohnya:

a. Mengapa mobil ketika saklarnya ditutup bisa bergerak?

b. Apa yang menyebabkan mobil tamiya bisa bergerak ?

c. Bagaimana proses perubahan energi listrik dari baterai

sehingga menjadi energi mekanik (gerak)?

d. Bagian apa sebenarnya dari mobil tamiya yang menyebabkan

bisa bergerak?

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

33

e. Terbuat dari komponen apa sajakah bagian yang menggerakkan

mobil tamiya tersebut?

f. Mengapa ketika dihubungkan ke baterai jarum Galvanometer

bergerak dan menunjukkan nilai tertentu?

g. Mengapa ketika dilepaskan dari baterai, jarum kembali ke posisi

semula?

h. Terhubung kemanakah sebenarnya jarum Galvanometer

tersebut?

3. Memfasilitasi peserta didik untuk mencari dan mengumpulkan

berbagai literatur dan referensi yang mendukung pemecahan

permasalahan yang mereka temukan berdasarkan pengamatan motor

listrik dan Galvanometer.

4. Membimbing peserta didik dalam melakukan praktikum “Motor

Listrik” secara berkelompok dengan menggunakan LKPD yang

tersedia.

5. Membimbing peserta didik dalam mengumpulkan data pengamatan

hasil percobaan pada kolom yang tersedia pada LKPD.

6. Membimbing peserta didik dalam mengolah data pengamatan hasil

percobaan untuk menjawab beberapa pertanyaan di lembar kerja

siswa.

7. Membimbing peserta didik dalam mendiskusikan hasil pengamatan

dengan memperhatikan pertanyaan-pertanyaan pada lembar kegiatan

dan membandingkan pengolahan dengan data-data pada buku sumber.

8. Membimbing peserta didik dalam menyimpulkan prinsip kerja produk

teknologi yang bekerja berdasarkan prinsip medan magnetik, induksi

magnetik, dan gaya magnetik.


34

B. Lembar Kerja Peserta Didik

Lembar Kerja Peserta Didik 1

MEDAN MAGNETIK DI SEKITAR KAWAT BERARUS

Tujuan

1. Menyelidiki medan magnetik di sekitar kawat berarus

2. Menemukan hubungan kuat arus dengan besar induksi magnetik pada

kawat berarus lsitrik

3. Menemukan hubungan jarak dengan besar induksi magnetik

4. Menentukan arah medan magnetik disekitar kawat lurus berarus

Alat dan Bahan


Statif (2 buah)

Jarum Kompas (2 buah)

Power supply (catu daya) (1 buah)

Ampermeter (1 buah)

Rheostat (1 buah)

Saklar (1 buah)

Gauss meter (menggunakan aplikasi di HP)

Percobaan/ Prosedur

1. Rangkailah alat dan bahan seperti gambar

2. Letakkan masing-masing 1 jarum kompas di atas kawat dan di bawah

kawat.

3. Hubungkan kedua ujung kawat dengan catu daya (power supply), pilih

pada tegangan 6 volt atau 9 volt.

4. Tutuplah saklar, amati simpangan yang terjadi pada jarum kompas.

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

35

5. Ubah-ubah posisi kawat terhadap jarum kompas dengan cara memutar

salah satu statif mulai dari 0o, 45o, dan 90o, amati apa yang terjadi.

6. Letakkan posisi kawat sejajar jarum kompas

7. Ubah arah arus dengan menukar kedua ujung kawat yang terhubung ke

power supply.

8. Amati simpangan yang terjadi pada jarum kompas, kemudian

tuliskan/gambarkan arah simpangan jarum pada tabel 1.

9. Ulangi langkah 6 dengan mengubah-ubah reostat/potensiometer.

Ukurlah besar induksi magnet dengan gaussmeter untuk tiap-tiap kuat

arus dan masukkan ke dalam tabel 2.

10. Ulangi langkah 6 dan 9 dengan mengubah jarak jarum kompas

terhadap kawat. Ukur besar induksi magnet dengan gaussmeter untuk

masing-masing jaraknya dan masukkan ke dalam tabel 3.

Tabel Hasil Pengamatan

Tabel 1

No Letak Jarum

Kompas Arah Arus Arah Simpangan Jarum Kompas

1 Bawah Dari A ke B

Dari B ke A

2 Atas Dari A ke B

Dari B ke A


36

Kesimpulan :

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

Tabel 2

No Besar Kuat arus

(Ampere) Besar simpangan

magnet jarum Besar induksi

magnet 1 2 3

Kesimpulan :

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

Tabel 3

No Jarak jarum

magnet ke kawat (cm)

Besar simpangan magnet jarum

Besar induksi magnet

1 2 3

Kesimpulan :

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

Pertanyaan

1. Berdasarkan kegiatan tersebut, bagaimanakah skema arah medan

induksi dengan arah kuat arus?

2. Bagaimanakah bentuk grafik antara kuat arus dengan medan magnet

induksi?

3. Berdasarkan kegiatan tersebut, bagaimanakah grafik hubungan antara

jarak titik terhadap kawat dengan medan magnet induksi?

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

37


MEDAN MAGNET KAWAT MELINGKAR BERARUS LISTRIK

Tujuan

1. Menemukan hubungan jumlah lilitan dengan besar induksi magnetik

pada kawat melingkar berarus lsitrik

2. Menemukan hubungan jari-jari lingkaran kumparan kawat dengan

besar induksi magnetik pada titik tersebut.

3. Menemukan hubungan arus listrik dengan besar induksi magnetik.

Alat dan Bahan

Kawat melingkar dengan jumlah lilitan dan jari-jari berbeda (3 buah: r

±4cm, r ±8cm, dan r ± 10 cm)


Amperemeter (1 buah)

Jarum kompas (4 buah)

Busur derajat (1 buah)

Percobaan/ Prosedur

1. Rangkai alat dan bahan seperti gambar


38

2. Letakkan magnet jarum di bawah kawat seperti pada gambar dengan

posisi jarum tepat menunjuk ke arah utara (posisi 0o)

3. Gunakan kawat dengan jumlah lilitan terkecil.

4. Hubungkan baterai dengan ujung-ujung kawat supaya arus mengalir

dalam rangkaian. Amati besar arus listrik yang terukur pada ampere

meter dan simpangan yang terjadi pada jarum kompas kemudian

tuliskan pada tabel 1.

5. Lepaskan hubungan baterai pada rangkaian.

6. Ganti jumlah lilitan kawat dengan yang lebih besar kemudian

hubungkan kembali baterai pada rangkaian. Amati kembali besar arus

listrik dan besar simpangan jarum kemudian tuliskan pada tabel 1.

7. Ulangi langkah 5 dan 6 untuk jumlah lilitan berbeda.

8. Lepaskan hubungan baterai pada rangkaian.

9. Ganti kumparan kawat dengan diameter/jari-jari yang lebih

kecil/besar

10. Lakukan kembali langkah 5 dan 6 namun dituliskan pada tabel 2.

11. Lakukan pengamatan untuk menemukan hubungan kuat arus listrik

dengan medan magnet induksi.. Tuliskan hasilnya pada tabel 3


Tabel 1

No Jumlah lilitan (N) Besar simpangan

magnet jarum Arus listrik (A)

1

2

3

Kesimpulan :

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

39

Tabel 2

No Jari-jari kumparan (r) Besar simpangan

magnet jarum Arus listrik (A)

1

2

3

Kesimpulan :

.................................................................................................................................................................

Tabel 3

No Besar Kuat arus

(Ampere) Besar simpangan magnet jarum

1

2

3

Kesimpulan :

.................................................................................................................................................................

Pertanyaan

Simpangan jarum menunjukkan besar medan magnet induksi yang

dihasilkan (B), maka:

1. Semakin banyak jumlah lilitan (N), maka medan magnet induksi (B)

di titik tersebut semakin ............................................................................................

Tuliskan formula matematis (kesebandingan): ..............................................

2. Semakin besar jari-jari kumparan, maka medan magnet induksi (B)

yang dihasilkan semakin ............................................................................................

Tuliskan formula matematis (kesebandingan): ...............................................

3. Semakin besar arus listrik pada kumparan, maka medan magnet

induksi (B) yang dihasilkan semakin ...........................................................

Tuliskan formula matematis (kesebandingan): ......................................

4. Buat kesimpulan umum dari seluruh hasil percobaan.

.........................................................................................................................................


40


MOTOR LISTRIK DC

Tujuan

1. Mengenali bagian bagian motor listrik

2. Merakit motor listrik

3. Menjelaskan cara kerja motor listrik

Alat dan Bahan

Motor listrik 3 volt

Perkakas obeng (-) kecil

Percobaan/ Prosedur

1. Amati motor listrik kecill dan lepaslah bagian-bagiannya (G-A) menjadi

(G-B) dengan cara membongkarnya, lihat gambar berikut.

2. Kenali dan sebutkan nama dan kegunaannya dari bagian-bagian yang

telah dilepas tersebut?

Bagian a adalah ..............................................................................................................

Kegunaannya adalah untuk .....................................................................................

...............................................................................................................................................

Bagian b adalah .............................................................................................................


Bagian c adalah .............................................................................................................

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

41


...............................................................................................................................................

Bagian d adalah .............................................................................................................


...............................................................................................................................................

Bagian e adalah .............................................................................................................


...............................................................................................................................................

Bagian f adalah .............................................................................................................


...............................................................................................................................................

3. Gambarkan bentuk ilustrasi motor listrik tersebut dalam bentuk

perbagiannya yang sudah dirakit?

4. Konsep-konsep IPA apa saja yang terkait, yang bisa dipelajari dari hasil

kegiatan bongkar pasang tersebut?

..................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................

5. Jelaskan cara kerja motor listrik tersebut ketika diberi arus listrik dari

baterai 3 volt?

..................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

6. Manfaat apa dari kegiatan bongkar pasang motor listrik ini ?

..................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................


42

C. Bahan Bacaan

Medan Magnet dan Gaya Magnet

Medan magnet adalah daerah/ruangan yang dipengaruhi oleh gaya magnet.

Adanya medan magnet di dalam suatu ruang/daerah dapat ditunjukkan

dengan mengamati pengaruh yang dapat ditimbulkan di ruang/daerah

tersebut, di antaranya:

Bila di dalam ruang tersebut ditempatkan benda magnetik maka benda

tersebut mengalami gaya.

Bila di ruang tersebut terdapat partikel bermuatan, maka partikel

muatan tersebut mengalami gaya.

Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus

Mulanya gejala kelistrikan dan kemagnetan dianggap sebagai dua hal yang

terpisah, hingga pada tahun 1819 Hans Christian Oersted menemukan bahwa

magnet jarum kompas bila didekatkan ke kawat penghantar berarus listrik

arahnya akan berubah. Hal tersebut menunjukan bahwa disekitar kawat

berarus terdapat medan magnet. Arah penyimpangan magnet jarum kompas

bergantung kepada arah arus listriknya. Untuk memudahkan menentukan

arah medan magnet dapat menggunakan kaidah tangan kanan, yaitu arah ibu

jari menunjukkan arah aliran arus listrik dan arah lipatan jari-jari yang lainnya

menunjukkan arah putaran garis-garis medan magnet (lihat Gambar 4).

Gambar 4 Kaidah tangan kanan

Sumber: Physics for Scientists and Engineers, Serway

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

43

Contoh:

Arus listrik mengalir sepanjang kawat listrik dari kiri ke kanan, kemanakah

arah medan di atas dan di bawah kawat?

Jawab: Arah medan magnetik di atas kawat adalah tegak lurus keluar buku

yang sedang Saudara baca (digambarkan dengan tanda titik) dan arah medan

magnetik di bawah kawat tegak lurus menembus buku yang sedang Saudara

baca (digambarkan dengan tanda x).

Kekuatan dan arah medan magnetik di sekitar arus listrik dinyatakan dengan

besaran induksi magnetik (B). Besarnya induksi magnetik pada suatu titik di

sekitar penghantar berarus pertama kali diukur oleh ilmuwan Perancis, Jean

Bastiste Biot dan Felix Savart. Menurut Biot-Savart, induksi magnet (B) di

suatu titik P yang berjarak r dari kawat penghantar dL yang berarus listrik I

adalah sebagai berikut.

1. Berbanding lurus dengan kuat arus listrik (I).

2. Berbanding lurus dengan panjang kawat (dL).

3. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik P ke elemen

kawat penghantar (r).

4. Berbanding lurus dengan sinus sudut apit antara arah arus dengan

garis hubung antara titik P ke elemen kawat penghantar.

Gambar 5 Induksi magnetik di sekitar penghantar berarus listrik


44

Secara matematik dinyatakan sebagai

𝑑𝐵 = 𝑘𝐼𝑑𝐿 𝑠𝑖𝑛𝜃

𝑟2=

𝜇𝑜

4𝜋

𝐼𝑑𝐿 𝑠𝑖𝑛𝜃

𝑟2

Persamaan in dikenal sebagai Hukum Biot-Savart.

dengan :

dB = Induksi magnet di titik P (Wb/m2 atau Tesla)

I = kuat arus listrik (A)

dl = panjang elemen kawat berarus (m)

= sudut antara arah I dengan garis hubung P ke dl

k = = bilangan konstanta = 10-7 Wb A-1m-1

r = jarak dari P ke dl (m)

Induksi Magnetik di Sekitar Penghantar Lurus Panjang Berarus Listrik

Gambar 6 Induksi magnetik disekitar penghantar lurus panjang berarus

Besarnya induksi magnetik di suatu titik P yang terletak seajauh r dari kawat

penghantar lurus dan panjang yang dialiri arus sebesar I dapat diturunkan dari

hukum Biot-Savart. Dengan cara mengintegralkan dimana bawah 1 dan batas

atas 2 , maka akan diperoleh besar induksi magnetik

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

45

𝐵𝑃 =𝜇𝑜𝐼

2𝜋𝑎

dimana

BP = induksi magnetik di titik P (Wb/m2 atau Tesla)

o = permeabilitas ruang hampa (4 ×10-7 Wb A-1m-1)

I = kuat arus yang mengalir dalam kawat (A)

a = jarak titik P ke kawat penghantar (m)

Induksi Magnetik pada Sumbu Lingkaran Penghantar Berarus Listrik

Gambar 7 Induksi magnetik pada sumbu lingkaran penghantar berarus

Besar induksi magnetik pada sumbu lingkaran penghantar berarus listrik

dengan jari-jari R dapat dicari dengan cara mengintegralkan dari persamaan

Hukun Biot-Savart. Misalkan kita akan mencari besar induksi magnetik di titik

P yang berjarak r dari elemen kawat dl seperti tampak pada Gambar 7, maka

dengan mengintegralkan persamaan 𝑑𝐵 =𝜇𝑜

4𝜋

𝐼𝑑𝐿 𝑠𝑖𝑛𝜃

𝑟2 akan diperoleh

𝐵 =𝜇𝑜𝐼 𝑠𝑖𝑛3𝜃

2𝑎

Jika titik P berada di titik pusat lingkaran, maka 𝜃 = 90𝑜 dan r = a, maka

demikian induksi magnetik di titik pusat lingkaran adalah:

𝐵 = 𝑁𝜇𝑜𝐼

2𝑎


46

dimana

B = induksi magnetik (Wbm-2 atau T)

µ0 = permeabilitas udara/vakum (4π × 10−7 WbA−1m−1)

I = kuat arus yang melalui penghantar (A)

A = jari-jari lingkaran (m)

N = jumlah lilitan kawat

Induksi Magnetik di Pusat dan di Ujung Solenoida

Gambar 8 Solenoida Sumber: Physics for Scientists and Engineers, Serway

Induksi magnetik di pusat solenoid:

𝐵 =𝜇0𝑁𝐼

𝐿

Induksi magnetik di ujung solenoida:

𝐵 =𝜇0𝑁𝐼

2𝐿

dimana





L = panjang solenoida (m)

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

47

Induksi Magnetik di Sumbu Toroida

Gambar 9 Toroida Sumber: Physics for Scientists and Engineers, Serway

Induksi magnetik di sumbu toroida adalah

𝐵 =𝜇0𝑁𝐼

2𝜋𝑎

dimana





a = jari-jari toroida (m)

Gaya Magnetik (Gaya Lorentz)

Gaya pada Partikel Bermuatan yang Bergerak dalam Medan Magnetik

Di atas sudah dijelaskan bahwa adanya medan magnet di dalam suatu ruang

dapat ditunjukkan dengan cara menempatkan suatu partikel bermuatan di

dalam ruang itu. Jika partikel muatan tersebut mengalami gaya, maka ruang

itu memiliki medan magnet. Berapakah besar gaya yang dialami oleh partikel

bermuatan tersebut?


48

Berdasarkan hasil eksperimen pada berbagai partikel bermuatan yang

bergerak dalam medan magnet diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

Besarnya gaya magnet yang diberikan pada partikel sebanding dengan

muatan q dan kecepatan v partikel.

Ketika partikel bermuatan bergerak sejajar dengan vektor medan

magnet, gaya magnet yang bekerja pada partikel adalah nol.

Ketika vektor kecepatan partikel membentuk sudut berapapun ( 0)

terhadap medan magnet, gaya magnet mengarah ke arah tegak lurus

terhadap garis yang dibentuk oleh vektor kecepatan dan vektor medan

magnet.

Gaya magnet yang diberikan pada muatan positif berlawanan arah

dengan arah gaya magnet yang diberikan pada muatan negatif yang

bergerak dalam arah yang sama.

Besarnya gaya magnet yang diberikan pada partikel bergerak

sebanding dengan sin , di mana adalah sudut yang dibentuk oleh

vektor kecepatan partikel dengan arah medan magnet.

Secara matematik dapat disimpulkan bahwa

= q𝐯 𝐱

Jadi besar gaya magnetik (gaya Lorentz) yang dialami sebuah muatan yang

berada di dalam medan magnetik adalah

𝑭 = 𝒒𝒗𝑩 𝒔𝒊𝒏𝜽

dimana

F = gaya Lorentz (N)

Q = muatan partikel (C)

V = kecepatan partikel (m/s)

B = medan magnetik (T)

= sudut antara kecepatan partikel v dan medan magnetik B

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

49

Karena gaya Lorentz merupakan besaran vektor tentu memiliki arah.

Kemanakah arah gaya Lorentz yang dialami oleh partikel bermuatan yang

memasuki medan magnetik? Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan

menggunakan kaidah tangan kanan kedua seperti tampak pada Gambar 10.

Gambar 10 Kaidah tangan kanan kedua Sumber: Fisika untuk SMA dan MA Kelas XII, Suharyanto dkk.

Arah dari pergelangan tangan menuju jari-jari menyatakan arah medan

magnetik (B), arah ibu jari menyatakan arah gerak muatan (v), dan tegak lurus

terhadap telapak tangan menunjukkan arah gaya Lorentz (F). Hal yang perlu

diperhatikan adalah, jika partikel bermuatan positif (misal proton), maka arah

gaya Lorentz searah dengan gaya F yang diperoleh dari kaidah tangan kanan

kedua. Tetapi jika partikel bermuatan negatif (misal elektron), maka arah gaya

Lorentz berlawanan arah dengan gaya F yang diperoleh dari kaidah tangan

kanan kedua atau dapat menggunakan kaidah tangan kiri.

Gaya magnetik pada partikel bermuatan mempunyai ciri, yaitu:

Vektor gaya magnetik tegak lurus terhadap medan magnet.

Gaya magnetik bekerja pada partikel bermuatan hanya ketika partikel

bergerak.

Gaya magnetik yang terkait dengan medan magnet stabil tidak bekerja

ketika partikel dipindahkan karena gaya tegak lurus terhadap

perpindahan titik aplikasinya.

Bentuk lintasan partikel bermuatan dalam suatu medan magnetik tergantung

pada arah gerak partikel tersebut saat memasuki medan magnetik.


50

Jika partikel bermuatan bergerak sejajar terhadap medan magnet,

maka lintasan partikel adalah berupa garis lurus. Hal ini terjadi karena

partikel tidak mengalami gaya (F = 0) akibat θ = 0o sehingga sin θ = 0.

Jika partikel bermuatan bergerak tegak lurus terhadap medan magnet,

maka lintasan partikel adalah berupa lingkaran karena gaya magnetik

yang timbul berlaku sebagai gaya sentripetal.

Gambar 11 Lintasan partikel berupa lingkaran Sumber: Physics for Scientists and Engineers, Serway

Jari-jari lintasannya diberikan oleh persamaan:

𝑅 =𝑚𝑣

𝐵𝑞

dimana :

R = jari-jari lintasan muatan listrik (m)

m = massa benda bermuatan listrik (kg)

v = kecepatan partikel bermuatan (m/s)

B = induksi magnet (T)

q = muatan listrik benda (C)

Jika partikel bermuatan bergerak dengan membentuk sudut terhadap

medan magnet, maka lintasan partikel adalah berupa heliks.

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

51

Gambar 12 Lintasan partikel berupa heliks


Gaya yang Dialami Penghantar Berarus dalam Medan Magnetik

Jika gaya magnetik bekerja pada satu partikel bermuatan yang bergerak

melalui medan magnet, tentu tidak mengejutkan bahwa kawat penghantar

berarus juga mengalami gaya ketika ditempatkan di dalam medan magnet.

Arus adalah sekumpulan banyak partikel bermuatan yang bergerak, oleh

karena itu, gaya yang dihasilkan oleh medan magnet pada kawat adalah jumlah

vektor dari gaya individu yang diberikan pada semua muatan.

Gambar 13 Gaya Magnetik pada Penghantar (a) Kawat penghantar lurus tanpa arus terletak di dalam medan magnet ladam, (b) Kawat penghantar lurus terletak di dalam medan magnet ladam tampak depan, (c) Kawat penghantar menyimpang ke kiri ketika dialiri arus yang arahnya ke atas, (d) Kawat penghantar menyimpang ke kanan ketika dialiri arus yang arahnya ke bawah



52

Arah gaya Lorentz dapat ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan kedua

(lihat Gambar 14) dengan mengganti arah v menjadi arah arus I. Arah dari

pergelangan tangan menuju jari-jari menyatakan arah medan magnetik (B),

arah ibu jari menyatakan arah arus listrik (I), dan tegak lurus terhadap telapak

tangan menunjukkan arah gaya (F).

Gambar 14 Kaidah tangan kanan

Sumber: Fisika untuk SMA dan MA Kelas XII, Suharyanto dkk.

Besarnya gaya Lorentz dinyatakan oleh persamaan

𝐹 = 𝐼𝑙𝐵 𝑠𝑖𝑛𝜃

dimana

F = gaya Lorentz (N)

I = arus listrik (A)

L = panjang kawat (m)

B = medan magnetik (T)

= sudut antara arah arus I dan medan magnetik B

Gaya Magnetik diantara Dua Kawat Sejajar Berarus

Kita sudah tahu bahwa ketika kawat penghantar dialiri arus listrik, maka

disekitarnya akan timbul medan magnetik. Apa yang akan terjadi ketika dua

utas kawat penghantar yang dialiri arus listrik diletakkan sejajar dan

berdekatan? Gambar 15 menunjukkan dua penghantar lurus paralel panjang

1 dan 2 dipisahkan oleh jarak a dan membawa arus (paralel) masing-masing

I1 dan I2. Penghantar 1 menghasilkan, medan magnetik B1 yang sama di semua

titik di sepanjang penghantar 2. Kaidah tangan kanan memberi tahu kita

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

53

bahwa arah medan magnetik ini adalah ke bawah (ketika penghantar

ditempatkan secara horizontal).

Gambar 15 Dua Kawat Sejajar (a) Dua kawat penghantar paralel lurus panjang membawa arus stabil I1 dan I2 dan

dipisahkan oleh jarak a. B1 adalah medan magnet oleh penghantar 1 di penghantar 2.

Penghantar 2 membawa arus I2 akan mengalami gaya ke samping karena

pengaruh medan B1. Arah gaya ini adalah ke arah pengahantar 1 (coba

buktikan), kita sebut gaya ini sebagai F21. Sebalikan, penghantar 1 akan

mengalami gaya F12 karena pengaruh medan magnet dari penghantar 2.

Apabila arah arus pada kedua kawat penghantar searah, maka akan terjadi

gaya tarik-menarik dan sebaliknya jika arus pada kedua kawat penghantar

berlawanan, maka akan tolak-menolak.

Besarnya gaya tarik atau gaya tolak antara dua kawat penghantar lurus

panjang sejajar dan berarus diberikan oleh

𝐹

𝑙=

𝜇0𝐼1𝐼2

2𝜋𝑎

dimana

F = gaya magnetik pada kawat kedua kawat penghantar (N)

I1 = arus listrik pada kawat penghantar 1 (A)

I2 = arus listrik pada kawat penghantar 2 (A)


a = jarak antar kedua kawat penghantar (m)

l = panjang kawat penghantar (m)


54

Motor Listrik

Pernahkah Saudara memperhatikan alat-alat elektronik yang ada di rumah?

Mungkin Saudara memiliki dan sering menggunakannya, seperti pompa air,

kipas angin, blender, pengering rambut, penyedot debu, mesin cuci, bor listrik,

dan obeng listrik. Komponen apakah yang menjadi bagian terpenting sehingga

alat-alat tersebut dapat berfungsi? Bagaimana cara kerjanya? Semua alat-alat

elektronik tersebut memiliki prinsip kerja yang sama yaitu mengubah energi

listrik menjadi energi mekanik karena memiliki komponen utama yang sama,

yaitu motor listrik. Bagaimanakah prinsip kerja motor listrik tersebut?

Sebelum kita membahas tentang prinsip kerja motor listrik, mari kita kenali

terlebih dahulu jenis-jenis motor listrik. Pada dasarnya motor listrik dapat

dibedakan berdasarkan jenis sumber tegangan yang digunakan. Berdasarkan

jenis sumber tegangannya motor listrik dibedakan menjadi 2 jenis yaitu Motor

listrik arus searah DC (Direct Current) dan Motor listrik bolak-balik AC

(Alternating Current). Dari dua jenis motor listrik tersebut dikelompokkan lagi

menjadi beberapa jenis motor listrik yang diklasifikasikan berdasarkan

konstruksi, prinsip kerja, dan operasinya.

Pada Unit ini hanya akan dibahas jenis motor listrik DC. Pada prinsipnya

sebuah motor listrik DC terdiri atas dua bagian, yaitu bagian stator dan bagian

rotor. Bagian stator adalah bagian motor listrik yang tidak bergerak, yang

umumnya terdiri atas magnet tetap. Sedangkan bagian rotor merupakan

bagian motor listrik yang bergerak, yang umumnya terdiri atas kawat angker

penghantar listrik yang dililitkan pada jangkar. Untuk lebih jelasnya

perhatikan Gambar 16 skema motor listrik DC.

Rotor diskemakan dengan sebuah kawat angker penghantar listrik (armature)

yang membentuk persegi panjang. Pada kedua ujung kawat angker terpasang

komutator berbentuk lingkaran yang terbelah di tengahnya, komponen ini

lebih dikenal dengan sebutan cincin belah. Sedangkan stator motor tersusun

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

55

atas dua magnet dengan kutub berbeda yang saling berhadapan. Pada bagian

yang kontak langsung dengan cincin belah, stator dilengkapi dengan sikat

karbon yang berfungsi untuk menghubungkan arus listrik dari sumber

tegangan ke kumparan rotor.

Gambar 16 Skema Motor Listrik DC Sumber: Physics. John D. Cutnell & Kenneth W. Johnson

Sekarang mari kita bahas bagaimana prinsip kerja motor listrik tersebut. Pada

saat kumparan belum dihubungkan dengan sumber tegangan, kumparan akan

tetap diam pada posisinya karena tidak ada arus yang mengalir di dalam

kumparan tersebut. Ketika kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan,

kumparan tersebut akan berputar. Mengapa berputar? Hal ini terjadi karena

menurut Oersted, ketika kumparan dialiri arus maka akan timbul medan

magnet disekitarnya. Sementara kumparan tersebut berada di dalam medan

magnet lain yang berasal dari magnet permanen, maka terjadi interaksi antara

medan magnet yang berasal dari kawat berarus dengan medan magnet dari

magnet permanen, interaksi ini berupa gaya. Kemanakah arah gaya pada

kawat penghantar tersebut? Untuk menjelaskan arah gaya pada kawat

penghantar ingatlah prinsip kaidah tangan kanan (lihat Gambar 14).

Garis gaya magnet dari magnet permanen yang disimbolkan dengan anak

panah warna merah dan huruf (B) mengarah dari kutub utara (N) ke kutub


56

selatan (S) seperti tampak pada Gambar 16. Berdasarkan kaidah tangan kanan,

maka kedua sisi kawat angker akan mendapatkan gaya (F) yang berlawanan

arah. Gaya dorong yang tegak lurus langsung terhadap kawat angker kanan

dan kiri ini menghasilkan torsi yang paling besar pada rotor motor. Gaya torsi

inilah yang akan memutar rotor motor. Energi putar yang dihasilkan rotor ini

disalurkan ke poros untuk memutarkan benda lain seperti kipas angin, baling-

baling pada pompa air, atau roda pada mobil mainan tamiya.

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

57

PENGEMBANGAN PENILAIAN

Bagian ini memuat contoh soal-soal topik medan magnetik, induksi magnetik,

dan gaya magnetik yang muncul di UN tiga tahun terakhir dan kurang berhasil

dijawab oleh peserta didik. Selain itu, bagian ini memuat pembahasan tentang

cara mengembangkan soal HOTS yang disajikan dalam bentuk pemodelan agar

dapat dijadikan acuan oleh Saudara ketika mengembangkan soal untuk topik

ini. Saudara perlu mencermati dengan baik bagian ini, sehingga Saudara

dapat terampil mengembangkan soal yang mengacu pada indikator

pencapaian kompetensi yang termasuk HOTS.

A. Pembahasan Soal-soal

Topik medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik merupakan

topik yang muncul pada soal UN di tiga tahun terakhir. Berdasarkan hasil

analisis PAMER UN, topik ini termasuk yang kurang berhasil dijawab oleh

peserta didik di lingkup nasional. Berikut ini pembahasan soal-soalnya.

Soal UN tahun 2016

Sebuah muatan listrik positif q, bergerak dengan kecepatan v dalam sebuah

medan magnet homogen seperti ditunjukkan pada gambar. Arah gaya

magnetik F yang dialami muatan listrik q adalah....

A. ke atas tegak lurus arah v

B. ke bawah tegak lurus arah v

C. ke luar bidang gambar

D. ke dalam bidang gambar

E. ke kanan searah v

Kunci Jawaban: B

B

q +


58

Pembahasan

Untuk menentukan arah gaya magnetik kita bisa

menggunakan kaidah tangan kanan seperti

tampak pada gambar di samping. Arah dari

pergelangan tangan menuju jari-jari menyatakan

arah medan magnetik (B), arah ibu jari

menyatakan arah gerak muatan (v), dan tegak

lurus terhadap telapak tangan menunjukkan arah gaya (F). Berdasarkan

kaidah tangan kanan, arah gaya magnetik F yang dialami muatan listrik q

adalah ke bawah tegak lurus arah v.

Soal UN tahun 2017

Perhatikan gambar berikut!

Dua kawat lurus sejajar berarus listrik i1 = 2A dan i2 = 3

A terpisah pada jarak a seperti pada gambar. Sebuah

kawat penghantar yang lain (3) berarus listrik akan

diletakkan di sekitar kedua kawat sehingga kawat tidak

mengalami gaya magnetik. Kawat (3) tersebut harus

diletakkan pada jarak....

A. 0,5 a di kiri kawat (1)

B. a di kiri kawat (1)

C. 2 a di kiri kawat (1)

D. a di kanan kawat (2)

E. 2a di kanan kawat (2)

Kunci Jawaban: C

Pembahasan

Untuk menjawab soal tersebut kita bisa menggunakan persamaan gaya

magnetik di antara dua kawat sejajar berarus: 𝐹

𝑙=

𝜇0𝐼1𝐼2

2𝜋𝑎

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

59

Misal kawat (3) kita simpan di sebelah kiri kawat (1) pada jarak x atau berjarak

a + x dari kawat (2). Kawat (3) akan mengalami gaya dari kedua kawat (1) dan

(2) dengan besar masing-masing 𝐹

𝑙=

𝜇0𝐼1𝐼3

2𝜋𝑥 dan

𝐹

𝑙=

𝜇0𝐼2𝐼3

2𝜋(𝑎+𝑥).

Berdasarkan soal kawat (3) tidak mengalami gaya atau dengan kata lain

resultan gayanya harus nol. Dengan demikian gaya yang dialami oleh kawat

(3) karena kawat (1) harus sama dengan gaya yang dialami oleh kawat (3)

karena kawat (2) dan arahnya berlawanan. Berdasarkan rumus di atas maka

bisa kita tuliskan sebagai berikut.

𝜇0𝐼1𝐼3

2𝜋𝑥=

𝜇0𝐼2𝐼3

2𝜋(𝑎 + 𝑥)

𝜇0𝐼1𝐼3

2𝜋𝑥=

𝜇0𝐼2𝐼3

2𝜋(𝑎 + 𝑥)

𝐼1(𝑎 + 𝑥) = 𝐼2𝑥

2(𝑎 + 𝑥) = 3𝑥

2𝑎 + 2𝑥 = 3𝑥

𝑥 = 2𝑎

Jadi jawabannya 2a di kiri kawat (1).

Soal UN tahun 2018

Sebuah muatan positif bergerak di bawah sebuah kawat berarus listrik yang

arah arusnya searah sumbu x (+) seperti gambar. Muatan bergerak searah

dengan arah arus listrik. Arah gaya Lorentz yang dialami oleh muatan tersebut

searah sumbu....

a. y (+)

b. y (–)

c. x (+)

d. x (–)

e. z (+)

Kunci Jawaban: A


60

Pembahasan

Sebelum kita menentukan arah gaya, terlebih dahulu kita

harus menentukan arah medan magnetik. Arah medan

magnetik bisa menggunakan kaidah kaidah tangan kanan

seperti gambar berikut. Ibu jari menyatakan arah arus

listrik, dan lipatan jari yang lain menunjukkan arah

medan magnetik. Sehingga arah medan magnetik

dibawah kawat pada soal di atas adalah searah sumbu z (–).

Untuk menentukan arah gaya magnetik kita bisa

menggunakan kaidah tangan kanan seperti tampak

pada gambar dibawah. Arah dari pergelangan tangan

menuju jari-jari menyatakan arah medan magnetik

(B), arah ibu jari menyatakan arah gerak muatan (v),

dan tegak lurus terhadap telapak tangan

menunjukkan arah gaya (F). Jadi berdasarkan kaidah tangan kanan, arah gaya

magnetik F yang dialami muatan listrik q adalah ke arah sumbu y (+).

B. Pengembangan Soal HOTS

Pada bagian ini akan dimodelkan pembuatan soal yang memenuhi indikator

pencapaian kompetensi yang diturunkan dari kompetensi dasar

pengetahuan. Pengembangan soal diawali dengan pembuatan kisi-kisi agar

Saudara dapat melihat kesesuaian antara kompetensi, lingkup materi, dan

indikator soal. Selanjutnya, dilakukan penyusunan soal di kartu soal

berdasarkan kisi-kisi yang telah disusun sebelumnya. Contoh soal yang

disajikan terutama untuk mengukur indikator kunci pada level kognitif yang

tergolong HOTS.

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

61

Tabel 4. Kisi-kisi Soal HOTS

No. Kompetensi

Dasar

Lingkup

Materi Materi

Indikator

Soal

Nomor

Soal

Level

Kogni

tif

Bentuk

Soal

1 2 3 4 5 6 7 8

1 3.3 Menganalisis

medan

magnetik,

induksi

magnetik,

dan gaya

magnetik

pada

berbagai

produk

teknologi

Medan

magnetik,

induksi

magnetik,

dan gaya

magnetik

Medan

magnetik d

sekitar kawat

berarus

Disajikan dua

kawat yang

saling tegak

lurus, peserta

didik dapat

menganalisis

medan

magnetik

disekitar

kedua kawat

tersebut

1 L3 Pilihan

Ganda

2 Medan

magnetik d

sekitar kawat

berarus

Disajikan

empat

gambar arus

melingkar,

peserta didik

dapat

menganalisis

besar medan

magnetik

dipusat

lingkaran

2 L3 Pilihan

Ganda

3 Gaya Lorentz

antara dua

kawat lurus

Disajikan

gambar

partikel

bermuatan di

sekitar kawat

berarus,

peserta didik

dapat

menganalisis

gaya

magnetik

yang dialami

partikel.

3 L3 Pilihan

Ganda


62

Kartu Soal

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL

Tahun Pelajaran 2018/2019

Jenis Sekolah : SMA Kurikulum : 2013

Kelas : XII Bentuk Soal : PG

Mata Pelajaran : Fisika Nama Penyusun :

KOMPETENSI DASAR

Buku Sumber : Pengetahuan/ Pemahaman

Aplikasi Penalaran

3.3 Menganalisis medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik pada berbagai produk teknologi

Nomor Soal

1

RUMUSAN BUTIR SOAL

Dua kawat panjang dan lurus saling bersilangan pada sudut tegak

lurus, dan masing-masing membawa arus I yang sama besar (lihat

gambar). Pernyataan berikut ini berkenaan dengan medan magnet

total di suatu titik akibat pengaruh kedua kawat pada gambar?

(1) Medan magnet terkuat di titik B dan D.

(2) Medan magnet terkuat di titik A dan C.

(3) Medan magnet di titik B menembus keluar kertas dan di titik D

menembus masuk ke dalam kertas

(4) Medan magnet di titik C dan di titik D menembus ke luar kertas

(5) Medan magnet di ke empat titik memiliki besar yang sama

Pernyataan yang benar adalah....

A. (1), (3)

B. (1), (5)

C. (2), (4)

D. (2), (5)

E. (3), (4)

LINGKUP MATERI

Medan magnetik,

induksi magnetik,

dan gaya magnetik

MATERI

Medan magnet disekitar kawat lurus berarus

Kunci Jawaban

A

INDIKATOR SOAL

Disajikan dua kawat yang saling tegak lurus, peserta didik dapat menganalisis medan magnetik disekitar kedua kawat tersebut

√

PAKET - …

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

63






KOMPETENSI DASAR


Aplikasi Penalaran


Nomor Soal

1

RUMUSAN BUTIR SOAL

Masing-masing dari empat gambar menunjukkan tiga loop kawat

konsentris yang sama. Arus dalam loop memiliki besar I yang sama

dan memiliki arah yang ditunjukkan oleh gambar. Urutan besarnya

medan magnet total yang dihasilkan di tengah masing-masing dari

keempat gambar, dari yang terbesar ke terkecil adalah ....

A. 1, 2, 3, 4

B. 1, 2, 4, 3

C. 1, 3, 2, 4

D. 1, 4, 3, 2

E. 1, 4, 2, 3

LINGKUP MATERI Medan magnetik,

induksi magnetik,

dan gaya

magnetik

MATERI

Medan magnet disekitar kawat melingkar berarus

Kunci Jawaban

D

INDIKATOR SOAL Disajikan empat gambar arus melingkar, peserta didik dapat menganalisis besar medan magnetik dipusat lingkaran

√

PAKET - …


64




Kelas : XII Bentuk Soal : Uraian


KOMPETENSI DASAR


Aplikasi Penalaran


Nomor Soal

3

RUMUSAN BUTIR SOAL

Gambar di bawah menunjukkan kawat lurus sangat panjang

yang membawa arus 3.0 A. Sebuah partikel bermuatan

+6,5x10-6 C dan bergerak paralel dengan kawat pada jarak

0,050 m. Kecepatan partikel adalah 280 m/s. Tentukan besar

dan arah gaya magnet yang diberikan kawat terhadap partikel.

A. 2, 2 x 108 N ke kiri medekati kawat

B. 2, 2 x 108 N ke kanan menjauhi kawat

C. 2, 2 x 108 N ke depan menjauhi kawat

D. 2, 2 x 108 N ke belakang menjauhi kawat

E. 2, 2 x 108 N ke bawah berlawanan dengan v

LINGKUP MATERI

Medan magnetik,

induksi magnetik,

dan gaya magnetik

MATERI

Gaya Lorentz pada partikel bermuatan

Kunci Jawaban

A

INDIKATOR SOAL

Disajikan gambar partikel bermuatan di sekitar kawat berarus, peserta didik dapat menganalisis gaya magnetik yang dialami partikel.

√

PAKET - …

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

65

C. Refleksi Pembelajaran

Pada bagian ini Saudara akan melaksanakan refleksi dalam proses

pembelajaran materi Medan Magnet. Refleksi pembelajaran dilakukan dengan

melihat kesesuaian antara proses pembelajaran, peserta didik, penilaian, dan

ketercapaian KD.

1. Apakah kegiatan membuka pelajaran dapat mengarahkan dan

mempersiapkan peserta didik mengikuti pelajaran dengan baik ?

2. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap materi/bahan ajar yang

disajikan sesuai dengan yang diharapkan? (Apakah materi terlalu

tinggi, terlalu rendah, atau sudah sesuai dengan kemampuan awal

peserta didik?)

3. Bagaimana respons Saudara terhadap media pembelajaran yang

digunakan? (Apakah media sesuai dan mempermudah peserta didik

menguasai kompetensi/materi yang diajarkan?)

4. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap aktivitas pembelajaran yang

telah dirancang ? Apakah aktivitas pembelajaran tersebut dapat

melatih siswa berpikir tingkat tinggi (HOTs)?

5. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap pendekatan, model

pembelajaran, metode, dan teknik pembelajaran yang digunakan ?

6. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap teknik pengelolaan kelas

yang akan dilakukan (perlakuan guru terhadap peserta didik dalam

mengatasi masalah dan memotivasi peserta didik)?

7. Apakah Saudara dapat menangkap penjelasan/instruksi yang

diberikan pada bagian aktivitas pembelajaran ?

8. Bagaimanakah tanggapan Saudara terhadap latihan atau penilaian

yang dikembangkan ?

9. Apakah Saudara telah mencapai penguasaaan kemampuan

pembelajaran yang telah dikembangkan ?

10. Apakah kegiatan menutup pelajaran yang dikembangkan dapat

meningkatkan penguasaan peserta didik terhadap meteri pelajaran?


66

11. Apakah Aktivitas pembelajaran yang dirancang dapat mencapai

kompetensi dasar (KD) pada meteri terpilih sebagaimana mestinya?

(Jika tidak seluruhnya, apakah Saudara akan melakukan penyesuaian

aktivitas pembelajaran pembelajaran dalam rencana pembelajaran?)

12. Apakah kelemahan yang akan Saudara dalam melaksanakan aktivitas

pembelajaran yang telah dirancang?

13. Apakah kekuatan atau hal-hal baik yang Saudara capai dalam

mempelajari aktivitas pembelajaran ?

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

67

KESIMPULAN

Unit ini dikembangkan berdasarkan pasangan KD 3.3. Menganalisis medan

magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik pada berbagai produk

teknologi dan 4.3 Melakukan percobaan tentang induksi magnetik dan gaya

magnetik disekitar kawat berarus listrik berikut presentasi hasilnya.

Menyajikan hasil praktik dan diskusi tentang medan magnetik, induksi

magnetik, gaya magnetik, dan motor listrik. Berdasarkan KD pengetahuan

dapat diketahui bahwa indikator yang dikembangkan perlu mencapai level

analisis (C4). Artinya, KD ini sudah menuntut Saudara melatihkan kemampuan

berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Adapun KD keterampilan

menuntut Saudara memfasilitasi peserta didik melakukan percobaan. Hal ini

berarti Saudara perlu memberikan ruang dan waktu kepada peserta didik

untuk mengembangkan kreativitasnya untuk menghasilkan produk berupa

laporan hasil percobaan medan magnetik, induksi magnetik, gaya magnetik,

dan motor listrik.

Penguasaan keterampilan berpikir tingkat tinggi oleh peserta didik

memerlukan proses pembelajaran yang relevan. Oleh karena itu, aktivitas

pembelajaran pada subtopik medan magnetik di sekitar kawat penghantar

lurus dan melingkar yang berarus, gaya magnetik (gaya Lorentz), dan

penerapan gaya magnetik dalam berbagai produk teknologi menggunakan

pembelajaran model discovery learning dan saintifik, dengan metode praktik

dan diskusi melalui empat kali pertemuan. Seperti telah diketahui, kedua

model pembelajaran ini merupakan model yang dapat membekalkan

kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Ketika

implementasi, pembelajaran juga dipandu dengan menggunakan LKPD yang

dirancang untuk memudahkan penguasaan konsep sesuai tingkat kognitifnya

dan penguasaan keterampilan yang mengedepankan konstruktivisme.


68

Artinya, peserta didik memperoleh konsep dengan merumuskannya terlebih

dahulu.

Adapun konten yang dikembangkan pada subtopik medan magnetik, induksi

magnetik, dan gaya magnetik tediri atas: 1) Medan Magnet di Sekitar

Penghantar Berarus, 2) Induksi Magnetik di Sekitar Penghantar Lurus Panjang

Berarus Listrik, 3) Induksi Magnetik pada Sumbu Lingkaran Penghantar

Berarus Listrik, 4) Induksi Magnetik di Pusat dan di Ujung Solenoida, dan 5)

Gaya Magnetik (Gaya Lorentz). Subtopik ini merupakan konten yang kaya akan

pengetahuan kontekstual bagi peserta didik. Artinya, Saudara dapat

mendorong serta memfasilitasi peserta didik untuk menemukan fenomena di

kehidupan sehari-hari yang berkaitan subtopik ini. Sebagai contoh aplikasi

dunia nyata, unit ini menyajikan aplikasi medan magnetik dan gaya magnetik

pada produk teknologi yang sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari

sehingga peserta didik dapat memahami prinsip dan juga manfaat dari medan

magnetik.

Berkaitan dengan penilaian, subtopik ini muncul dalam instrumen tes UN

selama tiga tahun terakhir. Jenis pertanyaan yang diajukan sudah sampai ke

level L3 penalaran. Oleh karena itu, Saudara perlu meyakinkan bahwa peserta

didik memahami subtopik ini dengan baik agar siap mengahadapi UN. Lebih

dari itu, Saudara perlu mengembangkan soal-soal pengetahuan subtopik ini

pada tingkat level berpikir yang lebih tinggi lagi. Artinya, Saudara dituntut

dapat memfasilitasi peserta didik agar dapat memecahkan soal-soal yang

mengedapankan kemampuan berpikir tingkat tinggi. Oleh karena itu, Saudara

perlu terus menyusun bank soal yang relevan dengan indikator yang telah

dikembangkan.

Unit Pembelajaran

Medan Magnet

69

UMPAN BALIK

Dalam rangka mengetahui pemahaman terhadap unit ini, Saudara perlu

mengisi lembar persepsi pemahaman. Berdasarkan hasil pengisian instrumen

ini, Saudara dapat mengetahui posisi pemahaman beserta umpan baliknya.

Oleh karena itu, isilah lembar persepsi diri ini dengan objektif dan jujur

dengan memberikan tanda silang (X) pada kriteria yang menurut saudara

tepat.

Lembar Persepsi Pemahaman Unit

No Aspek Kriteria

1 2 3 4

1 Memahami dengan baik semua indikator yang telah dikembangkan di unit ini.

2 Mampu menghubungkan konten dengan fenomena kehidupan sehari-hari.

3 Memhammi dengan baik bahwa aktivitas pembelajaran yang disusun dapat mengembangkan HOTS peserta didik.

4 Memahami dengan baik tahapan urutan aktivitas pembelajaran yang disajikan.

5 Mampu dengan baik mengaplikasikan aktivitas pembelajaran di dalam kelas.

6 Memahami dengan baik lembar kerja peserta didik yang dikembangkan.

7 Mampu melaksanakan dengan baik lembar kerja peserta didik yang dikembangkan.

8 Memahami konten secara menyuluh dengan baik.

9 Memahami prosedur penyusunan soal HOTS dengan baik.

10 Mampu membahas soal HOTS yang disajikan dengan tepat.

Jumlah Jumlah Total


70

Keterangan Umpan Balik

Skor Umpan Balik

< 70

Masih banyak yang belum dipahami, di antara konten, cara membelajarkannya, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu membaca ulang unit ini dan mendiskusikannya dengan dengan fasilitator di MGMP sampai Saudara memahaminya.

70-79

Masih ada yang belum dipahami dengan baik, di antara konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu mendiskusikan bagian yang belum dipahami dengan fasilitator atau teman lain di MGMP.

80-89 Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan baik.

> 90

Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan sangat baik. Saudara dapat menjadi fasilitator bagi teman-teman lain di MGMP untuk membelajarkan unit ini.

Keterangan 1= tidak menguasai 2 = cukup menguasai 3 = menguasai 4 = Sangat Menguasai

Pedoman Penskoran Skor = Jumlah Total X 100 40

Unit Pembelajaran



BERBASIS ZONASI


Induksi Elektromagnetik

Penulis:

Drs. Kandi, MA

Penyunting:

Dede Saepudin, M.Si, M.Pd.


TIM Desain Grafis

Copyright © 2019







Unit Pembelajaran


75

DAFTAR ISI

Hal

DAFTAR ISI __________________________________ 75

DAFTAR GAMBAR ______________________________ 77

DAFTAR TABEL ________________________________ 78

PENDAHULUAN _______________________________ 79

KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK _________ 80

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi ______________________________ 80

B. Indikator Pencapaian Kompetensi ________________________________________ 80

APLIKASI DI DUNIA NYATA ______________________ 82

Dinamo Ampere ________________________________________________________________ 82

SOAL-SOAL UN/USBN __________________________ 87

A. Contoh Soal UN tahun 2016 _______________________________________________ 87

B. Contoh Soal UN tahun 2017 _______________________________________________ 88

C. Contoh Soal UN tahun 2018 _______________________________________________ 88

BAHAN PEMBELAJARAN _________________________ 91

A. Aktivitas Pembelajaran ____________________________________________________ 91




B. Lembar Kerja Peserta Didik ______________________________________________ 102

Lembar Kerja Peserta Didik 1 ____________________________________________________ 102




C. Bahan Bacaan ______________________________________________________________ 113

Hukum Faraday ___________________________________________________________________ 113

GGL Induksi pada Konduktor yang Bergerak dalam Medan Magnetik ______ 117

Hukum Lenz _______________________________________________________________________ 119


76

Penerapanan Hukum Faraday ___________________________________________________ 120

Induktansi__________________________________________________________________________ 125

PENGEMBANGAN PENILAIAN ____________________129

A. Pembahasan Soal-soal ____________________________________________________ 129

B. Pengembangan Soal HOTS _______________________________________________ 133

C. Refleksi Pembelajaran ____________________________________________________ 138

KESIMPULAN ________________________________140

UMPAN BALIK ________________________________142

Unit Pembelajaran


77

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 1 Dinamo Ampere _______________________________________________________ 82

Gambar 2 Lampu Indikator Accu ________________________________________________ 83

Gambar 3 Komponen-komponen Alternator ___________________________________ 85

Gambar 4 Mikrofon kumparan-bergerak _______________________________________ 85

Gambar 5 GGL Induksi ___________________________________________________________ 113

Gambar 6 Percobaan Faraday __________________________________________________ 114

Gambar 7 Fluks Magnetik _______________________________________________________ 116

Gambar 8 GGL Induksi pada Konduktor _______________________________________ 117

Gambar 9 GGL Induksi pada Kumparan Tertutup ____________________________ 118

Gambar 10 Penentuan Arah Arus Induksi _____________________________________ 119

Gambar 11 Skema Diagram Generator AC _____________________________________ 121

Gambar 12 Grafik GGL Induksi Bolak Balik ____________________________________ 122

Gambar 13 Skema Diagram Generator DC _____________________________________ 122

Gambar 14 Transformator Step Up _____________________________________________ 123

Gambar 15 Induktansi Bersama ________________________________________________ 125

Gambar 16 Induktansi Diri ______________________________________________________ 127


78

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1. Target Kompetensi Dasar _______________________________________________ 80

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi _____________________________________ 80

Tabel 3. Indikator Desain Aktivitas Pembelajaran _____________________________ 92

Tabel 4. Kisi-kisi Soal HOTS ____________________________________________________ 134

Unit Pembelajaran


79

PENDAHULUAN

Unit ini disusun sebagai salah satu aternatif sumber bahan ajar bagi guru

untuk memahami topik induksi elektromagnetik. Melalui pembahasan materi

yang terdapat pada unit ini, guru dapat memiliki dasar pengetahuan untuk

mengajarkan materi yang sama ke peserta didiknya yang disesuaikan dengan

indikator yang telah disusun, dan terutama dalam memfasilitasi kemampuan

bernalar peserta didik. Selain itu, materi ini juga aplikatif untuk guru sendiri

sehingga mereka dapat menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.

Dalam rangka memudahkan guru mempelajari konten dan cara

mengajarkannya, di dalam unit ini dimuat kompetensi dasar terkait yang

memuat target kompetensi dan indikator pencapaian kompetensi, bahan

bacaan tentang aplikasi topik induksi elektromagnetik dalam kehidupan

sehari-hari, soal-soal tes UN topik ini di tiga tahun terakhir sebagai acuan

dalam menyusun soal sejenis, deskripsi alternatif aktivitas pembelajaran,

Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) yang dapat digunakan guru untuk

memfasilitasi pembelajaran, bahan bacaan yang dapat dipelajari oleh guru,

maupun peserta didik, dan deskripsi prosedur mengembangkan soal HOTS.

Komponen-komponen di dalam unit ini dikembangkan dengan tujuan agar

guru dapat dengan mudah memfasilitasi peserta didik menganalisis fenomena

induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari, melakukan aktivitas

praktik GGL induksi, transformator, dan generator sekaligus mendorong

peserta didik mencapai kemampuan berpikir tingkat tinggi.

Topik induksi elektromagnetik yang dikembangkan pada bahan bacaan terdiri

atas subtopik hukum Faraday, GGL induksi, hukum Lenz, induktansi,

penerapan induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu,

unit ini dilengkapi dengan 3 buah LKPD, yaitu 1) GGL Induksi (Hukum

Faraday), 2) GGL Induksi (Hukum Lenz), 3) Transformator Step-up Step-down,

dan 4) Efisiensi Transformator.


80

KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi

Sub unit pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar

kelas XII:

Tabel 1. Target Kompetensi Dasar

No. Kompetensi Dasar Target Kompetensi Kelas

3.4 Menganalisis

fenomena induksi

elektromagnetik

dalam kehidupan

sehari-hari

1. Menganalisis fenomena induksi

elektromagnetik dalam kehidupan

sehari-hari

XII

4.4 Melakukan percobaan

tentang induksi

elektromagnetik

berikut presentasi

hasil percobaan dan

pemanfaatannya

dalam kehidupan

sehari-hari

1. Melakukan percobaan tentang

induksi elektromagnetik

2. Mempresentasikan hasil percobaaan

dan pemanfaatannya dalam

kehidupan sehari-hari

XII

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi

IDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI

(IPK) PENGETAHUAN

INDIKATOR PENCAPAIAN

KOMPETENSI (IPK) KETERAMPILAN

IPK Pendukung

3.4.1 Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi besar kecilnya ggl induksi

3.4.2 Menjelaskan timbulnya ggl induksi dalam kumparan

3.4.3 Menentukan besar GGL induksi dari persamaan fluks magnet

4.4.1 Menyajikan hasil identifikasi induksi elektromagnetik

4.4.2 Merangkai alat-alat percobaan 4.4.3 Menggunakan alat ukur listrik

Unit Pembelajaran


81

yang berubah menurut fungsi waktu.

3.4.4 Menentukan grafik dari persamaan GGL induksi magnet yang berubah menurut fungsi waktu.

3.4.5 Menentukan arah arus induksi dalam kumparan berdasarkan hukum Lenz

3.4.6 Menjelaskan cara kerja generator berdasarkan konsep induksi elektromagnetik.

3.4.7 Mengidentifikasi kerugian pada transformator

3.4.8 Menjelaskan cara kerja transformator berdasarkan konsep induksi elektromagnetik.

3.4.9 Menggunakan persamaan efisiensi transformator dalam perhitungan

IPK Kunci

3.4.10 Menganalisis fenomena induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari

4.4.4 Melakukan percobaan tentang induksi elektromagnetik

4.4.5 Membuat laporan hasil percobaan tentang penyelidikan gaya gerak listrik (GGL) induksi

4.4.6 Mempresentasikan hasil percobaan tentang induksi elektromagnetik

4.4.7 Membuat generator sederhana 4.4.8 Mempresentasikan

pemanfaatan induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari

IPK Pengayaan

3.4.11 Membandingkan prinsip kerja generator listrik AC dan DC


82

APLIKASI DI DUNIA NYATA

Induksi elektromagnetik merupakan fenomena yang menunjukkan adanya

hubungan timbal balik antara medan magnet dan medan listrik. Penemuan

konsep ini membuka cakrawala dunia dalam pengembangan teknologi listrik

dan komunikasi. Salah satu penerapan terpenting dari induksi

elektromagnetik adalah pengembangan generator listrik atau dinamo dan

transformator.

Dinamo Ampere

Aki adalah salah satu komponen mobil yang sangat penting. Karena aki

berfungsi sebagai sumber listrik untuk kebutuhan perangkat mobil termasuk

sistem kelistrikan seperti starter, lampu dan lainnya. Darimanakah aki

mendapatkan daya listrik tersebut? Jawabannya adalah dinamo ampere. Aki

dapat terus terisi berkat kehadiran komponen satu ini, yang kerap juga sering

disebut sebagai alternator. Cara kerjanya adalah dengan mengubah energi

mekanik menjadi listrik arus bolak-balik. Perlu diketahui, bila alternator mobil

rusak, penggunaan daya bisa menjadi lebih besar dari pemakaian. Jika ini

terjadi, suplai tenaga dari aki bisa habis dalam kurun waktu kurang dari 30

menit. Mobil menjadi bermasalah dan bisa mogok secara tiba-tiba.

Gambar 1 Dinamo Ampere Sumber: https://carvaganza.com/ini-6-ciri-alternator-bermasalah/

https://carvaganza.com/ini-6-ciri-alternator-bermasalah/

Unit Pembelajaran


83

Supaya hal ini tak terjadi, kenalilah ciri yang menunjukkan kondisi rusaknya

alternator seperti berikut ini.

1. Lampu Indikator Bergambar Accu Menyala

Energi listrik dari baterai yang kian menurun, akan ditunjukkan oleh

sistem mobil melalui lampu indikator yang menyala. Lampu ini terletak

pada bagian dashboard mobil dengan gambar berbentuk baterai accu.

Selain karena kondisi baterai yang melemah, bisa jadi hal ini pun

menunjukkan terjadinya masalah pada dinamo ampere. Bila lampu

tersebut menyala, namun tidak ada masalah pada aki, segera lakukan

pengecekan pada komponen alternator.

Gambar 2 Lampu Indikator Accu Sumber: https://otospector.co.id/5-ciri-dinamo-ampere-mobil-bermasalah/

2. Headlamp Meredup

Suplai listrik yang mulai melemah akibat rusaknya alternator pun dapat

Anda ketahui dari intensitas cahaya lampu mobil. Saat tengah berkendara

di malam hari, cahaya lampu tersebut akan makin kelihatan terangnya. Bila

makin meredup, cobalah lakukan pengecekan pada komponen alternator.

3. Tercium Bau Terbakar

Kerusakan pada dinamo ampere mobil bisa diketahui dengan indera Anda.

Pertama, biasanya tercium bau karet terbakar, bisa jadi kabel alternator

terbakar akibat gesekan karena belt yang tidak terpasang dengan baik.

Pastikan dari mana bau tersebut berasal, jika dari alternator, segera bawa

ke bengkel terdekat.

4. Terdengar Decitan

Hal kedua adalah bila terdengar bunyi mendecit dari ruang mesin.

Umumnya bila muncul suara seperti itu, berarti ada posisi pulley yang tidak

https://otospector.co.id/5-ciri-dinamo-ampere-mobil-bermasalah/


84

sejajar. Kondisi ini pun membuat belt alternator menjadi melintir sehingga

suara decitan pun keluar.

5. Baterai Tidak Berfungsi

Ada dua penyebab baterai tidak berfungsi, yaitu memang baterainya rusak

atau karena kegagalan fungsi alternator. Untuk mengetahuinya, ketika

mobil mati dikarenakan kelistrikan yang lemah, coba jumper baterai Anda

dan nyalakan kendaraan kemudian segera cabut kabel jumper tersebut.

Apabila mobil terus menyala dipastikan baterai rusak. Namun jika mesin

mobil Anda perlahan-lahan mati, hampir dipastikan ini merupakan

kerusakan pada sistem alternator.

6. Deteksi Sederhana Alternator

Untuk mengecek apakah alternator kendaraan melemah cukup

menggunakan sebuah obeng panjang atau besi panjang. Caranya dalam

keadaan mesin hidup tempelkan obeng tadi ke pulley alternator, harap

berhati-hati dalam melakukannya. Jika Anda merasakan semacam tarikan

magnet yang cukup kuat maka alternator Anda masih berkerja dengan baik

dan bila sebaliknya maka dipastikan alternator dalam kondisi gagal fungsi.

Penyebab Kerusakan Alternator

Perlu Anda ketahui, dinamo ampere mobil dikenal sebagai komponen yang

jarang mengalami kerusakan. Namun begitu, umumnya penyebab

kerusakannya diakibatkan oleh beberapa hal di bawah ini.

1. Output energi alternator tidak sesuai (terlalu tinggi). Hal ini biasanya

diakibatkan oleh pemasangan komponen elektrik yang tidak standar dan

dengan beban yang besar.

2. Kondisi yang tidak baik pada kontak antara carbon brush dengan rotor slip

rings sehingga arus listrik ke rotor coil pada alternator jadi terhambat.

3. Belt yang kendur hingga lepas dari putarannya pun dapat membuat

alternator tidak berjalan dengan baik. Jika dibiarkan, maka ciri yang sudah

Unit Pembelajaran


85

disebutkan di atas seperti munculnya bau terbakar dan suara berdecit pun

akan muncul.

Gambar 3 Komponen-komponen Alternator Sumber: www.teknik-otomotif.com

Mikrofon

Gambar 4 Mikrofon kumparan-bergerak Sumber: Physics. John D. Cutnell & Kenneth W. Johnson

Ada sejumlah jenis mikrofon, salah satunya adalah mikrofon kumparan

bergerak seperti tampak pada Gambar 4. Ketika gelombang suara melalui

diafragma mikrofon, diafragma bergetar bolak-balik, dan kumparan yang

http://www.teknik-otomotif.com/

http://www.teknik-otomotif.com/


86

terpasang bergerak bersamanya. Di dekatnya ada magnet yang tidak bergerak.

Ketika kumparan secara bergantian mendekati dan menjauhi magnet tersebut,

maka fluks melalui kumparan berubah. Akibatnya, GGL AC diinduksikan ke

dalam kumparan. Sinyal listrik ini dikirim ke amplifier dan kemudian ke

speaker. Dalam mikrofon magnet yang bergerak, magnet tersebut melekat

pada diafragma dan bergerak relatif terhadap kumparan stasioner.

Unit Pembelajaran


87

SOAL-SOAL UN/USBN

Berikut ini contoh soal-soal UN topik induksi elektromagnetik pada

Kompetensi Dasar 3.4 Menganalisis fenomena induksi elektromagnetik dalam

kehidupan sehari-hari (Permendikbud Nomor 37, 2018). Soal-soal ini disajikan

agar dapat dijadikan sebagai sarana berlatih bagi peserta didik untuk

menyelesaikannya. Selain itu, soal-soal ini juga dapat menjadi acuan ketika

Saudara akan mengembangkan soal yang setipe pada topik induksi

elektromagnetik.

A. Contoh Soal UN tahun 2016

No Soal

1 Berikut pernyataan tentang trafo: (1) Trafo menggunakan tegangan DC (2) Trafo dapat menaikkan tegangan DC (3) Trafo dapat menurunkan tegangan AC (4) Trafo ideal, daya primer sama dengan daya sekunder

Pernyataan yang benar adalah.... A. (1) dan (3) B. (1) dan (4) C. (2) dan (4) D. (2) dan (3) E. (3) dan (4)

Identifikasi



: 3.4.7 Mengidentifikasi kerugian pada transformator

Diketahui : Fungsi trafo

Ditanyakan : Fungsi trafo yang benar


: Trafo


88

B. Contoh Soal UN tahun 2017

No Soal

1 Sebuah trafo step down memiliki tegangan primer 220 volt dan tegangan sekunder 110 volt. Pada kumparan primer mengalir arus 3 ampere dan trafo memiliki efisiensi 60%, daya yang hilang akibat panas atau penyebab lainnya adalah....

A. 264 watt B. 396 watt C. 464 watt D. 482 watt E. 660 watt

Identifikasi



: 3.4.9 Menggunakan persamaan efisiensi transformator dalam perhitungan

Diketahui : Tegangan primer, tegangan sekunder, arus primer dan efisiensi trafo

Ditanyakan : Daya yang hilang


: Efisiensi trafo

C. Contoh Soal UN tahun 2018

No Soal

1 Sebuah kumparan terdiri atas 50 lilitan berada dalam fluks magnetik yang berubah terhadap waktu, yang dinyatakan dengan: 𝜙 = 5𝑡2 +10𝑡 + 1 dimana dalam weber dan t dalam detik. Besar ggl induksi yang terjadi pada ujung-ujung kumparan saat t = 2 detik adalah....

A. 1500 volt B. 1000 volt C. 950 volt D. 900 volt E. 700 volt

Identifikasi



: 3.4.3 Menentukan besar GGL induksi dari persamaan fluks magnet yang berubah menurut fungsi waktu.

Unit Pembelajaran


89

Diketahui : Persamaan fluks magnetik

Ditanyakan : Besar ggl induksi


: Hukum Faraday

No Soal

2 Grafik berikut ini hubungan antara GGL () terhadap waktu (t) yang dipasang pada tegangan AC.

Jika kumparan itu diputar dengan kecepatan sudut empat kali dan jumlah lilitannya dijadikan ½ kali semula, maka grafiknya adalah....

Identifikasi



90


: 3.4.4 Menentukan grafik dari persamaan GGL induksi magnet yang berubah menurut fungsi waktu.

Diketahui : Grafik GGL induksi

Ditanyakan : Grafik GGL induksi jika kecepatan sudut dan jumlah lilitannya diubah


: GGL Induksi

Unit Pembelajaran


91

BAHAN PEMBELAJARAN

Bahan pembelajaran yang diuraikan di sini merupakan contoh panduan

pembelajaran yang dapat diimplementasikan oleh Saudara ketika akan

membelajarkan topik induksi elektromagnetik. Bahan pembelajaran

dikembangkan dengan prinsip berpusat pada peserta didik dan berusaha

memfasilitasi kemampuan berpikir tingkat tinggi. Bahan pembelajaran ini

berisikan rincian aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik yang

digunakan, dan bahan bacaannya.

A. Aktivitas Pembelajaran

Aktivitas pembelajaran berisi rincian alternatif kegiatan pembelajaran yang

dilakukan guru dan peserta untuk mencapai kompetensi pada topik induksi

elektromagnetik. Sebelum menguraikan aktivitas pembelajaran, terlebih

dahulu disusun desain aktivitas pembelajaran yang dapat dilihat pada Tabel 3.

Berdasarkan Tabel 3, dapat terlihat aktivitas pembelajaran untuk mencapai

masing-masing indikator yang telah ditetapkan, yang dapat dicapai dalam

empat kali pertemuan. Aktivitas pembelajaran akan diuraikan lebih rinci,

menjadi empat skenario pembelajaran. Pengembangan skenario

pembelajaran mengacu pada kriteria yang ditetapkan pada Standar Proses

(Permendikbud nomor 22 tahun 2016). Berikut ini rincian aktivitas

pembelajaran untuk masing-masing pertemuan.


92

Tabel 3. Indikator Desain Aktivitas Pembelajaran


Materi/ Submateri



Media Alokasi Waktu

3.4.1 Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi besar kecilnya ggl induksi

3.4.2 Menjelaskan timbulnya ggl induksi dalam kumparan

3.4.3 Menentukan besar GGL induksi dari persamaan fluks magnet yang berubah menurut fungsi waktu

3.4.4 Menentukan grafik dari persamaan GGL induksi magnet yang berubah menurut fungsi waktu

3.4.5 Menentukan arah arus induksi dalam kumparan berdasarkan hukum Lenz

GGL induksi 1. Praktikum tentang GGL induksi

2. Memerinci faktor-faktor yang mempengaruhi besar kecilnya GGL induksi

3. Diskusi tentang besar, arah, dan grafik GGL induksi

1. Tes Pengetahuan

A. Tes tulis PG

B. Tes tulis Uraian Terbuka

2. Observasi kegiatan praktik

3. Observasi keterampilan presentasi

4. Penilaian produk

5. Penilaian sikap

Lembar Kerja Peserta Didik

Alat dan bahan praktikum

12 x 45’

Dilaksanakan dengan 4 pertemuan

3.4.6 Menjelaskan cara kerja generator berdasarkan konsep induksi elektromagnetik

Generator 4. Diskusi tentang tentang generator

3.4.7 Mengidentifikasi kerugian pada transformator 3.4.8 Menjelaskan cara kerja transformator

berdasarkan konsep induksi elektromagnetik 3.4.9 Menggunakan persamaan efisiensi transformator

dalam perhitungan

Transformator

5. Diskusi tentang transformator

3.4.10 Menganalisis fenomena induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari

3.4.11 Membandingkan prinsip kerja generator listrik AC dan DC

Perapan induksi elektromagnetik

6. Diskusi tentang penerapan induksi elektromagnetik

Unit Pembelajaran


93


Induksi elektromagnetik adalah peristiwa timbulnya gaya gerak listrik (GGL)

induksi pada ujung-ujung kawat penghantar bila terjadi laju perubahan fluks

magnet yang dilingkupi kumparan tersebut. Fakto-faktor apa saja yang

mempengaruhi besar kecilnya GGL induksi yang timbul dalam suatu

kumparan? Untuk menjawab pertanyaan tersebut lakukanlah aktivitas

pembelajaran 1.

Aktivitas pembelajaran 1 ini akan mencapai indikator 3.4.1 s.d. 3.4.5 dan 4.4.1

s.d. 4.4.6 pada submateri GGL induksi dan Hukum Lenz. Pertemuan ke-1 ini

menggunakan model pembelajaran Discovery Learning dengan sintak 1)

Pemberian rangsangan (Stimulation); 2) Pernyataan/Identifikasi masalah

(Problem Statement); 3) Pengumpulan data (Data Collection); 4) Pengolahan

data (Data Processing); 5) Pembuktian (Verification), dan 6) Menarik

simpulan/generalisasi (Generalization) (Aryana, dkk, 2018).

GGL INDUKSI


Setelah melakukan percobaan, diharapkan peserta mampu menganalisis

fenomena induksi elektromagnetik dan mempresentasikan hasilnya.

Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran : 4 x 45 menit (2 pertemuan)


Kumparan 300, 600, 1200, dan 12000 lilitan (@ 1 buah)

Inti besi lunak untuk transformator (1 buah)

Galvanometer/voltmeter (1 buah)

Magnet batang 2 buah berbeda kekuatan

Kabel penghubung secukupnya


94


1. Memberikan stimulus dengan menayangkan video tentang cara kerja

dinamo sepeda, peserta didik diminta untuk mengemukakan pendapat

berdasarkan pengamatan video tersebut (Apa yang anda amati dari

video tersebut?)

2. Berdasarkan pendapat yang dikemukakan peserta didik, guru

mengarahkan peserta didik pada materi yang akan dipelajari yaitu

tentang gaya gerak listrik (GGL) induksi

3. Menyampaikan tujuan pembelajaran pada pertemuan yang

berlangsung.

4. Untuk mengidentifikasi masalah, peserta didik diarahkan untuk

bertanya yang berkaitan dengan pengamatan video. Pertanyaan yang

diharapkan:

o Prediksikan mengapa lampu sepeda bisa menyala tanpa

dihubungkan dengan baterai?

o Mengapa ketika sepedanya bergerak lebih cepat nyala lampu

semakin terang dan sebaliknya?

o Apa saja komponen yang ada dalam dinamo?

o Prediksikan bagaimana cara kerja dari dinamo sehingga dapat

menyalakan lampu sepeda?

o Faktor-faktor apakah yang berperan besar dalam konversi

energi dalam dinamo sepeda?

5. Membagi peserta didik kedalam kelompok kecil secara heterogen.

6. Membagikan LKPD 1 dan LKPD 2 tentang gaya gerak listrik (GGL)

induksi.

7. Memfasilitasi peserta didik melakukan percobaan tentang gaya gerak

listrik (GGL) induksi.

8. Memfasilitasi peserta didik mendiskusikan pertanyaan-pertanyaan

yang terdapat dalam LKPD.

Unit Pembelajaran


95

9. Memfasilitasi peserta didik membuat laporan hasil percobaan.

10. Meminta perwakilan peserta didik dari salah satu kelompok untuk

mempresentasikan hasil diskusi kelompoknnya dan meminta peserta

didik dari kelompok lain untuk menanggapinya.

11. Hasil diskusi yang diharapkan:

o Penyebab timbulnya gaya gerak listrik (GGL) induksi

o Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya gaya gerak listrik

induksi

o Persamaan hukum Faraday

o Cara menetukan arah arus induksi dalam kumparan

berdasarkan Hukum Lenz

12. Menyampaikan penguatan dan koreksi dari materi ajar dan hasil

diskusi yang dilakukan mengenai Gaya gerak listrik (GGL) induksi.

13. Mengarahkan peserta didik untuk membuat kesimpulan dan

rangkuman materi ajar dari pembelajaran yang baru saja diselesaikan.


Salah satu penerapan konsep induksi elektromagnetik adalah transformator.

Transformator adalah alat untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolak

balik (ac). Transformator untuk menaikkan tegangan disebut trasformator

step up dan untuk menurunkan tegangan disebut transformator step down.

Transformator bekerja berdasarkan hukum induksi Faraday. Pada saat

tegangan ac diberikan pada kumparan primer maka akan timbul perubahan

medan magnetik, perubahan medan magnetik ini akan menginduksi tegangan

ac yang berfrekuensi sama ke kumparan sekunder. Bagaimanakah hubungan

antara jumlah lilitan dan tegangan pada kumparan primer dan kumparan

sekunder? Untuk menjawab pertanyaan tersebut lakukanlah aktivitas

pembelajaran 2.


96

Aktivitas pembelajaran 2 ini akan mencapai indikator 3..4.7 s.d. 3.4.9 pada

submateri transformator. Pertemuan ke-2 ini menggunakan model





(Generalization) (Aryana, dkk, 2018).

Transformator


Setelah melakukan percobaan, diharapkan peserta mampu menjelaskan

hubungan antara jumlah lilitan dan beda potensial pada kumparan primer dan

sekunder.



Kumparan 300, 600, 1200, dan 12000 lilitan

Voltmeter AC (0 – 150 v) (2 buah)

Amperemeter AC (2 buah)

Catu daya (1 buah)




1. Memberikan stimulus dengan menayangkan video tentang cara kerja

transformator dari link: https://youtu.be/UchitHGF4n8 atau

https://youtu.be/Cx4_7lIjoBA. Peserta didik diminta untuk

mengemukakan pendapat berdasarkan pengamatan video tersebut

(Apa yang anda amati dari video tersebut?)

https://youtu.be/UchitHGF4n8

https://youtu.be/Cx4_7lIjoBA

Unit Pembelajaran


97

2. Mengajukan pertanyaan ”Apa bedanya transformator step up dan step

down?”

3. Menyampaikan tujuan pembelajaran pada pertemuan yang

berlangsung.

4. Untuk mengidentifikasi masalah, peserta didik diarahkan untuk

bertanya yang berkaitan dengan pengamatan video. Pertanyaan yang

diharapkan:

o Bagaimana transformator bisa mengubah tegangan?

o Bagaimana hubungan antara tegangan dan jumlah lilitan pada

kumparan primer dan sekunder?

o Apakah daya input sama dengan daya output?

5. Membagi peserta didik kedalam kelompok kecil secara heterogen.

6. Membagikan LKPD 3 tentang transformator.

7. Memfasilitasi peserta didik melakukan percobaan tentang

transformator.

8. Memfasilitasi peserta didik mendiskusikan pertanyaan-pertanyaan

yang terdapat dalam LKPD.

9. Memfasilitasi peserta didik membuat laporan hasil percobaan.

10. Meminta perwakilan peserta didik dari salah satu kelompok untuk

mempresentasikan hasil diskusi kelompoknnya dan meminta peserta

didik dari kelompok lain untuk menanggapinya.

11. Hasil diskusi yang diharapkan:

o Prinsip kerja transformator

o Hubungan antara tegangan dan jumlah lilitan pada kumparan

primer dan sekunder.

o Persamaan efisiensi transformator

12. Menyampaikan penguatan dan koreksi dari materi ajar dan hasil

diskusi yang dilakukan mengenai transformator.

13. Mengarahkan peserta didik untuk membuat kesimpulan dan

rangkuman materi ajar dari pembelajaran yang baru saja diselesaikan.


98


Pada materi sebelumnya kita sudah mempelajari bagaimana cara

menghasilkan sebuah GGL induksi. GGL induksi bisa dihasilkan dengan cara

menggerakkan magnet di dalam sebuah kumparan atau sebaliknya

memutarkan kumparan di dalam suatu medan magnet. Pada aktivitas

pembelajaran 3 kita akan melaksanakan pembelajaran berbasis projek (PjBL)

membuat pembangkit listrik sederhana (generator DC).

Generator


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu:

1. Merancang generator listrik sederhana

2. Membuat generator listrik sederhana dengan menggunakan prinsip

induksi elektromagnetik

3. Membuat laporan tugas proyek generator listrik sederhana



Alat dan bahan pembuatan generator mini dibebaskan kepada siswa untuk

memilihnya sendiri sesuai dengan rancangan masing-masing.

Aktivitas pembelajaran 3 ini akan mencapai indikator 3.4.6, 3.4.10, 4.4.7 dan

4.4.8 pada submateri generator listrik. Pertemuan ke-3 ini menggunakan

pembelajaran berbasis proyek (PjBL) dengan tahap-tahap: 1) penentuan

pertanyaan mendasar, 2) mendesain perencanaan proyek, 3) menyusun

jadwal, 4) memonitor peserta didik dan kemajuan proyek, 5) menguji hasil,

dan 6) mengevaluasi pengalaman

Unit Pembelajaran


99


1. Memberikan pertanyaan mendasar, diantaranya:

• Bagaimana prinsip kerja generator listrik?

• Komponen-komponen apa saja yang terdapat dalam generator

listrik?

• Bagaimana kita membuat generator listrik?

• Bagaimana kita membuat generator listrik sederhana (model

generator listrik)?

2. Dalam mendesain perencanaan proyek, yang harus dilakukan

diantaranya:

• Mengarahkan peserta didik berdiskusi merencanakan sebuah

proyek membuat generator listrik sederhana

• Memberikan penjelasan/aturan main berkaitan dengan proyek

“generator listrik sederhana”, misal dilakukan secara

berkelompok, waktu pengerjaannya dan penyelesaian proyek

serta jenis-jenis penilaian yang akan dilakukan.

• Memfasilitasi peserta didik mengumpulkan informasi mengenai

komponen-komponen dan prinsip kerja sebuah generator

listrik

• Memfasilitasi peserta didik membuat rancangan proyek

pembuatan generator listrik sederhana secara kolaboratif

dengan guru

• Memfasilitasi peserta didik membuat strategi penyelesaian

proyek “Generator Listrik Sederhana”, misalnya:

i. Penentuan ketua kelompok

ii. Tempat pengerjaan proyek

iii. Waktu pengerjaan perancangan

iv. Komponen/bahan-bahan yang dibutuhkan untuk

membuat generator sederhana


100

• Memfasilitasi peserta didik melaporkan hasil rancangan

generator listrik sederhana dan jadwal proyek di depan kelas

• Memberikan masukan kepada peserta didik terhadap

rancangan proyek

3. Selanjutnya mengarahkan peserta didik untuk menentukan jadwal

penyelesaian proyek di kelompoknya masing-masing. Berikut ini

contoh jadwal dalam kegiatan proyek pembuatan generator listrik

sederhana.

Kegiatan Rincian Kegiatan Waktu

Perancangan proyek (di pertemuan keempat)

• Mengkaji konsep induksi elektromagnetik dari buku sumber, internet atau para ahli pembuatan generator

• Merancang pembuatan generator listrik sederhana

• Melaporkan rancangan generator listrik sederhana

1 Juli

Tugas proyek di rumah (di luar kelas)

• Memperbaiki rancangan generator listrik sederhana

• Membuat generator listrik sederhana berdasarkan rancangan yang sudah diperbaiki

• Mencatat proses pembuatan generator listrik sederhana

2 Juli

3 Juli

3 Juli

Pelaporan proyek (pertemuan kelima)

• Peserta didik melakukan ujicoba generator listrik sederhana

• Peserta didik mencatat dan mengolah data hasil ujicoba

• Membuat laporkan proyek pembuatan generator listrik sederhana

4 Juli

4 Juli

4 Juli

4. Selama penyelesaian proyek, memonitor aktivitas yang penting dari

peserta didik, misal:

• waktu dan tempat pengerjaan proyek

• menanyakan kesulitan yang mereka temui pada saat pembuatan

proyek generator listrik sederhana

Unit Pembelajaran


101

5. Pada saat menguji hasil, meminta peserta didik mempresentasikan

hasil proyek pembuatan generator listrik sederhana di depan kelas

yang berkaitan dengan

• desain/rancangan “generator listrik sederhana”,

• pelik-pelik pembuatan generator sederhana,

• pengujian keberfungsian “generator sederhana” yang telah

mereka buat.

6. Menfasilitasi peserta didik menjawab pertanyaan-pertanyaan yang

diberikan guru dan peserta didik lainnya berkaitan dengan generator

listrik sederhana yang telah mereka buat

7. Menilai laporan rancangan generator listrik sederhana, laporan hasil

pembuatan generator listrik sederhana sesuai rancangan

8. Memberikan saran-saran untuk perbaikan pembuatan generator listrik

sederhana.

9. Pada bagian mengevaluasi pengalaman

• Peserta didik diminta untuk mengungkapkan pengalamannya

selama menyelesaikan proyek generator listrik sederhana.

• Pada akhir proses pembelajaran, guru dan peserta didik

melakukan refleksi terhadap aktivitas selama merancang dan

membuat generator listrik sederhana.

• Guru dan peserta didik mengembangkan diskusi untuk

memperbaiki kinerja selama pembuatan generator listrik

sederhana dan proses pembelajaran, sehingga pada akhirnya

ditemukan suatu temuan baru menjawab pertanyaan yang

diajukan pada tahap awal pembelajaran.


102

B. Lembar Kerja Peserta Didik


GGL INDUKSI (HUKUM FARADAY)

Tujuan

1. Menjelaskan penyebab timbulnya gaya gerak listrik (GGL) induksi

2. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya gaya

gerak listrik induksi pada kumparan

3. Memformulasikan persamaan hukum faraday

Alat dan Bahan

Kumparan 300, 600, 1200, dan 12000 lilitan (@ 1 buah)


Galvanometer/voltmeter (1 buah)

Magnet batang 2 buah berbeda kekuatan


Prosedur Percobaan

1. Siapkanlah peralatan sesuai dengan daftar alat/bahan.

2. Rancanglah suatu percobaan untuk menyelidiki peristiwa ggl induksi

pada suatu kumparan menggunakan alat dan bahan yang sudah

disebutkan di atas.

3. Lakukan percobaan sehingga Saudara dapat:

a. membedakan pengaruh jumlah lilitan kumparan terhadap ggl

induksi.

b. membedakan pengaruh kuat medan magnet terhadap ggl

induksi.

Unit Pembelajaran


103

c. membedakan kecepatan perubahan medan magnet terhadap ggl

induksi.

d. membedakan arah gerakan magnet batang terhadap arah

simpangan jarum galvanometer.

4. Buatlah tabel pengamatan yang disesuaikan dengan empat percobaan

yang Anda lakukan.

Pertanyaan

1. Apa fungsi dari galvanonometer?

.................................................................................................................................................

2. Bagaimana posisi jarum galvanometer saat magnet diam di dalam

kumparan?

.................................................................................................................................................

3. Bagaimana posisi jarum galvanometer saat magnet batang digerakan

keluar masuk kumparan? Mengapa demikian?

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

4. Jelaskan bagaimana pengaruh kecepatan gerakan magnet batang

terhadap besar simpangan jarum galvanometer!

..................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

5. Jelaskan bagaimana pengaruh kekuatan magnet batang terhadap besar

simpangan jarum galvanometer!

..................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

6. Jelaskan bagaimana pengaruh jumlah lilitan terhadap besar simpangan

jarum galvanometer!

..................................................................................................................................................

................................................................................................................................................


104

Kesimpulan

Berdasarkan analsis hasil percobaan buatlah kesimpulan tentang:

1. Penyebab timbulnya GGL induksi.

..................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

2. Faktor-faktor yang menyebakan besarnya GGL induksi.

..................................................................................................................................................

................................................................................................................................................

3. Simpangan jarum galvanometer pada percobaan GGL Induksi

menunjukkan bahwa dalam rangkaian ada arus yang mengalir

walaupun tidak ada sumber arus (misal: baterai). Beda potensial ini

ditimbulkan oleh adanya perubahan fluks magnetik.

a. Berdasarkan hasil percobaan, tuliskan hubungan antara gaya

gerak listrik (GGL) induksi dengan jumlah lilitan kumparan.

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

b. Kecepatan gerak magnet pada kumparan menyebabkan adanya

perubahan fluks magnetik pada kumparan. Tuliskan hubungan

antara gaya gerak listrik (GGL) induksi dengan kecepatan gerak

magnet pada kumparan!

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

c. Tuliskan persamaan hubungan antara jumlah lilitan kumparan

dan kecepatan gerak magnet pada kumparan dengan gaya gerak

listrik (GGL) induksi!

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

Unit Pembelajaran


105


GGL INDUKSI (HUKUM LENZ)

Tujuan

Menentukan arah arus induksi dalam kumparan berdasarkan Hukum Lenz

Alat dan Bahan

Kumparan

Magnet batang

Galvanometer

Kabel Penghubung

Prosedur Percobaan

1. Siapkanlah peralatan sesuai dengan daftar alat/bahan!

2. Rangkaikan alat seperti pada gambar 1!

3. Gerakkan kutub utara magnet masuk ke dalam kumparan, selama

geraknya amati penyimpangan jarum galvanometer. Catat hasil

pengamatan secara kualitatif ke dalam tabel hasil pengamatan

4. Gerakkan kutub utara magnet keluar dari kumparan, selama geraknya

amati penyimpangan jarum galvanometer. Catat hasil pengamatan

secara kualitatif ke dalam tabel hasil pengamatan


106

5. Gerakkan kutub selatan magnet masuk ke dalam kumparan, selama



6. Gerakkan kutub selatan magnet keluar dari kumparan, selama




No Kutub Magnet Gerakan Magnet Penyimpangan Jarum

Galvanometer 1 Utara Masuk

2 Utara Keluar

3 Selatan Masuk

4 Selatan Keluar

Pertanyaan

1. Apa fungsi dari galvanonometer?

..................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

2. Ketika kutub utara magnet didekatkan dan masuk ke dalam kumparan,

apakah ada perubahan pada jarum galvanometer? Jika ada, kemanakah

arah perubahan jarum galvanometer?

..................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

3. Mengapa ketika kutub utara magnet digerakkan masuk ke dalam

kumparan dapat merubah posisi jarum pada galvanometer dengan

arah sedemikian rupa?

..................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

Unit Pembelajaran


107

4. Saat magnet berada diam di dalam kumparan, apakah ada perubahan

posisi pada jarum galvanometer? Mengapa?

..................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

5. Ketika kutub utara magnet digerakkan keluar dari kumparan, apakah

ada perubahan pada jarum galvanometer? Jika ada, kemanakah arah

perubahan jarum galvanometer?

..................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

6. Mengapa ketika kutub utara magnet digerakkan keluar kumparan

dapat merubah posisi jarum pada galvanometer dengan arah

sedemikian rupa?

..................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

7. Ketika kutub selatan magnet didekatkan dan masuk ke dalam

kumparan, apakah ada perubahan pada jarum galvanometer? Jika ada,

kemanakah arah perubahan jarum galvanometer?

..................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

8. Mengapa ketika kutub selatan magnet digerakkan masuk ke dalam

kumparan dapat merubah posisi jarum pada galvanometer dengan

arah sedemikian rupa?

..................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

9. Ketika kutub selatan magnet digerakkan keluar dari kumparan, apakah

ada perubahan pada jarum galvanometer? Jika ada, kemanakah arah

perubahan jarum galvanometer?

..................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................


108

10. Mengapa ketika kutub selatan magnet digerakkan keluar kumparan

dapat merubah posisi jarum pada galvanometer dengan arah

sedemikian rupa?

..................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

11. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka gambarkan arah

garis-garis gaya magnet ketika kutub utara magnet masuk dan keluar

dari kumparan!

a. Kutub utara masuk ke kumparan

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

b. Kutub utara keluar dari kumparan

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

12. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka gambarkan arah

garis-garis gaya magnet ketika kutub selatan magnet masuk dan

keluar dari kumparan!

a. Kutub selatan masuk ke kumparan

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

b. Kutub selatan keluar dari kumparan

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

Kesimpulan

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

Unit Pembelajaran


109


TRANSFORMATOR STEP-UP STEP-DOWN

Tujuan

Menyelidiki hubungan perbandingan jumlah lilitan primer dan sekunder

dengan perbandingan tegangan primer dan sekunder.

Alat dan Bahan




Catu daya (1 buah)



Percobaan/ Prosedur

1. Rakitlah alat dan bahan seperti pada gambar di bawah.

2. Pasanglah kumparan primer dan kumparan sekunder dengan jumlah

lilitan yang berbeda (jumlah lilitan primer lebih kecil dari jumlah lilitan

sekunder), lalu ukurlah besar tegangan pada kumparan primer dan

sekunder catat hasil pengukurannya pada tabel pengamatan 1.

3. Ulangi langkah no. 2 dengan menukar lilitan kumparan primer dengan

kumparan sekunder, catat hasil pengukurannya pada tabel

pengamatan 2.


110

Tabel Pengamatan 1

No Kumparan

Primer (NP)

Kumparan Sekunder

(NS)

Tegangan Primer

(VP)

Tegangan Sekunder

(VS)

𝐍𝐒

𝐍𝐏

𝐕𝐒

𝐕𝐏

1. 300 1200 2. 600 1200 3. 600 12000

Tabel Pengamatan 2

No Kumparan

Primer (NP)

Kumparan Sekunder

(NS)

Tegangan Primer

(VP)

Tegangan Sekunder

(VS)

𝐍𝐒

𝐍𝐏

𝐕𝐒

𝐕𝐏

1. 1200 300 2. 1200 600 3. 12000 1200

4. Apakah yang dimaksud dengan efisiensi transformator dari hasil

percobaan di atas? Jelaskan!

5. Kesimpulan apakah yang Anda peroleh dari data hasil percobaan pada

tabel 1 dan tabel 2?

Unit Pembelajaran


111


Efisiensi Transformator

Tujuan

Menghitung efisiensi transformator

Alat dan Bahan




Catu daya (1 buah)

Hambatan 33Ω , 1 buah

Hambatan 47Ω, 1 buah



Saklar

Percobaan/ Prosedur

1. Rangkailah alat-alat diatas seperti skema di bawah.

2. Hubungkan tegangan AC 3 volt yang berasal dari catu daya ke

kumparan primer transformator kemudian tutup saklar, catatlah

tegangan yang ditunjukkan oleh voltmeter dan arus yang ditujukkan

oleh amperemeter, tuliskan hasilnya pada tabel pengamatan.


112

3. Ulangi langkah 1 dan 2 dengan mengubah hambatan beban (RL = 47

).

Beban VP (volt)

VS (volt)

IP (mA)

IP (mA)

4. Hitunglah daya yang masuk kedalam transformator pada kumparan

primer, hitung pula daya yang keluar dari transformator pada

kumparan sekunder.

5. Hitung efisiensi transformator

Kesimpulan

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

Unit Pembelajaran


113

C. Bahan Bacaan

Hukum Faraday

Percobaan yang dilakukan oleh Michael Faraday di Inggris pada tahun 1831

dan secara terpisah oleh Joseph Henry di Amerika Serikat pada tahun yang

sama, peristiwa tersebut menunjukkan bahwa ggl akan timbul jika terjadi laju

perubahan fluks. Seperti yang akan kita lihat, ggl dapat diinduksi dalam

banyak cara, misalnya dengan menggerakkan batang magnet kedalam

kumparan, menggerakkan batang kumparan ke dalam medan magnet tetap,

atau memutar lilitan kawat di dalam medan magnet tetap.

Gambar 5 GGL Induksi (a) Ketika sebuah magnet digerakkan ke dalam loop kawat yang terhubung ke sebuah galvanometer, jarum galvanometer menyimpang hal ini menunjukkan adanya arus induksi dalam loop kawat. (b) Ketika magnet diam terhadap loop, tidak ada arus induksi dalam loop. (c) Ketika magnet digerakkan menjauhi loop, jarum galvanometer menyimpang ke arah yang berlawanan, menunjukkan bahwa arus induksi mengalir dalam arah yang berlawanan.

Sumber: Halliday, D., Resnick, R. (1988). Fundamentals of Physics


114

Mari kita perhatikan bagaimana ggl dapat diinduksi oleh medan magnetik

yang berubah. Gambar 5 menunjukkan sebuah loop kawat yang terhubung ke

sebuah galvanometer. Ketika magnet batang digerakkan ke arah loop, jarum

galvanometer menyimpang ke arah kanan seperti ditunjukkan pada Gambar

5a. Ketika magnet batang ditarik menjauhi loop, jarum galvanometer

menyimpang ke arah yang berlawanan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar

5c. Ketika magnet diam terhadap loop, jarum galvanometer tidak menyimpang

(Gambar 54b). Penyimpangan jarum juga terjadi jika magnet diam dan loop

yang digerakkan baik menuju atau menjauhi magnet.

Dari percobaan ini, dapat kita simpulkan bahwa jarum galvanometer akan

menyimpang jika terjadi perubahan fluks (garis gaya magnet) di dalam loop.

Hasil ini sangat luar biasa karena fakta menunjukkan bahwa timbul arus dalam

loop kawat walaupun tidak ada baterai dalam rangkaian tersebut. Arus yang

timbul akibat perubahan medan magnetik ini disebut arus induksi karena

diproduksi oleh ggl induksi.

Selanjutnya mari kita perhatikan percobaan yang dilakukan oleh Faraday

seperti diilustrasikan pada Gambar 6.

Gambar 6 Percobaan Faraday Ketika saklar di rangkaian primer ditutup, jarum galvanometer di rangkaian sekunder menyimpang sesaat. GGL induksi di rangkaian sekunder disebabkan oleh medan magnetik yang berubah melalui kumparan sekunder.


Kumparan primer dihubungkan dengan baterai dan dililitkan pada cincin

logam, dan ketika saklar ditutup arus dalam kumparan akan menghasilkan

Unit Pembelajaran


115

medan magnetik. Kumparan sekunder juga dililitkan pada cincin dan

dihubungkan ke galvanometer. Tidak ada baterai yang terhubung ke

kumparan sekunder dan kumparan sekunderpun tidak terhubung ke

kumparan primer jadi pasti tidak akan ada arus listrik yang terdeteksi oleh

galvanometer. Tapi ketika saklar pada kumparan primer tiba-tiba ditutup atau

dibuka ternyata jarum galvanometer menyimpang hal ini menunjukkan

bahwa ada arus pada kumparan sekunder.

Arah penyimpangan jarum galvanometer pada saat saklar ditutup berlawanan

arah dengan simpangan jarum ketika saklar dibuka dan jarum akan berhenti

bergerak jika tidak ada arus dalam kumparan primer. Mengapa terjadi

demikian? Pada saat saklar ditutup, arus dalam kumparan primer

menghasilkan medan magnetik di daerah kumparan tersebut, dan medan

magnetik ini menginduksi daerah kumparan sekunder. Ketika saklar ditutup

dan dibuka maka akan terjadi perubahan besar arus, hal ini menyebabkan

terjadi perubahan medan magnetik di dalam kumparan. Perubahan medan

magnetik ini menimbulkan arus induksi di dalam kumparan sekunder.

Berdasarkan percobaan ini, Faraday menyimpulkan bahwa arus listrik dapat

dinduksikan ke dalam kumparan sekunder dengan cara mengubah besar

medan magnetik yang menembus kumparan tersebut. Secara umum Faraday

mengemukakan hukumnya tentang induksi yaitu: besarnya ggl induksi yang

timbul pada ujung-ujung kumparan sebanding dengan kecepatan perubahan

fluks magnetik yang dilingkupinya.

Pernyataan ini dinyatakan secara matematik sebagai:

𝜀 = −𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡

di mana 𝚽𝑩 = ∫ 𝑩. 𝒅𝑨, yaitu fluks magnetik melalui rangkaian.

Jika rangkaian terdiri dari N lilitan, maka besar ggl induksi total yang timbul

dinyatakan sebagai:


116

𝜀 = −𝑁𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡

dinyatakan dalam volt jika 𝒅𝚽𝑩

𝒅𝒕 dalam Wb/s. Tanda negatif (-) pada

persamaan tersebut menandakan bahwa arah arus induksi yang dihasilkan

sedemikian rupa sehingga menimbulkan medan magnetik induksi yang

berlawanan dengan perubahan medan magnetik penyebabnya (hukum Lenz).

Misalkan loop meliputi daerah A terletak pada medan magnetik seragam B,

seperti tampak pada Gambar 7. Fluks magnetik melalui loop sama dengan BA

cos .

Gambar 7 Fluks Magnetik Sebuah loop konduktor yang melingkupi daerah A ditembus oleh medan magnet seragam B. Sudut antara B dan normal loop adalah .


Oleh karena itu ggl induksi dapat dinyatakan sebagai:

𝜀 = −𝑑

𝑑𝑡(𝐵𝐴 𝑐𝑜𝑠 𝜃)

Dari persamaan ini, kita melihat bahwa ggl dapat diinduksikan dalam

kumparan melalui beberapa cara:

Mengubah besarnya induksi magnetik (B) terhadap waktu.

Mengubah luas bidang kumparan yang melingkupi garis gaya medan

magnetik terhadap waktu.

Mengubah sudut antara arah medan magnetik dengan garis normal

bidang kumparan terhadap waktu.

Gabungan perubahan dari besaran-besaran di atas.

Unit Pembelajaran


117

GGL Induksi pada Konduktor yang Bergerak dalam Medan

Magnetik

Pada bagian ini, kita akan membahas ggl induksi yang muncul dalam

konduktor yang bergerak melalui medan magnetik. Untuk itu coba perhatikan

sebuah konduktor lurus panjang bergerak dengan kecepatan konstan melalui

medan magnetik seragam yang menembus masuk halaman buku seperti

tampak pada Gambar 8.

Gambar 8 GGL Induksi pada Konduktor

Sebuah konduktor listrik lurus dengan panjang l bergerak dengan kecepatan v melalui medan magnetik seragam B yang tegak lurus terhadap v.


Kita asumsikan bahwa konduktor bergerak dengan kecepatan v tegak lurus

terhadap medan magnetik B. Elektron-elektron di dalam konduktor

mengalami gaya sepanjang konduktor sebesar |𝐹𝑏| = |𝑞𝑣 𝑥 𝐵| = 𝑞𝑣𝐵.

Berdasarkan Hukum kedua Newton, elektron-elektron mengalami percepatan

akibat pengaruh gaya tersebut dan bergerak sepanjang kawat.

Elektron-elektron bergerak ke ujung bawah kawat, mereka menumpuk di

sana, meninggalkan muatan positif di ujung atas konduktor. Akibat pemisahan

muatan ini menghasilkan medan listrik E dalam konduktor. Muatan-muatan

yang menumpuk di ujung-ujung konduktor bertambah sampai terjadi

keseimbangan antara gaya magnetik qvB dan gaya listrik qE yang bekerja pada

sebuah elektron dalam konduktor tersebut seperti tampak pada Gambar 8.

Pada keadaan ini, muatan berhenti mengalir. Dalam keadaan ini, gaya total

pada elektron adalah nol sesuai dengan hubungan antara medan listrik dengan

medan magnet:


118

∑ 𝑭 = 𝑭𝑒 − 𝑭𝑩 = 0 → 𝑞𝐸 = 𝑞𝑣𝐵 → 𝐸 = 𝑣𝐵

Karena medan listrik yang dihasilkan dalam konduktor adalah seragam, maka

hal itu berkaitan dengan perbedaan potensial pada ujung-ujung konduktor

menurut hubungan ∆V = El. Dengan demikian,

∆𝑉 = 𝐸𝑙 = 𝐵𝑙𝑣

di mana ujung atas memiliki potensial yang lebih tinggi daripada ujung bawah.

Perbedaan potensial ini dipertahankan selama konduktor bergerak melalui

medan magnetik. Jika gerakannya terbalik, maka polaritas ∆V juga terbalik.

Apa yang terjadi jika konduktor yang bergerak tersebut merupakan bagian

dari sebuah kumparan yang tertutup. Misalkan konduktor sepanjang l

dipasang pada kumparan tertutup seperti tampak pada Gambar 9. Anggap

hambatan konduktor sama dengan nol sementara hambatan kumparan

tetapnya R. Kemudian konduktor tersebut ditarik dengan gaya F sehingga

bergerak dengan kecepatan v dengan arah tegak lurus terhadap medan

magnetik tetap B. Karena konduktor yang bergerak merupakan bagian dari

kumparan tertutup maka akan timbul arus listrik pada kumparan tersebut.

Gambar 9 GGL Induksi pada Kumparan Tertutup

(a) Sebuah batang konduktor bergerak pada kumparan dengan kecepatan v karena ditarik dengan gaya F. (b) Diagram rangkaian tertutup sebagai representasi dari gambar (a).


Laju perubahan fluks magnetik melalui loop dan ggl induksi yang timbul

sebanding dengan perubahan luas daerah kumparan yang bergerak melalui

medan magnetik. Jika konduktor ditarik sejauh x maka besar fluks magnetik

sekarang adalah 𝚽𝑩 = 𝑩𝒍𝒙. Sehingga besarnya ggl induksi yang timbul adalah

Unit Pembelajaran


119

𝜀 = −𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡= −

𝑑

𝑑𝑡(𝐵𝑙𝑥) = −𝐵𝑙

𝑑𝑥

𝑑𝑡= −𝐵𝑙𝑣

Karena hambatan kumparan adalah R maka besar arus induksi pada

kumparan adalah

𝐼 = |𝜀

𝑅| =

𝐵𝑙𝑣

𝑅

Hukum Lenz

Tanda negatif pada hukum Faraday (𝜀 = −𝑁𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡) berhubungan dengan arah

arus induksinya. Arah ggl induksi dan arus induksi dapat diperoleh dari

hukum Lenz: Polaritas ggl induksi adalah sedemikian rupa sehingga

menghasilkan arus induksi yang menimbulkan fluks magnetik yang

menentang perubahan fluks magnetik penyebabnya. Untuk lebih memahami

hukum Lenz, perhatikan Gambar 10.

Gambar 10 Penentuan Arah Arus Induksi (a) Ketika kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan, maka timbul perubahan fluks magnetik di daerah yang dilingkupi kumparan. Perubahan fluks ini menimbulkan arus induksi dalam kumparan yang arahnya seperti terlihat pada gambar. (b) Arus induksi ini menimbulkan medan magnetik sendiri yang arahnya ke kiri melawan perubahan fluks yang ditimbulkan oleh magnet batang. (c) Pada saat magnet digerakkan menjauhi kumparan, maka akan terjadi pengurangan fluks magnetik dalam kumparan, akibatnya pada kumparan timbul arus induksi yang arahnya seperti tampak pada gambar. (d) Arus induksi ini menimbulkan fluks magnetik yang arahnya ke kanan menentang pengurangan fluks magnetik dari magnet batang.



120

Ketika kedudukan magnet dan kumparan diam, tidak ada perubahan fluks

magnetik dalam kumparan. Tetapi ketika kutub utara magnet digerakkan

mendekati kumparan, maka timbul perubahan fluks magnetik di daerah yang

dilingkupi kumparan. Perubahan fluks ini menimbulkan arus induksi dalam

kumparan yang arahnya ditunjukkan seperti Gambar 10a. Arus induksi ini

menimbulkan medan magnetik sendiri yang arahnya ke kiri melawan

perubahan fluks yang ditimbulkan oleh magnet batang (Gambar 10b). Dengan

demikian fluks total yang dilingkupi kumparan selalu konstan. Begitu juga

pada saat magnet digerakkan menjauhi kumparan, maka akan terjadi

pengurangan fluks magnetik dalam kumparan, akibatnya pada kumparan

timbul arus induksi yang arahnya seperti ditunjukkan pada Gambar 10c. Arus

induksi ini menimbulkan fluks magnetik yang arahnya ke kanan menentang

pengurangan fluks magnetik dari magnet batang (Gambar 10d). Dengan

demikian fluks total yang dilingkupi kumparan selalu konstan.

Penerapanan Hukum Faraday

Generator AC

Salah satu penerapan induksi elektromagnetik yang sangat penting adalah

pembangkit arus bolak-balik (AC). Generator AC modern dengan kapasitas

keluaran 100 MW adalah mesin yang sangat berkembang. Pada bagian ini, kita

akan menjelaskan prinsip-prinsip dasar generator. Generator listrik

merupakan perangkat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Untuk memahami bagaimana generator bekerja, mari kita perhatikan

generator arus bolak-balik (AC) sederhana seperti tampak pada Gambar 10.

Dalam bentuk yang paling sederhana, generator ac terdiri dari loop berputar

yang ditempatkan di dalam medan magnetik seragam. Dalam pembangkit

listrik komersial, energi yang dibutuhkan untuk memutar loop dapat berasal

dari berbagai sumber (air terjun dalam pembangkit listrik tenaga air, uap

dalam pembangkit listrik tenaga uap). Pada saat loop berputar dalam medan

Unit Pembelajaran


121

magnetik, fluks magnetik yang dilingkupi oleh loop berubah terhadap waktu

sehingga menimbulkan ggl dan arus induksi dalam loop. Ujung loop

dihubungkan dengan cincin selip yang ikut berputar dengan loop. Koneksi dari

cincin selip ini, yang bertindak sebagai terminal output generator, ke

rangkaian luar yang diwakili oleh sikat tetap yang berkontak dengan cincin

selip ini.

Gambar 11 Skema Diagram Generator AC Sumber: Physics for Scientists and Engineers, Serway

Misalkan loop memiliki N lilitan dengan luas penampang A dan berputar di

dalam medan magnetik dengan kelajuan sudut konstan . Jika adalah sudut

antara medan magnetik dan garis normal loop, maka fluks magnetik yang

menembus loop dalam waktu t adalah

Φ𝐵 = 𝐵𝐴 cos 𝜃 = 𝐵𝐴 cos 𝜔𝑡

Sehingga besar ggl induksi sesaat dalam loop adalah

𝜀 = −𝑁𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡= −𝑁𝐵𝐴

𝑑

𝑑𝑡(cos 𝜔𝑡) = 𝑁𝐵𝐴𝜔 sin 𝜔𝑡

Dari persamaan nampak bahwa harga ggl induksi bervariasi secara sinusoidal

terhadap waktu seperti ditunjukkan oleh Gambar 11.b. Dari persamaan ini

diperoleh bahwa GGL induksi maksimum adalah

𝜀𝑚𝑎𝑥 = 𝑁𝐵𝐴𝜔

yang dicapai ketika sin 𝜔𝑡 = ∓1 atau ketika 𝜔𝑡 = 900 𝑎𝑡𝑎𝑢 2700 . Dengan kata

lain, ketika medan magnetik pada bidang kumparan dan laju perubahan fluks


122

magnetik adalah maksimum. Selanjutnya, ggl sama dengan nol ketika 𝜔𝑡 =

00 𝑎𝑡𝑎𝑢 1800 , yaitu ketika B adalah tegak lurus terhadap bidang kumparan dan

laju perubahan fluks magnetik adalah nol. Untuk lebih jelas bagaimana

hubungan antara perubahan besar ggl induksi dan putaran loop,

perhatikanlah Gambar 12.

Gambar 12 Grafik GGL Induksi Bolak Balik Sumber: Modul PKB KK G

Generator DC

Generator dc sangat mirip dengan generator ac, kecuali kontak pada loop yang

berputar menggunakan satu cincin selip bercelah yang disebut komutator

seperti diilustrasikan pada Gambar 13.

Gambar 13 Skema Diagram Generator DC


Dalam konfigurasi seperti ini tegangan keluaran selalu memiliki polaritas yang

sama dan berdenyut terhadap waktu seperti tampak pada Gambar 12b. Hal ini

Unit Pembelajaran


123

dapat dipahami karena kontak ke cincin selip bercelah berbalik setiap

setengah siklus. Pada saat yang sama, polaritas ggl induksi berbalik; maka,

polaritas cincin selip bercelah (yang sama dengan polaritas tegangan output)

tetap sama. Bentuk grafik keluaran berupa denyut tidak cocok untuk sebagian

besar aplikasi alat elektronik. Untuk mendapatkan keluaran dc yang lebih

halus saat ini, generator dc komersial menggunakan beberapa kumparan

sehingga ketika pulsa ini ditumpangkan, output dc hampir bebas dari fluktuasi.

Transformator

Transformator adalah alat untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolak

balik (ac). Transformator untuk menaikkan tegangan disebut trasformator

step up dan untuk menurunkan tegangan disebut transformator step down.

Sebuah transformator memiliki dua buah kumparan kawat (kawat berisolasi)

yang dililitkan pada inti besi yang dilaminasi seperti tampak pada Gambar 14.

Gambar 14 Transformator Step Up Sumber: Modul PKB KK G

Lilitan pada bagian kiri yang dihubungkan ke sumber tegangan ac disebut

kumparan primer dan lilitan sebelah kanan yang dihubungkan ke beban

disebut kumparan sekunder. Tujuan penggunaan inti besi adalah untuk

meningkatkan fluks magnetik yang melalui kumparan dan sebagai media agar

semua garis gaya magnetik di dalam kumparan primer melewati kumparan

sekunder. Sementara tujuan inti besi dilaminasi adalah untuk mengurangi

kerugian akibat arus Eddy. Kerugian akibat arus Eddy dan juga akibat adanya

perubahan energi listrik menjadi panas pada lilitan kawat tidak bisa


124

dihilangkan sama sekali, sehingga transformator yang digunakan sehari-hari

hanya memiliki efisiensi sekitar 90% sampai 99%.

Transformator bekerja berdasarkan hukum induksi Faraday. Pada saat

tegangan ac diberikan pada kumparan primer maka akan timbul perubahan

medan magnetik. Perubahan medan magnetik ini akan menginduksi tegangan

ac yang berfrekuensi sama ke kumparan sekunder.

Berdasarkan hukum Faraday, ggl induksi atau tegangan pada kumparan

primer adalah 𝑉𝑃 = −𝑁𝑃𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡

di mana B adalah fluks magnetik yang melalui setiap lilitan. Jika kita

menganggap semua garis medan magnetik tetap ada di dalam inti besi, fluks

yang melalui lilitan primer sama dengan fluks yang melalui lilitan sekunder

sehingga tegangan sekunder adalah

𝑉𝑆 = −𝑁𝑆

𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡

Besar tegangan sekunder ini bergantung pada jumlah lilitan pada setiap

kumparan. Jika fluks yang hilang sangat kecil atau diabaikan, maka berlaku

hubungan:

𝑉𝑆

𝑉𝑃=

N𝑆

𝑁𝑃

Jika 𝑁𝑆 > 𝑁𝑃 kita dapatkan transformator step up dan jika 𝑁𝑆 < 𝑁𝑃 kita

dapatkan kita dapatkan transformator step down. Untuk transformator ideal

dimana tidak terjadi kehilangan daya, yaitu daya yang disuplai sumber 𝑉𝑃 𝐼𝑃

sama dengan daya pada lilitan sekunder 𝑉𝑆 𝐼𝑆, berlaku hubungan

𝑉𝑃 𝐼𝑃 = 𝑉𝑆 𝐼𝑆 atau 𝐼𝑆

𝐼𝑃=

𝑉𝑃

𝑉𝑆

Persamaan untuk efisiensi transformator adalah

𝜂 =𝑃𝑆

𝑃𝑃=

𝐼𝑆 𝑉𝑆

𝐼𝑃 𝑉𝑃

Unit Pembelajaran


125

Induktansi

Induktansi Bersama

Induktansi bersama adalah peristiwa munculnya ggl dalam sebuah kumparan

akibat adanya perubahan arus di dalam kumparan lain yang berada

didekatnya.

Gambar 15 Induktansi Bersama

Perubahan arus pada kumparan 1 menginduksi arus pada kumparan 2 Sumber: Kandi, Modul PKB, KK G

Gambar 15 menunjukkan dua buah kumparan yang saling berdekatan dimana

pada kumparan 1 mengalir arus I yang menghasilkan medan magnetik. Jika

arus pada kumparan 1 berubah maka akan menginduksi ggl pada kumparan 2.

Menurut hukum Faraday, ggl 2 yang diinduksikan ke kumparan 2 sebanding

dengan laju perubahan fluks magnetik yang melewatinya (𝑑Φ12

𝑑𝑡). Karena fluks

sebanding dengan arus yang melewati kumparan 1, 2 harus sebanding dengan

laju perubahan arus pada kumparan 1. Secara matematis dinyatakan sebagai

berikut.

𝜀2 = −𝑁2

𝑑𝛷12

𝑑𝑡= −𝑀12

𝑑𝐼1

𝑑𝑡

Hal ini juga berlaku untuk sebaliknya, jika pada kumparan 2 terjadi perubahan

arus (𝑑I2

𝑑𝑡) maka akan terjadi perubahan fluks magnetik pada kumparan 2

(𝑑Φ21

𝑑𝑡), perubahan fluks magnetik ini menginduksi kumparan 1 sehingga pada

kumparan 1 akan terjadi ggl induksi sebesar:


126

𝜀1 = −𝑁1

𝑑𝛷21

𝑑𝑡= −𝑀21

𝑑𝐼2

𝑑𝑡

Jadi dalam induksi bersama, ggl induksi dalam suatu kumparan selalu

sebanding dengan laju perubahan arus pada kumparan lain. Walaupun

penulisan konstantan M12 dan M21 dibedakan, tetapi kenyataannya keduanya

sama dan dituliskan sebagai M saja. Karena M12 = M21 = M, maka kedua

persamaan di atas dapat dituliskan menjadi

𝜀2 = −𝑀12𝑑𝐼1

𝑑𝑡 dan 𝜀1 = −𝑀21

𝑑𝐼2

𝑑𝑡

Konstanta M dinamakan induktansi bersama antara kumparan 1 dan

kumparan 2 yang memiliki satuan henry (H) mengikuti nama Joseph Henry

dan besarnya dinyatakan dengan persamaan:

𝑀 =𝑁2𝛷12

𝐼1=

𝑁1𝛷21

𝐼2

Apabila fluks magnetik yang ditimbulkan arus I1 yang mengalir pada

kumparan yang terdiri atas N1 lilitan dengan luas penampang bidang

kumparan A, maka Φ12 = 𝐵1𝐴 =𝜇0𝐼1𝑁1𝐴

𝑙. Jika nilai ini disubstitusikan pada

persamaan di atas akan kita dapatkan

𝑀 =𝜇0𝑁1𝑁2𝐴

𝑙

Induktansi Diri

Konsep induktansi berlaku juga pada kumparan tunggal yang terisolasi.

Gambar 16 menunjukkan lilitan kumparan pada silinder inti besi. Jika sumber

arus dalam kumparan berubah terhadap waktu maka akan timbul perubahan

fluks magnetik dalam kumparan. Ketika arah arus sumber seperti ditunjukkan

pada gambar, maka medan magnetik dalam kumparan akan mengarah dari

kanan ke kiri, seperti yang terlihat pada Gambar 16a. Karena arus sumber

berubah terhadap waktu, maka fluks magnetik melalui kumparan juga

Unit Pembelajaran


127

berubah dan menginduksi ggl dalam kumparan. Dari hukum Lenz, polaritas ggl

induksi ini harus sedemikian rupa sehingga menentang perubahan medan

magnetik dari arus sumber. Jika arus sumber meningkat, polaritas ggl induksi

adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 16b, dan jika arus sumber

menurun, polaritas ggl induksi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15c.

Efek ini disebut induktansi diri karena perubahan fluks melalui kumparan dan

resultan ggl induksi timbul dari kumparan itu sendiri. GGL yang timbul pada

peristiwa ini disebut ggl induksi diri atau sering disebut ggl balik

Gambar 16 Induktansi Diri (a) arus dalam kumparan menghasilkan medan magnetik yang mengarah ke kiri. (b) Jika arus meningkat, fluks magnetik meningkat pula dan menciptakan ggl induksi dengan polaritas seperti ditunjukkan oleh baterai putus-putus. (c) Polaritas ggl induksi akan terbalik jika arus berkurang.

Sumber: Kandi, Modul PKB, KK G

Secara kuantitatif, induksi diri dapat dijelaskan dengan hukum Faraday, yaitu

bahwa besarnya ggl induksi sama dengan negatif laju perubahan fluks

magnetik (𝜀 = −𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡). Fluks magnetik sebanding dengan medan magnetik

yang ditimbulkan oleh arus sumber, yang pada gilirannya sebanding dengan

arus sumber dalam kumparan. Oleh karena itu, ggl induksi diri ε_L selalu

sebanding dengan laju perubahan arus sumber terhadap waktu. Untuk

kumparan yang memiliki N lilitan (toroida atau solenoid ideal) yang membawa

arus sumber I, besarnya ggl induksi diri adalah

𝜀𝐿 = −𝑁𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡= −𝐿

𝑑𝐼

𝑑𝑡

dengan L adalah induktansi kumparan yang besarnya tergantung pada

geometri kumparan dan karakteristik fisik lainnya. Berdasarkan persamaan di

atas akan didapatkan:


128

𝑑𝐼

𝑑𝑡= 𝑁

𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡

𝐿 ∫ 𝑑𝐼 = 𝑁 ∫ 𝑑Φ𝐵

𝐿𝐼 = 𝑁Φ𝐵

𝐿 =𝑁Φ𝐵

𝐼

Dari persamaan di atas kita juga dapat menuliskan induktansi kumparan

sebagai perbandingan

𝐿 = −ε𝐿

𝑑𝐼 𝑑𝑡⁄

Satuan SI dari induktansi adalah: 1 H =1 V.s

A

Pada unit sebelumnya sudah dijelaskan bahwa induksi magnetik pada

solenoida atau toroida yaitu 𝐵 =𝜇0𝐼𝑁

𝑙 dengan l adalah panjang solenoida atau

keliling toroida, sehingga berlaku

𝐿 =𝜇0𝑁2𝐴

𝑙

Apabila kumparan itu berintikan bahan dielektrikum tertentu, maka

induktansi kumparan dinyatakan sebagai:

𝐿 =𝜇𝑁2𝐴

𝑙

Unit Pembelajaran


129

PENGEMBANGAN PENILAIAN

Bagian ini memuat contoh soal-soal topik induksi elektromagnetik yang

muncul di UN tiga tahun terakhir dan kurang berhasil dijawab oleh peserta

didik. Selain itu, bagian ini memuat pembahasan tentang cara

mengembangkan soal HOTS yang disajikan dalam bentuk pemodelan agar

dapat dijadikan acuan oleh Saudara ketika mengembangkan soal untuk topik

ini. Saudara perlu mencermati dengan baik bagian ini, sehingga Saudara

dapat terampil mengembangkan soal yang mengacu pada indikator

pencapaian kompetensi yang termasuk HOTS.

A. Pembahasan Soal-soal

Topik induksi elektromagnetik merupakan topik yang muncul pada soal UN di

tiga tahun terakhir. Berdasarkan hasil analisis PAMER UN, topik ini termasuk

yang kurang berhasil dijawab oleh peserta didik di lingkup nasional. Berikut

ini pembahasan soal-soalnya.

Soal UN tahun 2016

Berikut pernyataan tentang trafo:

(1) Trafo menggunakan tegangan DC

(2) Trafo dapat menaikkan tegangan DC

(3) Trafo dapat menurunkan tegangan AC

(4) Trafo ideal, daya primer sama dengan daya sekunder

Pernyataan yang benar adalah....

A. (1) dan (3)

B. (1) dan (4)

C. (2) dan (4)

D. (2) dan (3)

E. (3) dan (4)


130

Kunci Jawaban: E

Pembahasan

Sudah jelas

Soal UN tahun 2017

Sebuah trafo step down memiliki tegangan primer 220 volt dan tegangan

sekunder 110 volt. Pada kumparan primer mengalir arus 3 ampere dan trafo

memiliki efisiensi 60%, daya yang hilang akibat panas atau penyebab lainnya

adalah....

A. 264 watt

B. 396 watt

C. 464 watt

D. 482 watt

E. 660 watt

Kunci Jawaban: A

Pembahasan

Penyelesaian:

𝜂 = (𝑃𝑠

𝑉𝑝.𝐼𝑝) 𝑥100%

0,6 = (𝑃𝑠

220.3) 𝑥100%

Ps = 0,6 x 660

Ps = 396 watt

Daya yang hilang:

P = Pp − Ps

P = 660 − 396 = 264 watt

Soal UN tahun 2018

1. Sebuah kumparan terdiri atas 50 lilitan berada dalam fluks magnetik yang

berubah terhadap waktu, yang dinyatakan dengan: ϕ=5t2+10t+1 dimana ϕ

Unit Pembelajaran


131

dalam weber dan t dalam detik. Besar ggl induksi yang terjadi pada ujung-

ujung kumparan saat t = 2 detik adalah....

A. 1500 volt

B. 1000 volt

C. 950 volt

D. 900 volt

E. 700 volt

Kunci Jawaban: A

Pembahasan

Rumus ggl induksi/ hukum faraday: 𝜀 = −𝑁𝑑𝜙

𝑑𝑡

𝜀 = −50𝑑𝜙

𝑑𝑡= −50(10𝑡 + 10) volt

𝜀 = 50(10.2 + 10) = 1500 volt

2. Grafik berikut ini hubungan antara GGL () terhadap waktu (t) yang

dipasang pada tegangan AC.

Jika kumparan itu diputar dengan kecepatan sudut empat kali dan jumlah lilitannya dijadikan ½ kali semula, maka grafiknya adalah....


132

Kunci Jawaban: C

Pembahasan

Ɛ = N B ω A = 4 . ½ N B ω A = 2 kali semula

Unit Pembelajaran


133

B. Pengembangan Soal HOTS

Pada bagian ini akan dimodelkan pembuatan soal yang memenuhi indikator

pencapaian kompetensi yang diturunkan dari kompetensi dasar pengetahuan.

Pengembangan soal diawali dengan pembuatan kisi-kisi agar Saudara dapat

melihat kesesuaian antara kompetensi, lingkup materi, dan indikator soal.

Selanjutnya, dilakukan penyusunan soal di kartu soal

berdasarkan kisi-kisi yang telah disusun sebelumnya. Contoh soal yang

disajikan terutama untuk mengukur indikator kunci pada level kognitif yang

tergolong HOTS.


134

Tabel 4. Kisi-kisi Soal HOTS

No

. Kompetensi Dasar Lingkup Materi Materi Indikator Soal

Nomor

Soal

Level

Kognitif

Bentuk

Soal

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2.4 Menganalisis

fenomena induksi

elektromagnetik

dalam kehidupan

sehari-hari

Induksi

elektromagnetik

Penerapan

induksi

elektromagnetik

Disajikan sebuah gitar listrik,

peserta didik dapat menganalisis

cara menghasilkan suara dalam

gitar listrik

3 L3 Uraian

2 Induksi

elektromagnetik

GGL induksi Disajikan gambar loop kawat di

sekitar kawat lurus berarus,


arah arus induksi dalam loop

1 L3 PG

Induksi

elektromagnetik

Arus induksi Disajikan gambar cincin tembaga

yang memasuki medan magnet,


arah arus induksi dalam cincin

2 L3 P3

Unit Pembelajaran


135

Kartu Soal





Mata Pelajaran : Fisika Nama Penyusun : Kandi

KOMPETENSI DASAR


Aplikasi Penalaran

3.4 Menganalisis fenomena induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari

Nomor Soal

1

RUMUSAN BUTIR SOAL

Sebuah loop kawat ABCD bergerak menjauhi penghantar kawat

lurus dan panjang yang dialiri arus I. Bagiamanakah arus induksi di

dalam loop kawat tersebut?

A. Arus induksi hanya mengalir dari A – B

B. Arus induksi hanya mengalir dari D – C

C. Arus induksi mengalir dari A – B – C – D

D. Arus induksi mengalir dari A – D – C – B

E. Arus induksi hanya mengalir dari A – B dan dari D – C

LINGKUP MATERI

Induksi

elektromagnetik

MATERI

GGL Induksi

Kunci Jawaban

C

INDIKATOR SOAL

Disajikan gambar loop kawat di sekitar kawat lurus berarus, peserta didik dapat menganalisis arah arus induksi dalam loop

√

PAKET - …


136






KOMPETENSI DASAR


Aplikasi Penalaran


Nomor Soal

2

RUMUSAN BUTIR SOAL

Gambar di atas menunjukkan

medan magnet di daerah

empat persegi panjang yang

arahnya tegak lurus keluar

bidang kertas. Di luar bidang

itu tidak ada medan magnet.

Sebuah cincin tembaga

dijatuhkan ke dalam medan

magnet tersebut mulai posisi

1 sampai posisi 5. Karena

tidak ada medan magnet

diluar bidang segi empat,

maka tidak ada fluks yang

melalui cincin pada posisi 1

dan 5. Sehingga tidak ada ggl

induksi atau arus induksi

pada cincin di posisi tersebut.

Berikut ini yang benar

tentang arus induksi pada

cincin di posisi 2, 3 dan 4

adalah....

A. arah arus I2 searah jarum jam, arah I3 dan I4 berlawanan

arah jarum jam

B. arah arus I2 berlawanan arah jarum jam, I3 dan I4 searah

jarum jam

C. arah arus I2 dan I3 searah jarum jam dan I4 berlawanan

arah jarum jam

D. arah arus I2 searah jarum jam, I3 = 0 dan I4 berlawanan arah

jarum jam

E. arah arus I2 berlawanan arah jarum jam, I3 = 0 dan I4 searah

jarum jam

LINGKUP MATERI

Induksi

elektromagnetik

MATERI

GGL Induksi

Kunci Jawaban

E

INDIKATOR SOAL

Disajikan gambar cincin tembaga yang memasuki medan magnet, peserta didik dapat menganalisis arah arus induksi dalam cincin

√

PAKET - …

Unit Pembelajaran


137




Kelas : XII Bentuk Soal : Uraian


KOMPETENSI DASAR


Aplikasi Penalaran


Nomor Soal

3

RUMUSAN BUTIR SOAL

Aplikasi yang menarik dari hukum Faraday adalah produksi suara

dalam sebuah gitar listrik seperti terlihat pada gambar.

Sebuah kumparan yang disebut kumparan pickup dililitkan pada

sebuah magnet yang ditempatkan di dekat senar gitar. Senar gitar

tersebut terbuat dari logam yang dapat dimagnetisasi. Berdasarkan

konsep induksi elektromagnetik, bagaimanakah suara dalam gitar

listrik tersebut dapat dihasilkan?

LINGKUP MATERI

Induksi

elektromagnetik

MATERI

Penerapan induksi elektromagnetik

INDIKATOR SOAL

Disajikan sebuah gitar listrik, peserta didik dapat menganalisis cara menghasilkan suara dalam gitar listrik

Pedoman Penskoran

No. Uraian Jawaban/Kata Kunci Skor

1 Kumparan pickup, ditempatkan di dekat senar gitar, yang terbuat dari logam yang

dapat dimagnetisasi. Magnet permanen di dalam kumparan memagnetisasi bagian

senar yang terdekat ke kumparan.

Ketika senar bergetar pada beberapa frekuensi, bagian yang termagnetisasi

menghasilkan fluks magnet yang berubah melalui kumparan.

Perubahan fluks menginduksikan ggl dalam kumparan yang diumpankan ke amplifier.

Keluaran dari amplifier dikirim ke pengeras suara, yang menghasilkan gelombang

suara yang kita dengar.

2,5

2,5

2,5

2,5

Total Skor 10

√

PAKET - …


138

C. Refleksi Pembelajaran

Pada bagian ini Saudara akan melaksanakan refleksi dalam proses

pembelajaran materi Induksi Elektromagnetik. Refleksi pembelajaran

dilakukan dengan melihat kesesuaian antara proses pembelajaran, peserta

didik, penilaian, dan ketercapaian KD.

1. Apakah kegiatan membuka pelajaran dapat mengarahkan dan

mempersiapkan peserta didik mengikuti pelajaran dengan baik ?

2. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap materi/bahan ajar yang

disajikan sesuai dengan yang diharapkan? (Apakah materi terlalu

tinggi, terlalu rendah, atau sudah sesuai dengan kemampuan awal

peserta didik?)

3. Bagaimana respons Saudara terhadap media pembelajaran yang

digunakan? (Apakah media sesuai dan mempermudah peserta didik

menguasai kompetensi/materi yang diajarkan?)

4. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap aktivitas pembelajaran yang

telah dirancang ? Apakah aktivitas pembelajaran tersebut dapat

melatih siswa berpikir tingkat tinggi (HOTs)?

5. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap pendekatan, model

pembelajaran, metode, dan teknik pembelajaran yang digunakan ?

6. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap teknik pengelolaan kelas

yang akan dilakukan (perlakuan guru terhadap peserta didik dalam

mengatasi masalah dan memotivasi peserta didik)?

7. Apakah Saudara dapat menangkap penjelasan/instruksi yang

diberikan pada bagian aktivitas pembelajaran ?

8. Bagaimanakah tanggapan Saudara terhadap latihan atau penilaian

yang dikembangkan ?

9. Apakah Saudara telah mencapai penguasaaan kemampuan

pembelajaran yang telah dikembangkan ?

10. Apakah kegiatan menutup pelajaran yang dikembangkan dapat

meningkatkan penguasaan peserta didik terhadap meteri pelajaran?

Unit Pembelajaran


139

11. Apakah Aktivitas pembelajaran yang dirancang dapat mencapai

kompetensi dasar (KD) pada meteri terpilih sebagaimana mestinya?

(Jika tidak seluruhnya, apakah Saudara akan melakukan penyesuaian

aktivitas pembelajaran pembelajaran dalam rencana pembelajaran?)

12. Apakah kelemahan yang akan Saudara dalam melaksanakan aktivitas

pembelajaran yang telah dirancang?

13. Apakah kekuatan atau hal-hal baik yang Saudara capai dalam

mempelajari aktivitas pembelajaran ?


140

KESIMPULAN

Unit ini dikembangkan berdasarkan pasangan 3.4 Menganalisis fenomena

induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari dan 4.4 Melakukan percobaan

tentang induksi elektromagnetik berikut presentasi hasil percobaan dan

pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari. Menyajikan hasil praktik dan

duiskusi tentang GGL induksi, transformator, dan generator. Berdasarkan KD

pengetahuan dapat diketahui bahwa indikator yang dikembangkan perlu

mencapai level analisis (C4). Artinya, KD ini sudah menuntut Saudara

melatihkan kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Adapun

KD keterampilan menuntut Saudara memfasilitasi peserta didik melakukan

percobaan. Hal ini berarti Saudara perlu memberikan ruang dan waktu kepada

peserta didik untuk mengembangkan kreativitasnya untuk menghasilkan

produk berupa laporan hasil percobaan GGL induksi, transformator, dan

generator.

Penguasaan keterampilan berpikir tingkat tinggi oleh peserta didik

memerlukan proses pembelajaran yang relevan. Oleh karena itu, aktivitas

pembelajaran pada subtopik hukum Faraday, GGL induksi, hukum Lenz,

induktansi, penerapan induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari

menggunakan pembelajaran model discovery learning dan saintifik, dengan

metode praktik dan diskusi melalui empat kali pertemuan. Seperti telah

diketahui, kedua model pembelajaran ini merupakan model yang dapat

membekalkan kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik.

Ketika implementasi, pembelajaran juga dipandu dengan menggunakan LKPD

yang dirancang untuk memudahkan penguasaan konsep sesuai tingkat

kognitifnya dan penguasaan keterampilan yang mengedepankan

konstruktivisme. Artinya, peserta didik memperoleh konsep dengan

merumuskannya terlebih dahulu.

Unit Pembelajaran


141

Adapun konten yang dikembangkan pada subtopik induksi elektromagnetik

tediri atas: 1) Hukum Faraday, 2) GGL Induksi, 3) Hukum Lenz, 4) Induktansi

dan 5) Penerapan Induksi Elektromagnetik. Subtopik ini merupakan konten

yang kaya akan pengetahuan kontekstual bagi peserta didik. Artinya, Saudara

dapat mendorong serta memfasilitasi peserta didik untuk menemukan

fenomena di kehidupan sehari-hari yang berkaitan subtopik ini. Sebagai

contoh aplikasi dunia nyata, unit ini menyajikan aplikasi induksi

elektromagnetik pada produk teknologi yang sering dipakai dalam kehidupan

sehari-hari sehingga peserta didik dapat memahami prinsip dan juga manfaat

dari medan magnetik.

Berkaitan dengan penilaian, subtopik ini muncul dalam instrumen tes UN

selama tiga tahun terakhir. Jenis pertanyaan yang diajukan sudah sampai ke

level L3 penalaran (C4). Oleh karena itu, Saudara perlu meyakinkan bahwa

peserta didik memahami subtopik ini dengan baik agar siap mengahadapi UN.

Lebih dari itu, Saudara perlu mengembangkan soal-soal pengetahuan subtopik

ini pada tingkat level berpikir yang lebih tinggi lagi. Artinya, Saudara dituntut

dapat memfasilitasi peserta didik agar dapat memecahkan soal-soal yang

mengedapankan kemampuan berpikir tingkat tinggi. Oleh karena itu, Saudara

perlu terus menyusun bank soal yang relevan dengan indikator yang telah

dikembangkan.


142

UMPAN BALIK

Dalam rangka mengetahui pemahaman terhadap unit ini, Saudara perlu

mengisi lembar persepsi pemahaman. Berdasarkan hasil pengisian instrumen

ini, Saudara dapat mengetahui posisi pemahaman beserta umpan baliknya.

Oleh karena itu, isilah lembar persepsi diri ini dengan objektif dan jujur

dengan memberikan tanda silang (X) pada kriteria yang menurut saudara

tepat.

Lembar Persepsi Pemahaman Unit

No Aspek Kriteria

1 2 3 4

1 Memahami dengan baik semua indikator yang telah dikembangkan di unit ini.

2 Mampu menghubungkan konten dengan fenomena kehidupan sehari-hari.

3 Memahami dengan baik bahwa aktivitas pembelajaran yang disusun dapat mengembangkan HOTS peserta didik.

4 Memahami dengan baik tahapan urutan aktivitas pembelajaran yang disajikan.

5 Mampu dengan baik mengaplikasikan aktivitas pembelajaran di dalam kelas.

6 Memahami dengan baik lembar kerja peserta didik yang dikembangkan.

7 Mampu melaksanakan dengan baik lembar kerja peserta didik yang dikembangkan.

8 Memahami konten secara menyuluh dengan baik.

9 Memahami prosedur penyusunan soal HOTS dengan baik.

10 Mampu membahas soal HOTS yang disajikan dengan tepat.

Jumlah Jumlah Total

Unit Pembelajaran


143

Keterangan Umpan Balik

Skor Umpan Balik

< 70

Masih banyak yang belum dipahami, di antara konten, cara membelajarkannya, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu membaca ulang unit ini dan mendiskusikannya dengan dengan fasilitator di MGMP sampai Saudara memahaminya.

70-79

Masih ada yang belum dipahami dengan baik, di antara konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu mendiskusikan bagian yang belum dipahami dengan fasilitator atau teman lain di MGMP.

80-89 Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan baik.

> 90

Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan sangat baik. Saudara dapat menjadi fasilitator bagi teman-teman lain di MGMP untuk membelajarkan unit ini.

Keterangan 1= tidak menguasai 2 = cukup menguasai 3 = menguasai 4 = Sangat Menguasai

Pedoman Penskoran

𝑆𝑘𝑜𝑟 =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

40𝑥 100


Paket Judul Unit

147

Besar harapan kami, Unit-unit pembelajaran yang telah dikembangkan ini

dapat menjadi acuan Saudara dalam mengembangkan desain pembelajaran

dan penilaian yang berorientasi Higher Order Thinking Skills (HOTS) yang

terintegrasi dengan 5 (lima) unsur utama Penguatan Pendidikan Karakter

(PPK) dan literasi dalam rangka mencapai kecakapan Abad ke-21. Selanjutnya,

saudara dapat menerapkan desain yang telah disusun dalam pembelajaran

kepada peserta didik di kelas masing-masing.

Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, Saudara perlu memahami unit-unit

ini dengan baik. Oleh karena itu, unit-unit perlu dipelajari dan dikaji lebih

lanjut oleh Saudara bersama guru-guru IPA lainnya dalam Program

Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) di MGMP di Zona masing-

masing. Saudara bersama guru-guru lainnya perlu mengkaji dengan baik

semua komponen unit pembelajaran yang disajikan sehingga dapat

memudahkan Saudara mengimplementasikannya di kelas. Selain itu, saudara

dapat mengantisipasi kesulitan-kesulitan yang mungkin dihadapi.

Unit-unit pembelajaran dikembangkan agar memudahkan Saudara dalam

menyusun Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP). Hal ini karena aktivitas

pembelajaran yang disajikan merupakan acuan umum langkah pembelajaran

untuk mencapai masing-masing KD. Saudara perlu memerinci aktivitas

pembelajaran menjadi skenario di dalam RPP agar lebih mudah

diimplementasikan. Selain itu, Saudara masih perlu mengembangkan soal-soal

tes dan instumen penilaian lainnya yang berorientasi HOTS dengan mengacu

pada contoh yang disajikan.

Dalam melaksanakan kegiatan praktikum sesuai LKPD, Saudara dapat

memenuhi kebutuhan alat dan bahan yang digunakan dengan bahan-bahan

yang terdapat di lingkungan masing-masing (kontekstual). Begitu pula dalam

148

mengalokasikan waktu pembelajaran, saudara dapat menyesuaikannya.

Selain itu, Saudara dapat mengadaptasi langkah-langkah pembelajaran yang

disajikan di unit pembelajaran untuk mengembangkan RPP topik-topik

lainnya.

Selama mengimplementasikan unit-unit ini, Saudara perlu terus

merefleksikan dan mengevaluasi keefektifan, keberhasilan serta

permasalahannya. Permasalahan-permasalahan yang ditemukan dapat

langsung didiskusikan bersama guru lainnya, instruktur, kepala sekolah, atau

pengawas agar dapat dengan segera menemukan solusinya. Setiap

keberhasilan, permasalahan, dan solusi yang ditemukan selama pembelajaran

perlu Saudara tuliskan dalam bentuk karya tulis best practice atau lainnya.

Pada akhirnya, Saudara dapat melaksanakan pembelajaran dengan baik,

peserta didik mencapai hasil belajar yang optimal, sekaligus Saudara dapat

menghasilkan karya tulis yang berguna bagi pengembangan keprofesian.

Dalam rangka perbaikan dan pengembangan unit-unit lainnya, Kami

mengaharapkan saran, masukan, dan usulan penyempurnaan yang dapat

disampaikan kepada tim penulis melalui surat elektronik (e-mail).


Paket Judul Unit

149

_____________. (2016). Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 22

Tentang Standar Proses Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta:

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia.

_____________. (2018). Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 37

Tentang Perubahan atas Peraturan Menteri Pendidikan dan

Kebudayaan. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan

Republik Indonesia.

_____________. (2019, 06 26). Ayo, Kenali 5 Ciri yang Menunjukkan Dinamo

Ampere Mobil Bermasalah! Diambil kembali dari Ottospector:

https://otospector.co.id/5-ciri-dinamo-ampere-mobil-bermasalah/

Cutnell, J. J. (2012). Physics, 9th Edition. New York: John Wiley & Sons Inc.

Febrian, R. (2019, 06 26). Ini 6 Ciri Alternator Bermasalah. Diambil kembali

dari Carvaganza: https://carvaganza.com/ini-6-ciri-alternator-

bermasalah/

Giancoli, D. (2005). Physics: Principles with Applications 6th Edition. New

Jersey: Prentice Hall.

Halliday, D. R. (2014). Fundamentals of Physics Extended, 10th Edition. New

York: Wiley & Sons, Inc.

R.A. Serway, J. J. (2010). Physics for Scientists and Engineers with Modern

Physics, 8th Edition. California: Thomson Brooks/Cole.

Suharyanto. (2009). Fisika untuk SMA dan MA Kelas XII. Jakarta: Pusat

Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

150

Viva, T. (2019, 06 19). Empat Penyebab Starter Mobil Tak Mau Berfungsi.

Diambil kembali dari VIVA.co.id:

https://www.viva.co.id/otomotif/mobil/830267-empat-penyebab-

starter-mobil-tak-mau-berfungsi

Paket Unit Pembelajaran · Paket Unit Pembelajaran Paket Judul Unit iii Assalamu’alaikum...

Documents

Transcript of Paket Unit Pembelajaran · Paket Unit Pembelajaran Paket Judul Unit iii Assalamu’alaikum...