Paket Unit Pembelajaran Listrik Arus Searah dan Listrik Statissman1gomoker.sch.id/pdf/data/10.pdf · harus dilaksanakan dalam pembelajaran mengingat materi ini selalu diujikan dalam

Paket Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah dan Listrik Statis

1

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


PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB)

MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP)

BERBASIS ZONASI

MATA PELAJARAN FISIKA SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)

Listrik Arus Searah

dan Listrik Statis

Penulis:

Lia Laela Sarah, S.Pd, M.T

Penyunting:

Suharto, S.Pd.,M.T

Drs. Kandi, MA

Desainer Grafis dan Ilustrator:

TIM Desain Grafis

Copyright © 2019

Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus

Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial

tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.



iii

KATA SAMBUTAN

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Saya menyambut baik terbitnya Paket Unit Pembelajaran dalam rangka

pelaksanaan Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB)

melalui Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi.

Peningkatan Kompetensi Pembelajaran merupakan salah satu upaya

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan

Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK) dalam meningkatkan kualitas

pembelajaran yang berfokus pada upaya mencerdaskan peserta didik melalui

pembelajaran berorientasi keterampilan berpikir tingkat tinggi. Program

berbasis zonasi ini dilakukan mengingat luasnya wilayah Indonesia dan

kualitas pendidikan yang belum merata, sehingga peningkatan pendidikan

dapat berjalan secara masif, merata, dan tepat sasaran.

Paket unit pembelajaran ini dikembangkan mengikuti arah kebijakan

Kemendikbud yang menekankan pada pembelajaran berorientasi pada

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

Keterampilan berpikir tingkat tinggi adalah proses berpikir kompleks dalam

menguraikan materi, membuat kesimpulan, membangun representasi,

menganalisis, dan membangun hubungan dengan melibatkan aktivitas mental

yang paling dasar.

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

wilayah NKRI yang tergabung dalam komunitas guru sesuai bidang tugas yang

diampu di wilayahnya masing-masing. Komunitas guru dimaksud meliputi

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

Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK).


iv

Semoga Paket Unit Pembelajaran ini dapat digunakan dengan baik

sebagaimana mestinya sehingga dapat menginspirasi guru dalam

mengembangkan materi dan melaksanakan proses pembelajaran yang

berorientasi pada keterampilan berpikir tingkat tinggi yang bermuara pada

meningkatnya kualitas lulusan peserta didik.

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

penulis dan semua pihak terkait yang dapat mewujudkan Paket Unit

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

lakukan.

Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Jakarta, Juli 2019

Direktur Jenderal Guru

dan Tenaga Kependidikan,

Dr. Supriano, M.Ed. NIP. 196208161991031001



v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

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

dan karunia-Nya Paket Unit Pembelajaran Program Pengembangan

Keprofesian Berkelanjutan (PKB) melalui Peningkatan Kompetensi

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

Pembelajaran ini disusun berdasarkan analisis Standar Kompetensi Lulusan,

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

(UN).

Hasil UN tahun 2018 menunjukkan bahwa peserta didik masih lemah dalam

keterampilan berpikir tingkat tinggi (higher order thinking skills) seperti

menganalisis, mengevaluasi, dan mengkreasi. Hasil tersebut ternyata selaras

dengan capaian PISA (Programme for International Student Assessment)

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

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

soal yang berorientasi kepada keterampilan berpikir tingkat tinggi agar

meningkat kemampuan berpikir kritisnya.

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan

Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK), berupaya meningkatkan kualitas

pembelajaran yang bermuara pada peningkatan kualitas lulusan peserta didik

dengan Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) melalui

Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi. Program ini

dikembangkan dengan menekankan pembelajaran yang berorientasi pada

keterampilan berpikir tingkat tinggi.


vi

Untuk meningkatkan efisiensi, efektivitas, dan pemerataan mutu pendidikan,

maka pelaksanaan Program PKP dilakukan dengan mempertimbangkan aspek

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

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

Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK) dilaksanakan dengan

memperhatikan keragaman mutu pendidikan.

Kami ucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada

seluruh tim penyusun yang berasal dari Pusat Pengembangan dan

Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK), Lembaga

Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan

bidang Kelautan dan Perikanan Teknologi Informasi dan Komunikasi (LPPPTK

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

serta semua pihak yang telah berkontribusi dalam mewujudkan penyelesaian

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

kita lakukan.

Wassalamu’alaikum Warahmatulahi Wabarakatuh

Direktur Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus,

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



vii

DAFTAR ISI

Hal

KATA SAMBUTAN iii

KATA PENGANTAR v

DAFTAR ISI vii

PENGANTAR PAKET UNIT PEMBELAJARAN 1

UNIT PEMBELAJARAN 1 LISTRIK ARUS SEARAH 3

UNIT PEMBELAJARAN 2 LISTRIK STATIS 99

PENUTUP 189

DAFTAR PUSTAKA 191

LAMPIRAN 193



1

PENGANTAR PAKET UNIT PEMBELAJARAN

Paket unit Listrik Arus Searah dan Listrik Statis disusun sebagai kumpulan

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

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

diharapkan guru mendapatkan tambahan pengetahuan dan keterampilan

untuk mengajarkan materi tersebut ke peserta didiknya sesuai target

kompetensi dasar (KD), terutama dalam memfasilitasi kemampuan bernalar

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

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

dalam kehidupan sehari-hari.

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

penting dalam setiap unitnya yaitu kompetensi dasar, perumusan indikator

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

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

pengembangan penilaian, kesimpulan dan umpan balik. Komponen-

komponen di dalam setiap unit tersebut disesuaikan dengan topik Listrik Arus

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

kesesuaian dengan strategi pembelajaran yang digunakan.

LKPD pada setiap unit dikembangkan agar guru dapat memfasilitasi peserta

didik untuk melatihkan kemampuan bernalar dan berketerampilan proses

sain dengan mendayagunakan media yang sudah menjadi standar

kelengkapan sekolah. LKPD tersebut disajikan melalui serangkaian aktivitas

pembelajaran dengan menggunakan pendekatan saintifik dan model

pembelajaran yang direkomendasikan dalam Kurikulum 2013 diantaranya

discovery learning, inquiry dan problem based learning.


2

Penyajian unit disesuaikan dengan urutan kompetensi dasar (KD) yang

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

listrik arus searah dan KD 3.2 mengenai listrik statis.

Keberhasilan Saudara dalam memahami paket ini, dapat direfleksi melalui

instrumen pada umpan balik setelah melalui serangkaian proses penelaahan

yang akan dimatangkan selanjutnya melalui serangkaian implementasi di

kelas masing-masing.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

1


Unit Pembelajaran



BERBASIS ZONASI


Listrik Arus Searah

Penulis:

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

Penyunting:

Suharto, S.Pd.,M.T


TIM Desain Grafis

Copyright © 2019







Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

5

DAFTAR ISI

Hal

Contents DAFTAR ISI 5

DAFTAR GAMBAR 7

DAFTAR TABEL 8

PENDAHULUAN 9

KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK 11

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi 11

B. Indikator Pencapaian Kompetensi 12

APLIKASI DI DUNIA NYATA 14

A. Rangkaian Sistem Kelistrikan Mobil 15

B. Sistem Pengamanan Pada Rangkaian Rumah 17

SOAL-SOAL UN/USBN 19

A. Contoh Soal UN Tahun 2016 19

B. Contoh Soal UN Tahun 2017 20

C. Contoh Soal UN Tahun 2018 22

D. Contoh Soal Anchor USBN Tahun 2019 23

E. Contoh Soal UN Tahun 2019 24

BAHAN PEMBELAJARAN 25

A. Aktivitas Pembelajaran 25

Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -1 29





B. Lembar Kerja Peserta Didik 49


6

LKPD -1 : Arus Listrik dan Hukum Ohm 49

LKPD -2 : Rangkaian Resistor 51

LKPD -3 : Hukum Kirchoff 54

LKPD -4 : Daya Listrik 59

LKPD -5 : Hambatan Jenis Kawat 62

C. Bahan Bacaan 66

Arus Listrik 66

Hukum Ohm dan Resistansi 67

Rangkaian Seri-Paralel 69

Energi dan Daya Listrik 72

Hukum kirchhoff 73

PENGEMBANGAN PENILAIAN 76

A. Pembahasan Soal-soal 76

B. Pengembangan Soal HOTS 85

C. Refleksi Pembelajaran 90

KESIMPULAN 92

UMPAN BALIK 94

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

7

DAFTAR GAMBAR

Hal

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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


8

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi 11

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi (Pengetahuan) 12

Tabel 3. Indikator Pencapaian Kompetensi (Keterampilan) 13

Tabel 4. Desain Aktivitas 26

Tabel 5. Kisi Kisi Soal HOTS 86

Tabel 6. Lembar Persepsi Pemahaman Unit 94

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

9

PENDAHULUAN

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

harus dilaksanakan dalam pembelajaran mengingat materi ini selalu diujikan

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

menjadi aternatif sumber bahan ajar bagi guru dalam pembelajaran listrik

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

dapat memiliki dasar pengetahuan untuk mengajarkan materi yang sama ke

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

pembelajaran yang telah disusun diharapkan dapat memfasilitasi kemampuan

bernalar peserta didik dan mampu menerapkannya dalam kehidupan sehari-

hari.

Sebagai panduan dalam melaksanakan pembelajaran, unit ini dilengkapi

dengan kompetensi dasar terkait yang memuat target kompetensi dan

indikator pencapaian kompetensi, bahan bacaan tentang aplikasi dalam

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

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

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

dalam unit ini dikembangkan dengan tujuan agar guru dapat dengan mudah

memfasilitasi peserta didik untuk memahami konsep-konsep listrik arus

searah, menganalisis dan memecahkan masalah rangkaian listrik, serta

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

sehari-hari.

Topik listrik arus searah dikembangkan pada bahan bacaan terdiri atas

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

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

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

Kerja Peserta Didik (LKPD), yaitu:


10

1) Arus Listrik dan Hukum Ohm

2) Rangkaian Resistor;

3) Hukum Kirchoff;

4) Daya Listrik;

5) Hambatan jenis kawat.

LKPD dikembangkan secara aplikatif agar guru mudah

mengimplementasikannya dalam pembelajaran. Pada bagian akhir unit ini,

juga dilengkapi dengan contoh soal HOTS sebagai salah satu upaya

pengembangan keterampilan berpikir tingkat tinggi peserta didik sekaligus

pengembangan penilaian pada level kognitif.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

11

KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi

Sub unit pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar

kelas XII:

Tabel 1. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi

No. Kompetensi Dasar Target Kompetensi Kelas

3.1 Menganalisis prinsip

kerja peralatan listrik

searah (DC) berikut

keselamatannya dalam

kehidupan sehari-hari

1. Menganalisis prinsip kerja

peralatan listrik searah (DC)

dalam kehidupan sehari-hari

2. Menganalisis prinsip

keselamatan yang digunakan

pada rangkaian listrik dalam


XII

4.1 Melakukan percobaan

prinsip kerja rangkaian

listrik searah (DC)

dengan metode ilmiah

berikut presentasi hasil

percobaan

1. Melakukan percobaan prinsip

kerja rangkaian listrik searah

(DC) dengan metode ilmiah

2. Mempresentasikan hasil

percobaan prinsip kerja

rangkaian listrik searah (DC)

XII


12

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi (Pengetahuan)

IPK Pengetahuan

Indikator Pendukung

3.1.1 Menjelaskan konsep arus listrik

3.1.2 Menentukan nilai kuat arus yang terukur pada ampere meter

3.1.3 Menentukan nilai beda potensial listrik yang terukur pada voltmeter

3.1.4 Menjelaskan hubungan antara beda potensial listrik dengan kuat

arus listrik pada resistor (hukum ohm)

3.1.5 Menjelaskan hukum I kirchoff

3.1.6 Menjelaskan hukum II kirchoff

3.1.7 Menentukan besaran fisis rangkaian seri dan paralel resistor pada

rangkaian arus searah

3.1.8 Menerapkan hukum ohm pada rangkaian listrik arus searah

3.1.9 Menerapkan hukum kirchoff pada rangkaian listrik arus searah

3.1.10 Menentukan besar daya listrik yang dipakai pada suatu peralatan

listrik

Indikator Kunci

3.1.11 Menganalisis prinsip kerja peralatan listrik searah (DC) dalam


3.1.12 Menganalisis prinsip keselamatan yang digunakan pada rangkaian

listrik dalam kehidupan sehari-hari

Indikator Pengayaan

3.1.13 Mengevaluasi dimensi kawat yang dapat digunakan sebagai

pengaman arus dalam peralatan listrik sesuai dengan sumber daya

listriknya.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

13

Tabel 3. Indikator Pencapaian Kompetensi (Keterampilan)

IPK Keterampilan

Indikator Pendukung

4.1.1 Menggunakan alat ukur arus listrik (amperemeter) dan

potensial listrik (voltmeter)

4.1.2 Mengkalibrasi skala amper meter dan voltmeter

4.1.3 Membuat rangkaian listrik tertutup arus searah (DC)

Indikator Kunci

4.1.4 Melakukan percobaan rangkaian seri paralel resistor pada

rangkaian listrik arus searah (DC)

4.1.5 Melakukan percobaan rangkaian seri paralel resistor pada

rangkaian listrik arus searah (DC)

4.1.6 Mengumpulkan data hasil percobaan rangkaian listrik searah

(DC)

4.1.7 Mengolah data hasil percobaan rangkaian listrik searah (DC)

4.1.8 Menyajikan data hasil percobaan rangkaian listrik searah (DC)

4.1.9 Mempresentasikan laporan hasil percobaan rangkaian listrik

searah (DC)


14

APLIKASI DI DUNIA NYATA

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

jenis kebutuhan hidup memerlukan energi listrik. Dari sekian banyak

peralatan elektronik yang digunakan dalam kehidupan, sumber arus listrik

dikategorikan menjadi dua jenis yaitu sumber arus listrik searah (Direct

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

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

(accumulator). Beberapa alat elektronik yang populer menggunakan sumber

arus DC yaitu telepon genggam dan kendaraan bermotor. Sedangkan sumber

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

Gambar 1 Rangkaian Paralel Lampu Mobil

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

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

seperti telepon seluler atau laptop pada umumnya dilengkapi dengan alat yang

berfungsi untuk mengubah arus AC menjadi arus DC.

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

trigger agar Saudara termotivasi untuk menemukan aplikasi lainnya. Banyak

aplikasi konsep kelistrikan di dunia nyata yang menarik untuk dibahas namun

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

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

15

tidak dicantumkan dalam unit ini misalnya bagaimana alat uji kebohongan

dikembangkan berdasarkan resistansi dari tubuh seseorang, sistem

kelistrikan telepon seluler dan rangkaian listrik pada peralatan elektonik.

A. Rangkaian Sistem Kelistrikan Mobil

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

Sebagai kendaraan favorit mobil dilengkapi dengan fitur tambahan yang dapat

dinikmati penumpang seperti radio dan air conditioner. Bahkan beberapa

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

memerlukan sumber energi listrik. Namun lebih dari sekedar menyalakan

fitur-fiturnya, sistem kelistrikan mobil memegang peranan sangat penting

untuk menjalankan mobil itu sendiri. Kelistrikan mobil digunakan pada steker

untuk memberikan percikan api (sistem pengapian), mengendalikan pemicu

mesin dan mengisi aki. Kelistrikan juga digunakan untuk menyalakan lampu

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

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

conditioner nya. Mengapa hal ini terjadi?.

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

dirangkai secara paralel. Sehingga lampu-lampu mendapatkan tegangan yang

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

menyala terang. Secara sederhana rangkaian lampu mobil terlihat pada

gambar 1.

Gambar 2. Rangkaian Paralel Lampu Mobil


16

Rangkaian paralel juga digunakan untuk menghubungkan baterai mobil

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

kelistrikan mobil terlihat pada gambar 2.

Gambar 3. Rangkaian Paralel Sistem Kelistrikan Mobil

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

Sistem kelistrikan mobil memanfaatkan rangka mobil sebagai bagian dari

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

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

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

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

memiliki dua keuntungan yaitu untuk mengurangi jumlah kawat yang

digunakan dan juga untuk memudahkan mendeteksi jika ada kerusakan pada

mobil.

Gambar 4. Rangkaian Paralel Sistem Kelistrikan Mobil

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

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

17

Meskipun menggunakan sistem pentanahan, panjang kabel yang digunakan

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

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

disebut loom. Loom disembunyikan di belakang penyeimbang mobil.

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

arus listrik (G. Lofts, 2008).

B. Sistem Pengamanan Pada Rangkaian Rumah

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

Salah satu peristiwa yang sering terjadi di sekitar pemukiman adalah

kebakaran akibat korsleting listrik.

Gambar 5. Berita Peristiwa Kebakaran Akibat Korsleting Listrik

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

Bagaimana peristiwa korsleting listrik terjadi?. Mengapa terjadi dan

bagaimana korsleting listrik dapat menyebabkan kebakaran?. Lalu bagaimana

agar terhindar dari peristiwa korsleting listrik di rumah kita?.

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

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


18

Korsleting listrik atau hubungan pendek terjadi karena kabel terbakar atau

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

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

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

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

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

Sebuah kabel atau kawat didesain untuk menghantarkan arus listrik tidak

lebih dari beban tertentu. Jika kawat menghantarkan listrik melebihi beban

arus yang seharusnya, panas yang ditimbulkan dapat menyebabkan isolator

pembungkus kabel meleleh dan menimbulkan percikan api di dinding atau

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

rumah pada umumnya dilengkapi dengan sekring atau pemutus arus. Sekring

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

beban arus listrik yang mengalir melebihi nilai yang ditentukan. Dengan

demikian arus listrik pada rangkaian juga terputus dan menghindari

terjadinya panas berlebih pada kabel.

Gambar 6. Sekring Listrik

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

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

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

19

SOAL-SOAL UN/USBN

A. Contoh Soal UN Tahun 2016

No. Soal

1. Perhatikan gambar berikut !

Besar beda potensial pada hambatan 3Ω adalah ….

A. 0,17 volt

B. 0,50 volt

C. 1,50 volt

D. 2,00 volt

E. 6,00 volt

Identifikasi

Level Kognitif : Level Kognitif 2 / LK2 (Aplikasi)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.9 Menerapkan hukum kirchoff pada rangkaian

listrik arus searah

Diketahui : Besar beda potensial dan resistansi resistor

Ditanyakan : Menentukan beda potensial listrik pada resistor

Materi yang

dibutuhkan

: - Hukum kirchhoff pada rangkaian tertutup

- Hukum ohm / hubungan tegangan dan arus listrik

pada resistor


20

B. Contoh Soal UN Tahun 2017

No. Soal

1. Perhatikan rangkaian berikut!

Besar daya pada hambatan 2 Ω adalah ….

A. 2 watt

B. 4 watt

C. 5 watt

D. 6 watt

E. 9 watt

Identifikasi


Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.10 Menentukan besar daya listrik yang dipakai

pada suatu peralatan listrik

Diketahui : Besar beda potensial dan resistansi resistor pada

rangkaian majemuk

Ditanyakan : daya pada salah satu hambatan

Materi yang

dibutuhkan

: - Hukum kirchhoff pada rangkaian tertutup

- Hukum kirchhoff pada percabangan

- Prinsip hubungan arus dan tegangan pada resistor

- Besar beda potensial pada dua titik

-

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

21

No. Soal

2. Perhatikan gambar rangkaian 5 lampu identik berikut!

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

keadaan nyala lima lampu pada rangkaian listrik tersebut?

A. Lampu D dan E menyala lebih terang dari semula

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

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

D. Lampu D dan E lebih redup dari semula

E. Lampu D dan E sama terangnya dari keadaan awal

Identifikasi

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

Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.11 Menganalisis prinsip kerja peralatan listrik

searah (DC) dalam kehidupan sehari-hari

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

pada kondisi pertama

Rangkaian seri paralel pada kondisi kedua, dengan

penambahan satu lampu

Ditanyakan : keadaan nyala lampu

Materi yang

dibutuhkan

: - Karakteristik rangkaian seri dan paralel

- Hambatan total dari rangkaian

- Daya lampu


22

C. Contoh Soal UN Tahun 2018

No. Soal

1. Perhatikan rangkaian listrik berikut !

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

perbandingan arus total yang mengalir pada rangkaian sebelum

dengan setelah penggantian adalah ….

A. 4 : 5

B. 5 : 4

C. 10 : 11

D. 11 : 5

E. 11 : 10

Identifikasi

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

Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.8 Menerapkan hukum ohm pada rangkaian

listrik arus searah

Diketahui : Besar beda potensial dan resistansi resistor

Ditanyakan : Perbandingan arus total pada rangkaian

Materi yang

dibutuhkan

: - Hukum ohm / hubungan tegangan dan arus listrik

pada resistor

- Hambatan pengganti dari rangkaian (resistansi

total)

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

23

D. Contoh Soal Anchor USBN Tahun 2019

No. Soal

1. Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah ini!

Kuat arus listrik yang melewati hambatan R2 adalah ….

A. 2/3 A

B. 1/2 A

C. 2/5 A

D. 1/3 A

E. 1/4 A

Identifikasi


Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.7 Menentukan besaran fisis rangkaian seri dan

paralel resistor pada rangkaian arus searah

Diketahui : beda potensial dan resistansi resistor

Ditanyakan : Menentukan kuat arus listrik pada salah satu resistor

Materi yang

dibutuhkan

: - Resistansi total / hambatan pengganti

- Hukum ohm / hubungan tegangan dan arus listrik

pada resistor

- Karakteristik rangkaian seri-paralel rangkaian

resistor


24

E. Contoh Soal UN Tahun 2019

No. Soal

1. Perhatikan penunjukan jarum amperemeter pada gambar berikut!

Kuat arus yang terukur adalah ….

A. 60 A

B. 6 A

C. 5 A

D. 3 A

E. 0,3 A

Identifikasi


Indikator yang

bersesuaian

: 3.1.2 Menentukan nilai kuat arus yang terukur pada

ampere meter

Diketahui : Skala terukur, skala maksimum, arus maksimum

Ditanyakan : Arus listrik terukur

Materi yang

dibutuhkan

: Membaca alat ukur listrik amperemeter dan

voltmeter

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

25

BAHAN PEMBELAJARAN

Pada bagian ini akan diuraikan bahan pembelajaran sebagai panduan

alternatif bagi Saudara ketika akan membelajarkan topik listrik arus searah.

Bagian ini berisikan rincian aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta

didik yang digunakan, dan bahan bacaannya. Bahan pembelajaran ini

dikembangkan dengan prinsip berpusat pada peserta didik dan berusaha

memfasilitasi kemampuan berpikir tingkat tinggi.

A. Aktivitas Pembelajaran

Aktivitas pembelajaran pada bagian ini merupakan rincian kegiatan guru dan

peserta didik untuk mencapai kompetensi dasar topik listrik arus searah.

Sebelum uraian aktivitas pembelajaran, terlebih dahulu akan disajikan desain

aktivitas pembelajaran seperti terlihat pada tabel 4.

Berdasarkan tabel 4, dapat terlihat aktivitas pembelajaran untuk mencapai

masing-masing indikator yang telah ditetapkan. Aktivitas pembelajaran akan

diuraikan lebih rinci menjadi lima skenario pembelajaran atau lima

pertemuan. Pengembangan skenario pembelajaran sesuai kriteria yang

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

Menurut permendikbud tersebut disebutkan bahwa proses pembelajaran

pada satuan pendidikan diselenggarakan secara interaktif, inspiratif,

menyenangkan, menantang, memotivasi peserta didik untuk berpartisipasi

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

kemandirian sesuai dengan bakat, minat, dan perkembangan fisik serta

psikologis peserta didik. Oleh karena itu pemilihan pendekatan atau model

pembelajaran harus memfasilitasi kriteria yang disebutkan pada

permendikbud di atas. Berikut desain pembelajaran dan rincian aktivitas

pembelajaran untuk masing-masing pertemuan.

Pro

gram P

KB

melalu

i PK

P b

erbasis Zo

nasi

Direkto

rat Jend

eral Gu

ru d

an Ten

aga Kep

end

idikan

26

Tabel 4. Desain Aktivitas

Indikator Pencapaian Kompetensi

Materi Pelajaran Aktivitas Bentuk dan Jenis

Penilaian Media / Bahan Pembelajaran

Alokasi Waktu

3.1.1 Menjelaskan konsep arus listrik

1. Arus Listrik 2. Hukum Ohm

dan Resistansi

3. Rangkaian

Seri-Paralel 4. Rangkaian

Majemuk (Hukum kirchhoff)

5. Energi dan Daya Listrik

6. Pemanfaatan

Energi Listrik (Peralatan Listrik DC),

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

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

2. Diskusi mengenai penjelasan arus listrik,

3. demonstrasi cara penggunaan amper meter dan voltmeter

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

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

rangkaian resistor seri-paralel 2. menentukan karakteristik dari

masing-masing tipe rangkaian 3. Menyajikan hasil analisis besaran

pada rangkaian majemuk (Hukum kirchhoff)

Pertemuan -3 (5E Model):

1. Menyelidiki penerapan hukum Kirchoff pada rangkaian majemuk

2. diskusi analisis besaran-besaran fisis pada rangkaian majemuk

1. Tes Tulis : - PG - Esay

Terbuka 2. Observasi

Kegiatan Praktek

3. Observasi Kegiatan Diskusi

4. Observasi Kegiatan Presentasi

5. Penilaian Produk (Laporan/Makalah)

1. LKPD 2. Virtual

Phet 3. Power

Point 4. Alat

percobaan

5 x 2 jp x 45

menit

Pa

ke

t Un

it Pe

mb

ela

jara

n

Pe

mb

ela

jara

n A

ljab

ar

27




Alokasi Waktu

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

menerapkan konsep daya listrik pada rangkaian

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

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

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

kawat untuk keselamatan sistem kelistrikan

3. Membuat pemutus arus sebagai sistem pengamanan jaringan listrik

4. Menyajikan laporan hasil percobaan 3.1.2 Membaca alat ukur

listrik amperemeter dan voltmeter

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

3.1.4 Menentukan besaran besaran fisis untuk

Pro

gram P

KB

melalu

i PK

P b

erbasis Zo

nasi

Direkto

rat Jend

eral Gu

ru d

an Ten

aga Kep

end

idikan

28




Alokasi Waktu

rangkaian resistor pada rangkaian listrik arus searah

3.1.5 Menerapkan hukum kirchoff pada rangkaian listrik arus searah

3.1.6 Menentukan besar daya listrik yang dipakai pada suatu peralatan listrik

3.1.7 Menganalisis rangkaian listrik majemuk dengan menggunakan hukum kirchoff

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

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

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

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

29

Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -1

Listrik merupakan salah satu sumber energi utama dalam menjalankan roda

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

menunjang kehidupan memerlukan energi listrik. Sebagai sumber kebutuhan

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

topik utama yang harus dipelajari peserta didik. Pada aktivitas pembelajaran

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

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

mengenai penjelasan arus listrik, mendemonstrasikan cara penggunaan

amper meter dan voltmeter dan menjelaskan hubungan antara kuat arus

listrik dan tegangan (hukum ohm).

Aktivitas pembelajaran pada pertemuan -1 ini dirancang agar dapat mencapai

indikator 3.1.1 sampai 3.1.4. Adapun model pembelajaran yang digunakan

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

pertimbangan bahwa peserta didik harus menguasai terlebih dahulu metode

ilmiah dalam penyelidikan untuk menemukan konsep, menggunakan alat ukur

amperemeter dan voltmeter secara benar dan merangkai komponen

elektronika pada papan elektronik. Penguasaan ini perlu dilatihkan terlebih

dulu dengan bimbingan guru tanpa mengurangi kreativitas dan proses

berpikir peserta didik.

Langkah-langkah pembelajaran inkuiri terbimbing dalam aktivitas ini

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

Wenning, 2007) yang terdiri dari sebagai berikut.

1. Introduction (pembukaan) yaitu tahap mengarahkan peserta didik

terhadap topik yang akan dipelajari, menemukan pengetahuan awal serta

menemukan kesalahan konsep yang mungkin dimiliki oleh peserta didik.


30

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

pertanyaan atau merumuskan permasalahan atau hipotesis untuk

penyelidikan.

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

merencanakan eksperimen, alat dan bahan yang dibutuhkan untuk

penyelidikan, prosedur penyelidikan serta pengumpulan dan pengolahan

datanya.

4. Implementing (mengimplementasikan) yaitu tahap membimbing peserta

didik dalam menggunakan alat dan bahan, melakukan prosedur

penyelidikan, mengobservasi dan merekam data.

5. Concluding (menyimpulkan) tahap membimbing peserta didik untuk

merumuskan suatu kesimpulan berdasarkan bukti-bukti yang diperoleh

dari hasil penyelidikan dan hipotesis yang telah dirumuskan

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

melaporkan hasil penyelidikan melalui kegiatan diskusi.

Arus Listrik dan Hukum Ohm

Tujuan Aktivitas Pembelajaran

Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menjelaskan

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

sebuah resistor melalui eksperimen.

Estimasi Waktu Pembelajaran

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

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

31

Media, Alat dan Bahan yang Digunakan

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

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

voltmeter.

Apa yang Saudara lakukan:

Introduction (Pembukaan) :

1. Memberikan arahan kepada peserta didik untuk mengobservasi peralatan

yang menggunakan sumber listrik arus searah (DC) di sekitar

lingkungannya.

2. Mengemukakan pertanyaan bagaimana peserta didik dapat mengetahui

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

memfasilitasi peserta didik untuk mengemukakan pendapatnya.

3. Mengemukakan pertanyaan pengarah mengenai pengertian arus listrik

arah aliran arus listrik dan syarat terjadinya arus listrik.

Questioning (menanya):

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

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

5. Memfasilitasi peserta didik untuk membuat pertanyaan mengenai

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

6. Melibatkan peserta didik untuk mendemonstrasikan aliran arus listrik

dengan virtual phet.

7. Meminta peserta didik untuk menjelaskan mengenai pengertian arus

listrik, syarat terjadinya arus listrik dan arah arus listrik berdasarkan

pengamatan virtual phet.

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


32

Planning (merencanakan):

8. Mengemukakan pertanyaan kepada peserta didik mengenai bahan dan

alat apa yang dibutuhkan untuk mempelajari arus listrik, prosedur yang

harus dilakukan serta cara pengumpulan datanya.

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

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

amperemeter.

10. Mengajukan pertanyaan, bagaimana rangkaian yang harus dibuat agar

lampu menyala.

11. Melibatkan peserta didik untuk menyusun komponen listrik yang terpisah

membentuk sebuah rangkaian tertutup. Kemudian memfasilitasi peserta

didik untuk melihat apakah prediksi dari peserta didik benar (apakah

lampu menyala).

12. Memberikan arahan agar peserta didik dapat menyebutkan besaran-

besaran yang dapat diukur dalam rangkaian listrik yang telah dibuat dan

bagaimana cara mengukurnya.

13. Memberikan arahan agar peserta didik memprediksi hubungan antara

beda potensial listrik dan kuat arus listrik pada sebuah resistor.

Implementing (mengimplementasikan):

14. Melibatkan peserta didik untuk mendemonstrasikan amperemeter dan

voltmeter untuk mengukur arus listrik dan potensial listrik.

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

orang.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

33

16. Membimbing peserta didik untuk menemukan hubungan antara beda

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

percobaan sesuai LKPD -1

17. Membimbing peserta didik membuat grafik hubungan beda potensial

listrik dan arus listrik pada sebuah resistor.

Concluding (menyimpulkan):

18. Membimbing peserta didik melakukan diskusi untuk menyimpulkan

grafik hubungan arus listrik dan potensial listrik

19. Memfasilitasi peserta didik menjelaskan kesimpulan hubungan beda

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

Reporting (melaporkan):

20. Memfasilitasi peserta didik dalam Menyajikan laporan hasil penyelidikan

dan diskusi hubungan arus listrik dan potensial listrik untuk resistor

ohmik dan non ohmik (gambar 7).

21. Melakukan refleksi pembelajaran terkait hubungan tegangan dan arus

litrik pada resistor ohmik dan non ohmik serta cara penggunaan

amperemeter dan voltmeter.

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

tahun 2019.


34


Pada umumnya rangkaian elektronik yang digunakan dalam kehidupan

sehari-hari menggunakan lebih dari komponen resisor. Resistor resistor

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

aktivitas pembelajaran ke -2 ini Saudara akan melakukan percobaan

rangkaian seri paralel resistor dan menentukan karakteristik dari masing-

masing tipe rangkaian tersebut.


indikator 3.1.7 dan 3.1.8. Adapun model pembelajaran yang digunakan dalam

aktivitas ini adalah model discovery learning. Model ini dipilih dengan

pertimbangan bahwa peserta didik sudah memiliki kompetensi penggunaan

alat ukur listrik, mengenal komponen elektronik dan merangkainya pada

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

bersifat terbuka dibandingkan pertemuan pertama. Tahapan-tahapan yang

dilaksanakan dalam aktivitas ini adalah sebagai berikut.

1. Stimulasi yaitu tahap menghadapkan peserta didik pada sesuatu yang

menimbulkan kebingungan (curiousity) berupa fenomena yang berkaitan

dengan konsep.

2. Identifikasi masalah yaitu tahap mengidentifikasi masalah-masalah yang

relevan dengan bahan pelajaran, kemudian salah satunya dipilih dan

dirumuskan dalam bentuk hipotesis.

3. Pengumpulan data yaitu tahap peserta didik diberi kesempatan untuk

mengumpulkan data melalui penyelidikan untuk menjawab pertanyaan

atau membuktikan hipotesis.

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

peserta didik. Tahap ini berfungsi sebagai pembentukan konsep dan

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

35

generalisasi, sehingga peserta didik akan mendapatkan pengetahuan baru

dari alternatif jawaban yang perlu mendapat pembuktian secara logis.

5. Verifikasi yaitu tahap melakukan pemeriksaan secara cermat untuk

membuktikan hipotesis yang ditetapkan berdasarkan dan hasil

pengolahan data.

6. Generalisasi yaitu tahap menarik kesimpulan yang dapat dijadikan prinsip

umum dan berlaku untuk semua kejadian atau masalah yang sama,

dengan memperhatikan hasil verifikasi.

Rangkaian Seri-Paralel


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menentukan

besaran-besaran fisis serta karakteristik rangkaian resistor seri-paralel

melalui kegiatan eksperimen.




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

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


Stimulasi:

1. Menyajikan gambar aplikasi rangkaian peralatan elektronik dalam

kehidupan sehari-hari misal gambar skema rangkaian kelistrikan mobil

(gambar 2)


36

2. Memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk mengamati gambar

dan mengkomunikasikan hasil pengamatan nya.

3. Memotivasi peserta didik untuk membuat pertanyaan berdasarkan

gambar yang disajikan.

Identifikasi Masalah:

4. Membimbing peserta didik untuk mengidentifikasi permasalahan dalam

pembelajaran kemudian dirumuskan dalam hioptesis misalkan:

Bagaimanakah karakteristik rangkaian paralel yang digunakan dalam

sistem kelistrikan mobil.

Pengumpulan data:

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

orang peserta kemudian membagikan LKPD -2

6. Membimbing peserta didik dalam melakukan percobaan rangkaian seri-

paralel resistor sesuai dengan LKPD -2 untuk menentukan karakteristik

rangkaian seri dan rangkaian paralel meliputi arus listrik pada tiap

resistor, tegangan ujung-ujung resistor serta menentukan hambatan

pengganti untuk rangkaian seri dan hambatan pengganti untuk rangkaian

paralel.

Pengolahan Data:

7. Memfasilitasi peserta didik mendiskusikan dan menyimpulkan hasil

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

menentukan karakteristik rangkaian seri dan rangkaian paralel meliputi

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

menentukan hambatan pengganti untuk rangkaian seri dan hambatan

pengganti untuk rangkaian paralel.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

37

Verifikasi:

8. Memfasilitasi peserta didik mengkomunikasikan hasil percobaan dan

melakukan diskusi kelas untuk menentukan karakteristik rangkaian seri

dan rangkaian paralel serta menentukan hambatan pengganti untuk

rangkaian seri dan hambatan pengganti untuk rangkaian paralel.

Generalisasi:

9. Membimbing peserta didik untuk menyimpulkan karakteristik rangkaian

seri dan rangkaian paralel secara umum

10. Membimbing peserta didik untuk menerapkan prinsip rangkaian seri-

paralel dalam memecahkan masalah rangkaian listrik arus searah,

misalkan dengan menampilkan Contoh Soal UN/USBN yang bersesuaian

(Contoh Soal USBN Anchor 2018).

11. Memfasilitasi peserta didik untuk menganalisis masalah rangkaian listrik

arus searah secara mandiri dengan memberikan Soal UN yang bersesuaian

(Contoh Soal UN Tahun 2017).


38


Rangkaian elektronik yang digunakan tidak selalu merupakan rangkaian seri

dan paralel. Rangkaian majemuk lain sering ditemukan dalam rangkaian

elektronik. Hambatan pengganti untuk rangkaian ini tidak dapat diselesaikan

dengan prinsip rangkaian seri dan rangkaian paralel. Penyelesaian rangkaian

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

pembelajaran ke -3 ini Saudara akan menyelidiki penerapan hukum Kirchoff

pada rangkaian majemuk sekaligus melakukan analisis besaran-besaran fisis

pada rangkaian tersebut.


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

pertemuan -3 ini model pembelajaran yang digunakan akan lebih melatih

kemandirian peserta didik dalam pembelajaran termasuk kegiatan

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

dari:

1. Engagement yaitu tahap melibatkan peserta didik dalam pembelajaran.

Pada tahap ini kunci utamanya adalah bagaimana menghadirkan curiosity

bagi peserta didik sehingga mereka merasa perlu terlibat aktif dalam

pembelajaran.

2. Exploration yaitu tahap eksplorasi atau penyelidikan pembelajaran. Pada

tahap ini peserta didik melakukan berbagai penyelidikan mengenai konsep

rangkaian majemuk.

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

menjelaskan berbagai prinsip dan konsep yang dipelajari dengan bahasa

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

tahap ini.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

39

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

Pada tahap ini peserta didik menerapkan konsep dan keterampilan dalam

situasi baru melalui kegiatan-kegiatan seperti praktikum lanjutan dan

problem solving.

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

evaluasi terhadap efektifitas fase-fase sebelumnya dan juga evaluasi

terhadap pengetahuan, pemahaman konsep atau kompetensi siswa melalui

problem solving dalam konteks baru serta mendorong siswa melakukan

investigasi lebih lanjut.

Hukum Kirchoff


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menganalisis

rangkaian majemuk dengan hukum kirchoff melalui kegiatan eksperimen dan

diskusi.




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

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

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

dan voltmeter.


40


Engagement:

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

rangkaian kelistrikan mobil (gambar 3).

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

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

pelajaran.

3. Memberi kesempatan kepada peserta didik untuk mengamati rangkaian

resistor yang disajikan.

4. Memotivasi peserta didik untuk mengajukan pertanyaan (misal

menanyakan apakah rangkaian ini termasuk seri atau paralel, apa

perbedaan rangkaian seri dan paralel?).

Exploration:

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

5 orang kemudian membagikan LKPD -3.

6. Membimbing peserta didik dalam penyelidikan kelompok mengenai

hukum I dan II Kirchoff dan menganalisis sebuah rangkaian listrik

majemuk dengan hukum kirchoff sesuai LKPD -3

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

41

Explaination:

7. Memfasilitasi peserta didik dalam diskusi kelompok untuk menjelaskan

hukum I dan hukum II Kirchoff, menerapkan hukum Kirchoff dan

menganalisis karakteristik rangkaian listrik majemuk dengan hukum

kirchoff sesuai LKPD -3.

8. Memberikan waktu kepada peserta didik untuk membuat hasil laporan

analisisnya.

9. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya

dengan kelompok lain melalui kegiatan window shopping.

10. Memfasilitasi peserta didik saat menyimpulkan hasil analisis rangkaian

listrik dengan menggunakan hukum Kirchoff sesuai LKPD 3.

Elaboration:

11. Memfasilitasi peserta didik untuk menerapkan konsep dan keterampilan

dalam situasi baru melalui kegiatan problem solving, sebagai contoh soal

UN tahun 2016 dan Contoh Soal UN tahun 2017.

Evaluation:

12. Memfasilitasi peserta didik untuk mengevaluasi problem solving pada

tahap elaborasi. Kemudian melakukan praktikum lanjutan dengan

membuat rangkaian listrik sesuai problem dan mengujinya apakah nilai

yang terukur sesuai dengan hasil perhitungan.

13. Melakukan evaluasi mengenai kemampuan peserta didik dalam analisis

rangkaian majemuk menggunakan hukum I dan Hukum II kirchoff.


42


Peralatan listrik di pasaran pada umumnya menggunakan daya listriknya

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

air conditioner sebagai pengatur suhu ruang, semakin kecil konsumsi dayanya

maka harga air conditioner tersebut semakin mahal. Demikian juga

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

listrik harus membayar kepada PLN sebagai penyedia sumber energi listrik.

Beban biaya pembayaran yang harus dibayarkan juga bergantung pada daya

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

diharapkan dapat menjelaskan konsep daya listrik, menerapkan konsep daya

listrik pada rangkaian dan menelaah prinsip kerja peralatan listrik serta

pemanfaatannya.


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

pendekatan saintifik dengan tahapan mengamati, menanya, mengumpulkan

informasi, mengasosiasi dan mengkomunikasikan.

Daya Listrik


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menerapkan konsep

daya listrik pada rangkaian listrik, menelaah spesifikasi peralatan listrik dan

pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari melalui kegiatan diskusi.



Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

43


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

media presentasi, beberapa peralatan listrik rumah


Mengamati:

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

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

peralatan yang ditampilkan harus masih mencantumkan spesifikasi

konsumsi dayanya. dengan mencantumkan spesifikasi dayanya.

2. Memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk mengamati

peralatan dan mengemukakan apa yang diamati.

Menanya:

3. Memberikan permasalahan beban listrik maksimum di rumah yang

memiliki beberapa peralatan elektronik sehingga mengalami overloaded

dan arus listrik terputus.

4. Memotivasi peserta didik untuk mengajukan pertanyaan dari masalah

yang disajikan diantaranya pertanyaan mengenai besaran listrik apa

yang membatasi beban listrik di rumah atau mengapa terjadi pemutusan

arus saat overloaded.

Mengumpulkan Informasi:

5. Memberikan kesempatan kepada peserta didik melakukan pengamatan

untuk menemukan besaran fisis daya listrik sebagai besaran yang

digunakan untuk setiap spesifikasi peralatan elektronik.

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

5 orang kemudian membagikan LKPD-4.


44

7. Membimbing peserta didik dalam mengumpulkan informasi dari

berbagai sumber untuk menganalisis masalah pemanfaatan peralatan

listrik sesuai dengan kapasitas daya tertentu sesuai dengan pertanyaan

yang terdapat dalam LKPD -4.

Mengasosiasi:

8. Memfasilitasi peserta didik untuk berdiskusi menganalisis masalah

pemanfaatan peralatan listrik sesuai dengan kapasitas daya tertentu

sesuai dengan pertanyaan yang terdapat dalam LKPD -4.

9. Memberikan waktu kepada peserta didik untuk membuat hasil laporan

analisisnya.

10. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya

dengan kelompok lain melalui kegiatan window shopping.

11. Memfasilitasi peserta didik saat menyimpulkan hasil analisis masalah

pemanfaatan peralatan listrik sesuai LKPD 4.

Mengkomunikasikan:

12. Memfasilitasi peserta didik perwakilan dari setiap kelompok untuk

mempresentasikan hasil observasinya di depan kelas.

13. Memfasilitasi peserta didik untuk merefleksi pembelajaran mengenai

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

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

didik bahwa jaringan listrik rumah bukan merupakan arus searah,

namun berupa arus bolak balik. Sehingga arus listrik yang digunakan

dalam perhitungan daya listrik merupakan arus efektifnya. Hal ini akan

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

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

45


Meskipun listrik sangat bermanfaat dalam kehidupan kita, listrik juga

memiliki bahaya seperti berpotensi menyebabkan kebakaran. Oleh karena itu

sistem kelistrikan rumah biasa dilengkapi dengan sekering ataupun pemutus

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

yang melewatinya melebihi beban maksimum. Setiap logam atau kawat

penghantar memiliki karakteristik tersendiri dalam mengalirkan arus listrik.

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

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

juga digunakan sebagai pertimbangan untuk memilih kawat tersebut dalam

instalasi jaringan listrik agar tetap aman digunakan.

Aktivitas pembelajaran pada pertemuan -5 ini Saudara akan menemukan

faktor-faktor yang mempengaruhi besar hambatan kawat penghantar

sekaligus memformulasikan persamaannya, serta menggunakan persamaan

tersebut untuk memecahkan masalah keselamatan rangkaian sistem

kelistrikan dalam kehidupan sehari-hari.

Aktivitas dalam pembelajaran dirancang agar dapat mencapai indikator 3.1.11

dan 3.1.12 untuk pengetahuan dan indikator 4.1.8 serta 4.1.9 untuk

keterampilan. Aktivitas pada pertemuan -5 ini menggunakan model problem

based learning dengan tahapan:

1. Mengorientasikan peserta didik pada masalah

2. Mengorganisasikan peserta didik

3. Membimbing penyelidikan individu dan kelompok

4. Mengembangkan dan menyajikan hasil karya

5. Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah.


46

Hambatan Jenis Kawat


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu memformulasikan

persamaan hambatan jenis dan mengevaluasi rangkaian listrik yang optimal

sesuai dengan sistem pengamanan arus listrik maksimum melalui kegiatan

eksperimen dan diskusi.




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

multitester, kawat nikrom dengan dimensi berbeda-beda dan media

presentasi.


Mengorientasikan peserta didik pada masalah:

1. Memotivasi peserta didik dengan menyajikan gambar sound system

yang digunakan pada acara acara pentas seni. Kemudian disajikan

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

Peralatan elektronik

Spesifikasi

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

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

47

2. Mengorientasi peserta didik pada masalah:

Sebagaimana kita ketahui bahwa kawat penghantar listrik dapat

menghasilkan panas saat ada arus listrik yang melewatinya. Jika arus

yang melewatinya sangat besar maka daya panas yang dihasilkan juga

sangat besar dan berpotensi menyebabkan percikan api. Untuk

menghindari peristiwa ini perlu dilakukan pemilihan dimensi kawat

yang akan digunakan untuk merangkai setiap peralatan elektronik

tersebut. Diameter kawat yang digunakan sering kali dinyatakan dengan

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

semakin kecil. Tabel di bawah ini menunjukkan konversi nilai AWG

menjadi mm2 (mm sq).

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

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

untuk dijadikan sebagai kawat penghubung dari peralatan elektronik

yang ditampilkan. Untuk diketahui bahwa jenis kawat yang digunakan

adalah kawat konduktor dengan panjang kawat 2 meter.

Sebelum menjawab permaslahan di atas, Saudara perlu mengetahui

faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan kawat dan persamaannya.

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


48

Gunakan persamaan hambatn kawat untuk melakukan analisis dan

mengambil keputusan.

3. Mengorganisasikan peserta didik menjadi beberapa kelompok terdiri

dari 4-5 orang

Membimbing penyelidikan individu dan kelompok:

4. Membagikan LKPD -5 kepada setiap kelompok.

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

menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan kawat dan

persamaan hambatan jenis kawat.

Mengembangkan dan menyajikan hasil karya:

6. Mengembangkan dan menyajikan hasil karya laporan penyelidikan

dengan menempelkan hasil karyanya di depan kelas. Kemudian meminta

salah satu kelompok untuk mempresentasikan di depan kelas.

Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah:

7. Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan diskusi kelas dalam rangka

mengevaluasi pemecahan masalah mengenai pemilihan dimensi kawat

yang dapat digunakan dalam rangkaian listrik sesuai dengan daya listrik

maksimumnya.

8. Melakukan refleksi mengenai hambatan jenis kawat dan

pemanfaatannya dalam sistem pengaman jaringan listrik.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

49

B. Lembar Kerja Peserta Didik

LKPD -1 : Arus Listrik dan Hukum Ohm

Tujuan: menjelaskan hubungan tegangan dan arus listrik pada sebuah

resistor dalam rangkaian listrik arus searah (DC)

Alat dan Bahan:

- 1 buah voltmeter

- 1 buah amperemeter

- 1 buah resistor yang berbeda hambatannya

- Bread board

- Kabel-kabel penghubung

- Batu baterai

Prosedur Kegiatan:

1. Buat rangkaian listrik seperti pada gambar dibawah ini

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

ditentukan

3. Perhatikan skala voltmeter dan amperemeter untuk setiap perubahan

tegangan sumber.


50

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

Tegangan sumber (volt)

Tegangan Ujung –ujung resistor (volt)

(Diperoleh dari voltmeter)

Arus pada resistor (ampere)

(Diperoleh dari voltmeter)

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

6. Berdasarkan grafik yang diperoleh, buatlah kesimpulan mengenai

hubungan arus listrik dan tegangan pada resistor !

te ga ng

an

Arus listrik

(ampere)

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

51

LKPD -2 : Rangkaian Resistor

Tujuan:

1. Menentukan karateristik rangkaian seri resistor dalam rangkaian

listrik arus searah

2. Menentukan karateristik rangkaian paralel resistor dalam rangkaian

listrik arus searah

3. Menentukan resistansi total rangkaian resistor dalam rangkaian listrik

arus searah

Alat dan Bahan:

- 1 buah voltmeter

- 1 buah amperemeter

- 3 buah resistor yang berbeda hambatannya

- Kabel-kabel penghubung

- Batu baterai

Prosedur Kegiatan:

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

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

Kuat arus di titik a: 𝑖1 = ⋯ … … 𝐴

Kuat arus di titik b: 𝑖2 = ⋯ … … 𝐴

Kuat arus di titik c: 𝑖3 = ⋯ … … 𝐴

d


52

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

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

ujung-ujung baterai (Vbt)

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



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

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

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

Kuat arus di titik a: 𝑖𝑡 = ⋯ … … 𝐴

Kuat arus di titik b: 𝑖1 = ⋯ … … 𝐴

Kuat arus di titik c: 𝑖2 = ⋯ … … 𝐴

Kuat arus di titik d: 𝑖3 = ⋯ … … 𝐴

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

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

ujung-ujung baterai (Vbt)




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

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

53

Pertanyaan

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

masing titik a, b dan c ?

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

yang dirangkai secara seri! Tuliskan juga dalam bentuk persamaan !

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

dari ujung-ujung setiap resistor

𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 = ⋯ … … … . . 𝑣𝑜𝑙𝑡

Bandingkan hasil penjumlahan tegangan di atas dengan hasil pengukuran

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

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

dirangkai secara seri! Tuliskan juga dalam bentuk persamaan !

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

diperoleh dari ujung-ujung setiap resistor

𝑖1 + 𝑖2 + 𝑖3 = ⋯ … … … . . 𝑎𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒

Bandingkan hasil penjumlahan kuat arus di atas dengan hasil pengukuran

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

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

yang dirangkai secara paralel! Tuliskan juga dalam bentuk persamaan !

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

resistor ?

8. Bagaimanakah besar tegangan ujung-ujung resistor dibandingkan dengan

tegangan ujung-ujung baterai ?

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

yang dirangkai secara paralel! Tuliskan juga dalam bentuk persamaan !

Kesimpulan

Buatlah kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan


54

LKPD -3 : Hukum Kirchoff

Tujuan:

- Menjelaskan hukum I dan hukum II kirchoff

- Menerapkan hukum kirchoff pada rangkaian listrik arus searah

- Menganalisis rangkaian majemuk dengan hukum kirchoff

Alat dan Bahan:

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

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

elektronik (beard board), amperemeter dan voltmeter.

Prosedur Kegiatan 1:

1. Buat sebuah rangkaian tertutup seperti gambar!

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

dan (I2) !

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

Arus yang keluar dari titik A

I1 = …………………. ampere

I2 = …………………. Ampere

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

+

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

55

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

yang keluar dari satu titik cabang!


4. Buat sebuah rangkaian tertutup seperti gambar!

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

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

b (Vdb) !

Tegangan yang terukur (volt)

Vda =

Vab =

Vdb =

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

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

d (Vbd) !

Tegangan yang terukur (volt)

Vab =

Vda =

Vbd =

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


56


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

dari alamat berikut:

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

virtual-lab

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

dari alamat berikut:

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

virtual-lab

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

construction-kit-dc-virtual-lab

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

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

listrik yang mengalir pada rangkaian.

12. Tuliskan hasil pengamatan pada tabel -1

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




Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

57

Tabel -1

Nilai Tegangan Hasil Pengamatan

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

Nilai arus listrik pada tiap cabang kawat:

𝑖1 = ⋯ … … … 𝐴

𝑖2 = ⋯ … … … 𝐴

𝑖3 = ⋯ … … … 𝐴

V2 = ……………….. volt

Nilai Resistor

R1 = ……………….. ohm

R2 = ……………….. ohm

R3 = ……………….. ohm

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

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

arus listrik yang mengalir pada rangkaian.

14. Tuliskan hasil pengamatan pada tabel -2

Tabel -2

Nilai Tegangan Hasil Pengamatan

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

Nilai arus listrik pada tiap cabang kawat:

𝑖1 = ⋯ … … … 𝐴

𝑖2 = ⋯ … … … 𝐴

𝑖3 = ⋯ … … … 𝐴

V2 = ……………….. volt

Nilai Resistor

R1 = ……………….. ohm

R2 = ……………….. ohm

R3 = ……………….. ohm


58

Pertanyaan

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

setiap loop rangkaian untuk menghitung besar arus listrik pada tiap cabang

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

- Buat loop pada masing-masing rangkaian

- Gambarkan arah arus tiap cabang kawat

-

Berdasarkan loop 1, tuliskan persamaan yang diperoleh dari hukum II

kirchoff

Berdasarkan loop 2, tuliskan persamaan yang diperoleh dari hukum II

kirchoff

Tuliskan Persamaan yang diperoleh dari hukum I kirchoff

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

Selesaikan persamaan-persamaan yang diperoleh, tuliskan besar arus

listrik yang diperoleh dari perhitungan.

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

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

yang harus ditambahkan pada rangkaian di atas. Jelaskan analisis mu

dengan menggunakan perhitungan!

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

59

LKPD -4 : Daya Listrik

Tujuan:

- Menjelaskan konsep daya listrik

- Menerapkan konsep daya listrik pada rangkaian arus searah

- Menelaah pemanfaatan peralatan listrik dalam kehidupan sehari-hari

Alat dan Bahan:

Media presentasi (karton, spidol, asesoris kertas warna)


1. Baca dengan seksama dan isi pertanyaannya.

Dalam kehidupan sehari-hari, daya peralatan listrik biasanya dinyatakan

dalam watt. Namun daya listrik rumah maksimum dari PLN pada

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

daya maksimum dan tarif listrik yang harus dibayar oleh konsumen

kepada PLN.

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

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


60

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

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

P = …….. x ………..

dengan satuan watt atau voltampere.

2. Jika sebuah rumah menggunakan daya maksimum 900 watt dengan

tegangan 220 volt, maka arus maksimum yang mengalir pada rangkaian

rumah adalah …..


1. Baca dengan seksama permasalahan di bawah ini!

Keluarga Pak Joko memiliki sebuah rumah yang dilengkapi dengan tegangan

listrik bertenaga surya sebesar 220 volt. Di dalam rumahnya terdapat

beberapa peralatan elektronik sebagai berikut.


Spesifikasi Jumlah

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

220 V, 100 watt (standby) 1 buah

Untuk keamanan sistem rangkaian listrik rumah agar tidak terjadi

overloaded, Pak Joko menggunakan sekering dengan arus maksimum 5

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

menggunakan rangkaian parallel untuk memberikan tegangan yang sama

pada setiap peralatan elektronik.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

61

Suatu malam di rumah Pak Joko diadakan acara silaturahmi keluarga pasca

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

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

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

kemudian mulai menghangatkan beberapa masakan agar siap disantap saat

seluruh keluarga sudah hadir. Istrinya juga bermaksud untuk menyiapkan

beberapa gelas jus buah dengan menggunakan blender.

2. Jawab pertanyaan-pertanyaan di bawah

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

kelas

Pertanyaan:

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

air conditioner menyala dan lemari es serta water heater dalam keadaan

stand by?

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

Joko mengalami overloaded dan aliran listriknya terputus? Jelaskan

jawaban mu secara terperinci dengan menggunakan konsep arus listrik

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

alat listrik yang digunakan!

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

dan microwave oven dengan arus listrik tidak putus?

4. Buat kesimpulan dari hasil analisismu dan tuliskan jawaban serta

kesimpulan mu pada kertas karton kemudian tempelkan di dinding kelas


62

LKPD -5 : Hambatan Jenis Kawat

Tujuan:

- Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan jenis kawat

- Memformulasikan besar resistansi kawat penghantar

- Mengevaluasi jenis kawat yang dapat digunakan sebagai pengaman

arus dalam peralatan listrik yang sesuai dengan sumber daya listriknya

Kegiatan 1 :

Alat dan Bahan:

- 1 buah multitester

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

sama

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

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

- Capit buaya

Prosedur Kegiatan:

1. Buat rangkaian seperti pada gambar

2. Atur penggunaan multitester menjadi pengukur resistansi (resistance)

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

63

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

tabel pengamatan.

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

tabel pengamatan

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

No Jenis Kawat

Panjang

(cm)

Diameter (mm)

Luas penampang (mm)

Resistansi (ohm)

1 Nikrom 2 Konstanta

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

No Jenis Kawat

Panjang

(cm)

Diameter (mm)

Luas penampang (mm)

Resistansi (ohm)

1 Nikrom 2 Nikrom 3 Nikrom

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

No Jenis Kawat

Panjang

(cm)

Diameter (mm)

Luas penampang (mm)

Resistansi (ohm)

1 Nikrom 2 Nikrom 3 Nikrom

Pertanyaan

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


64

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

resistansi (R) kawat ?

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

resistansi kawat (R) ?

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

resistansi/hambatan kawat ?

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

kawat yang berbeda. Tuliskan persamaan resistansi/hambatan resistor

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

jenis kawat ( )?

6. Buatlah kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan

Kegiatan 2 :

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

daya nya.


Spesifikasi

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

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

sq) untuk kawat konduktor tembaga yang panjangnya 2 meter.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

65

3. Lakukan analisis dan diskusi dengan teman sekelompok Jenis dimensi

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

sebagai kawat penghubung dari peralatan elektronik yang ditampilkan

(masing-masing speaker).

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


66

C. Bahan Bacaan

Arus Listrik

Arus listrik merupakan pergerakan partikel-partikel bermuatan yang melalui

suatu titik pada suatu rangkaian listrik. Menggunakan istilah arus dalam

konteks ini merupakan penyederhanaan untuk mengatakan sesuatu yang

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

dalam penghantar disebut sebagai pembawa muatan. Tidak semua muatan

yang bergerak menimbulkan arus. Elektron yang bergerak secara acak dalam

penghantar tidak akan menimbulkan arus listrik, harus ada pergerakan

muatan dalam satu arah supaya terjadi arus listrik. Arah arus listrik disepakati

sesuai dengan arah pergerakan pembawa muatan positif, istilah arus ini

disebut sebagai arus konvensional. Namun kenyataannya, pembawa muatan

yang bergerak adalah partikel-partikel elektron bermuatan negatif yang

berlawanan arah dengan arus konvensional. Meskipun demikian sampai saat

ini tetap berlaku bahwa arah arus listrik sesuai dengan pembawa muatan

positif dengan asumsi bahwa pergerakan pembawa muatan positif memiliki

efek yang sama dengan pergerakan pembawa muatan negatif.

Syarat-syarat arus listrik dapat mengalir dalam penghantar kawat yaitu:

rangkaian harus tertutup dan harus ada beda potensial antara dua titik dalam

rangkaian listrik. Misalkan pada rangkaian listrik tertutup dengan sebuah

baterai, arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif baterai.

Gambar 7. Arah arus pada rangkaian tertutup

Sumber: https://www.physicsclassroom.com/class/circuits/Lesson-2/Electric-Current

https://www.physicsclassroom.com/class/circuits/Lesson-2/Electric-Current

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

67

Arus listrik dapat dianalogkan dengan aliran air dalam pipa, muatan listrik

dapat mengalir jika ada sumber energi sebagai pompa muatan. yang dapat

disebut gaya gerak listrik (g.g.l). Gaya gerak listrik ini dapat diperoleh dari

baterai, aki, sel volta. Arus listrik merupakan salah satu besaran pokok yang

ditetapkan dalam Sistem Internasional (SI). Besaran fisis arus listrik

menyatakan besar laju muatan yang melewati penampang kawat. Secara

matematis arus listrik dinyatakan sebagai:

dengan Q yaitu besar muatan (Coulomb), t yaitu waktu (sekon) dan I yaitu

arus listrik (ampere). Arus listrik sebesar 1 ampere berarti terdapat muatan 1

Coulomb yang melewati penghantar kawat dalam 1 detik. Partikel pembawa

muatan terdiri dari sejumlah partikel elektron. Satu partikel elektron

bermuatan 1,6 x 10-19 C, sehingga persamaan di atas dapat dituliskan juga

sebagai berikut:

dengan n yaitu jumlah partikel dan e yaitu 1,6 x 10-19 C.

Hukum Ohm dan Resistansi

Suatu penghantar listrik yang diberi beda potensial V diantara kedua ujungnya

maka akan mengalir arus listrik I dengan besar arus listrik I sebanding dengan

beda potensial antara ujung-ujungnya. Terdapat dua jenis penghantar listrik

didasarkan karakter arus listrik yang dihasilkan saat diberi tegangan yaitu


68

ohmik dan non ohmik. Grafik fungis arus listrik terhadap tegangan untuk

penghantar ohmik dan non ohmik dapat terlihat pada gambar 7.

Gambar 8. Jenis Penghantar

Sumber: (Karyono, 2009)

Untuk penghantar ohmik, grafik fungsi arus I terhadap tegangan V membentuk

garis lurus. Gradien garis dari grafik tersebut merupakan sebuah nilai dari

penghantar tersebut yang disebut resistansi atau hambatan (R). Secara

matematis persamaan untuk penghantar ohmik adalah:

dengan V yaitu tegangan (volt), I yaitu arus listrik (ampere) dan R yaitu

resistansi/hambatan (Ohm) dari penghantar (konduktor). Persamaan ini

disebut sebagai Hukum Ohm yang menyatakan bahwa:

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

69

Kuat arus yang melalui suatu konduktor ohm adalah sebanding (berbanding

lurus) dengan beda potensial antara ujung-ujung konduktor asalkan suhu

konduktor tetap

Nilai resistansi atau hambatan kawat (R) dari setiap kawat tidak ditentukan

oleh besar tegangan baterai namun ditentukan oleh dimensi kawat itu sendiri

seperti panjang kawat (l), luas penampang kawat (A) dan hambatan jenis

kawat (𝜌). Secara matematis hambatan R dapat dinyatakan:

dengan R yaitu hambatan (ohm), l yaitu panjang kawat (m), dan A yaitu luas

penampang kawat (m2).

Rangkaian Seri-Paralel

Penggunaan perangkat listrik dalam kehidupan sehari-hari sebagian besar

terdiri dari lebih dari satu perangkat. Ketika ada lebih dari dua perangkat

listrik yang ingin kita gabungkan dengan sebuah sumber listrik, ada dua cara

dasar untuk menggabungkannya. Pertama rangkaian digabungkan secara seri

dan cara kedua digabungkan secara paralel. Misalkan ada tiga lampu yang

ingin digabungkan dengan sebuah sumber listrik dalam satu rangkaian, maka

ketiga lampu dapat digabungkan secara seri seperti gambar 7a atau secara

paralel seperti gambar 7b atau penggabungan antara keduanya.


70

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

Sumber: https://www.physicsclassroom.com/class/circuits/Lesson-2/Electric-Current

Untuk rangkaian seri resistor terlihat pada gambar 9. Pada rangkaian seri, arus

yang mengalir pada setiap resistor bernilai sama:

Gambar 10. Rangkaian Seri Tiga Resistor

Sumber: myrightspot.com

Sedangkan untuk tegangan total atau tegangan sumber merupakan hasil

penjumlahan tegangan ujung-ujung resistor.

Adapun hambatan pengganti untuk rangkaian seri adalah:

https://www.physicsclassroom.com/class/circuits/Lesson-2/Electric-Current

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

71

Untuk rangkaian resistor yang dipasang secara paralel dapat dilihat pada

gambar 10.

Gambar 11. Rangkaian Paralel Resistor

Sumber: http://www.rangkaianelektronika.org/gambar-rangkaian-paralel.htm

Pada rangkaian paralel, besar tegangan ujung ujung resistor semuanya sama.

Sedangkan arus listrik totalnya merupakan hasil penjumlahan dari arus

masing-masing cabang.

Dengan mensubstitusi ke persamaan hukum ohm, maka diperoleh hambatan

pengganti untuk rangkaian paralel adalah:

http://www.rangkaianelektronika.org/gambar-rangkaian-paralel.htm


72

Energi dan Daya Listrik

Energi listrik dalam sebuah penghantar yang mengalirkan arus listrik secara

kuantitatif merupakan besar muatan (dalam coulomb) dikalikan beda

potensial kedua ujung penghantar. Satuan energi listrik dalam sistem SI adalah

joule (J). Energi listrik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

berikut:

𝑊 = 𝑄. 𝑉 = 𝐼. 𝑡. 𝑉

atau:

dengan W yaitu energi (joule), V yaitu tegangan (volt), I yaitu arus listrik

(ampere) dan t yaitu waktu (sekon).

Sedangkan daya listrik yaitu:

𝑃 =𝐸

𝑡=

𝑉. 𝑖. 𝑡

𝑡= 𝑉. 𝑖

dengan P yaitu daya listrik satuannya watt. Daya menjadi salah satu besaran

yang digunakan pada berbagai produk teknologi sebagai spesifikasi dari

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

73

peralatan tersebut. Sebagai contoh pada lampu penerangan, saat hendak

membeli lampu maka harus diperhatikan ukuran watt nya. Daya listrik watt

berarti pada rangkaian dengan beda potensial satu volt mengalir arus sebesar

1 ampere. Oleh karena itu, satuan dari daya juga biasa dinyatakan dalam

volt.ampere (VA), misal daya listrik rumah dari PLN terdiri dari 450 VA, 900

VA dan seterusnya.

Hukum kirchhoff

Rangkaian listrik yang diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari tidak

sebatas rangkaian seri dan rangkaian paralel namun juga rangkaian majemuk

kompleks. Rangkaian majemuk kompleks pada umumnya tidak dapat

diselesaikan dengan mudah dengan prinsip rangkaian seri paralel. Rangkaian

majemuk pada umumnya dapat diselesaikan dengan hukum I dan hukum II

kirchhoff.

Hukum I Kirchhoff menyatakan:

Pada setiap titik percabangan, jumlah arus yang masuk melalui titik tersebut

sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut.

Sebagai contoh jika terdapat tiga cabang aliran arus listrik seperti gambar 11

maka berlaku:


74

Gambar 12. Arus Listrik Pada Titik Percabangan

Sumber: (Karyono, 2009)

Hukum II kirchoff menjelaskan mengenai beda potensial pada suatu rangkaian

tertutup. Hukum II kirchoff berbunyi:

Pada setiap rangkaian tertutup, jumlah aljabar dari beda potensial harus sama

dengan nol.

Pada rangkaian tertutup, terdapat dua jenis beda potensial listrik yaitu beda

potensial listrik dari baterai yang disebut listrik gaya gerak listrik (ℰ) dan beda

penurunan tegangan (IR). Sehingga secara matematis hukum II kirchoff dapat

dituliskan:

Penggunaan Hukum II Kirchhoff adalah sebagai berikut:

1. Pilih rangkaian untuk masing-masing lintasan tertutup dengan arah

tertentu. Pemilihan arah loop bebas, tapi usahakan searah dengan arah

arus listrik.

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

75

Gambar 13. Loop Pada Rangkaian

Sumber: pribadi

2. Jika arah loop sama dengan arah arus, maka penurunan tegangan (IR)

bertanda positif, sedangkan bila arah loop berlawanan arah dengan arah

arus, maka penurunan tegangan (IR) bertanda negatif.

3. Bila saat mengikuti arah loop, kutub sumber tegangan yang lebih dahulu

dijumpai adalah kutub positif, maka gaya gerak listrik bertanda positif,

sebaliknya bila kutub negatif maka penurunan tegangan (IR) bertanda

negatif.

Untuk lebih memperjelas penggunaan hukum kirchoff dalam memecahkan

masalah rangkaian majemuk, Saudara dapat melihatnya pada bagian

Pembahasan Soal-Soal khususnya pembahasan soal UN Tahun 2016 dan

pembahasan soal UN Tahun 2017.


76

PENGEMBANGAN PENILAIAN

A. Pembahasan Soal-soal

Topik Listrik Arus Searah merupakan salah satu topik yang tidak pernah absen

dalam soal Ujian Nasional dan Ujian Sekolah Berbasis Nasional tiga tahun

terakhir. Berikut ini merupakan soal-soal Ujian Nasional pembahasan terkait

listrik arus searah dalam tiga tahun terakhir.

Soal UN Tahun 2016

1. Perhatikan gambar berikut !

Besar beda potensial pada hambatan 3Ω adalah ….

A. 0,17 volt

B. 0,50 volt

C. 1,50 volt

D. 2,00 volt

E. 6,00 volt

Kunci Jawaban : B

Pembahasan :

Untuk menjawab soal tersebut dapat menggunakan hukum ohm ataupun

hukum kirchhoff. Dalam menggunakan hukum ohm, tidak lupa untuk

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

77

memperhatikan polaritas dari kutub baterai. Dalam pembahasan ini, akan

dijelaskan menggunakan hukum kirchhoff.

Pertama buat sebuah Loop pada rangkaian tertutup di atas dengan arah

tertentu (Pada buku ini akan dibuat searah putaran jarum jam), kemudian

nyatakan semua besaran yang diketahui.

- Diketahui : ℰ1 = 12 V, ℰ2 = 9 V, R1 = 6 Ω , R2 = 9 Ω , R3 = 3 Ω

- Gunakan hukum kirchhoff II yaitu bahwa: “Tegangan pada rangkaian

tertutup sama dengan nol”

- Vaa = 0 (artinya tegangan dari titik a kembali lagi ke titik a sama dengan nol)

- Dengan prinsip persamaan :

𝑉 = ∑ 𝜀 + ∑ 𝑖. 𝑅 …. (1)

- Tentukan terlebih dulu arus pada rangkaian

- Maka:

∑ 𝜀 + ∑ 𝑖. 𝑅 = 0

( 9 – 12 ) + i ( 6 + 9 + 3 ) = 0

- 3 + i . 18 = 0

i . 18 = 3

𝑖 = 3

18=

1

6 A (dihasilkan nilai positif berarti arus listrik searah loop)

- Untuk menentukan tegangan pada hambatan 3Ω, gunakan kembali prinsip

persamaan (1) diantara titik cabang cd, maka didapatkan:

- 𝑉𝑐𝑑 = ∑ 𝜀 + ∑ 𝑖. 𝑅

- 𝑉𝑐𝑑 = 0 + 1

6. 3 =

1

2= 0,5 𝑣𝑜𝑙𝑡 (dengan titik c lebih positif dari titik d)


78

Soal UN Tahun 2017

1. Perhatikan rangkaian berikut!

Besar daya pada hambatan 2 Ω adalah ….

A. 2 watt

B. 4 watt

C. 5 watt

D. 6 watt

E. 9 watt

Kunci Jawaban : A

Pembahasan :

Untuk menjawab soal di atas kita dapat menggunakan hukum II kirchoff.

Langkah pertama buat dua loop pada tiap rangkaian, kemudian misalkan arah

arus pada masing-masing rangkaian dan nyatakan besaran yang diketahui.

Diketahui :

,

R1 = 4 Ω , R2 = 4 Ω , R3 = 2 Ω

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

79

- Gunakan prinsip persamaan hukum II kirchoff (Vaa = 0) untuk masing-

masing loop

- Loop 1 :

∑ 𝜀 + ∑ 𝑖. 𝑅 = 0

−4 + 𝑖3. 2 + 𝑖1. 4 = 0

2𝑖3 + 4𝑖1 = 4 … … … … … … … . . (1)

- Loop 2 :

∑ 𝜀 + ∑ 𝑖. 𝑅 = 0

−4 + 𝑖3. 2 + 𝑖2. 4 = 0

2𝑖3 + 4𝑖2 = 4 … … … … … … … . . (2)

- Hukum I Kirchoff : 𝑖𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘 = 𝑖𝑘𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟

𝑖1 + 𝑖2 = 𝑖3

𝑖1 = 𝑖3 − 𝑖2………………..(3)

- Substitusi persamaan (3) ke persamaan (1):

2𝑖3 + 4(𝑖3 − 𝑖2) = 4

6𝑖3 − 4𝑖2 = 4 …………………..(4)

- Eleminasi persamaan (2) ke persamaan (4):

2𝑖3 + 4𝑖2 = 4

6𝑖3 − 4𝑖2 = 4

8𝑖3 = 8

𝑖3 = 1 𝐴

- Maka besar daya pada hambatan 2 Ω :

- 𝑃 = 𝑖2. 𝑅 = 12. 2 = 2 𝑤𝑎𝑡𝑡

+


80

2. Perhatikan gambar rangkaian 5 lampu identik berikut!

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

nyala lima lampu pada rangkaian listrik tersebut?

A. Lampu D dan E menyala lebih terang dari semula

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

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

D. Lampu D dan E lebih redup dari semula

E. Lampu D dan E sama terangnya dari keadaan awal

Kunci Jawaban : D

Pembahasan :

Terang redup nyala lampu ditentukan oleh besar arus yang mengalir pada

lampu tersebut. Dengan demikian kita perlu membandingkan besar arus

listrik sebelum lampu F dipasang dan setelah lampu F dipasang. Untuk

mencari arus i, kita dapat menggunakan persamaan:

𝑉 = 𝑖. 𝑅…………………….(1)

- Hambatan paralel untuk a, b dan c

1

𝑅𝑎𝑏𝑐=

1

𝑅+

1

𝑅+

1

𝑅

𝑅𝑎𝑏𝑐 =𝑅

3

- Hambatan total sebelum F dipasang :

𝑅𝑡𝑜𝑡 = 𝑅𝑎𝑏𝑐 + 𝑅𝑑 + 𝑅𝑑 =𝑅

3+ 𝑅 + 𝑅 =

7

3𝑅

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

81

- Hambatan total setelah F dipasang :

𝑅′𝑡𝑜𝑡 = 𝑅𝑎𝑏𝑐 + 𝑅𝑑 + 𝑅𝑑 + 𝑅𝐹 =𝑅

3+ 𝑅 + 𝑅 + 𝑅 =

10

3𝑅

- Arus total sebelum F dipasang :

𝑖 =𝑉

𝑅𝑡𝑜𝑡=

3

7

𝑉

𝑅

- Arus total setelah F dipasang :

𝑖′ =𝑉

𝑅′𝑡𝑜𝑡=

3

10

𝑉

𝑅

- Karena 𝑖′ < 𝑖 maka lampu D dan E menyala lebih redup dari semula

Soal UN Tahun 2018

Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah ini!

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

perbandingan arus total yang mengalir pada rangkaian sebelum dengan

setelah penggantian adalah ….

A. 4 : 5

B. 5 : 4

C. 10 : 11

D. 11 : 5

E. 11 : 10


82

KUNCI : B

PEMBAHASAN :

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

83

Soal Anchor USBN Tahun 2019

Kuat arus listrik yang melewati hambatan R2 adalah ….

A. 2

3 A D.

1

3 A

B. 1

2 A E.

1

4 A

C. 2

5 A

Kunci Jawaban : D

Pembahasan :


84

Soal UN Tahun 2019

Perhatikan penunjukan jarum amperemeter pada gambar berikut!

Kuat arus yang terukur adalah ….

A. 60 A

B. 6 A

C. 5 A

D. 3 A

E. 0,3 A

Kunci Jawaban : D

Pembahasan :

Arus yang terukur = 𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑢𝑘𝑢𝑟

𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚𝑥 𝑎𝑟𝑢𝑠 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚

𝑖 =60

100𝑥 5𝐴 = 3 𝐴

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

85

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.

Pro

gram P

KB

melalu

i PK

P b

erbasis Zo

nasi

Direkto

rat Jend

eral Gu

ru d

an Ten

aga Kep

end

idikan

86

1. Mata Pelajaran Fisika

Jenis Sekolah : SMA ….

Kelas : XII

Mata Pelajaran : Fisika

Tabel 5. Kisi Kisi Soal HOTS

No. Kompetensi

Dasar

Lingkup

Materi Materi Indikator Soal

Nomor

Soal

Level Bentuk Soal

1

2 3 4 5 6 7 8

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

Listrik Arus Searah

Hukum Kirchoff

Disajikan gambar rangkaian seri-paralel dua lampu identik, peserta didik dapat menganalisis nyala lampu setelah sakelar ditutup.

1 L3 Pilihan Ganda

Rangkaian

Seri-Paralel

Disajikan gambar rangkaian majemuk resistor,

peserta didik dapat membandingkan besar arus

listrik pada dua resistor

2 L3 Pilihan Ganda

Rangkaian

Seri-Paralel

Disajikan ilustrasi rangkaian listrik/ jaringan kawat

berarus listrik, peserta didik diminta menganalisis

beda potensial listrik pada rangkaian antara dua titik

3 L3 Uraian

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

87

Kartu Soal

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL

Tahun Pelajaran 2018/2019

Jenis Sekolah : SMA Kurikulum : 2013

Kelas : XII Bentuk Soal : Pilihan Ganda

Mata Pelajaran : FISIKA Nama Penyusun : Lia Laela Sarah

KOMPETENSI DASAR Menganalisis prinsip kerja peralatan listrik searah (DC) berikut keselamatannya dalam kehidupan sehari-hari

Buku Sumber :

Pengetahuan/Pemaha-man

Aplikasi Pena-laran

Nomor

Soal

1

RUMUSAN BUTIR SOAL

Dua lampu identik dirangkai dengan tiga sumber

arus searah (DC) seperti gambar di bawah ini.

Kondisi nyala lampu A dan B setelah sakelar (a)

ditutup adalah ….

A. Nyala lampu A lebih terang

B. Nyala lampu B lebih terang

C. Nyala lampu A lebih redup

D. Nyala lampu B lebih redup

E. Nyala kedua lampu tetap

LINGKUP MATERI LISTRIK ARUS

SEARAH

MATERI

Hukum Kirchoff

Kunci Jawaban

E

INDIKATOR SOAL Disajikan gambar rangkaian seri-paralel dua lampu identik, peserta didik dapat menganalisis nyala lampu setelah sakelar ditutup.

PAKET - …

√


88







Buku Sumber :

Pengetahuan/Pemaha-man

Aplikasi Pena-laran

Nomor Soal

2

RUMUSAN BUTIR SOAL

Perhatikan rangkaian berikut!

Enam lampu identik dipasang dalam rangkaian

listrik seperti di atas. Di antara lampu-lampu

tersebut yang nyalanya paling redup adalah….

a. P d. S

b. Q e. T dan U

c. R

LINGKUP MATERI LISTRIK ARUS

SEARAH

MATERI

Rangkaian Seri- Paralel

Kunci Jawaban

E

INDIKATOR SOAL Disajikan gambar grafik tegangan terhadap arus listrik, peserta didik dapat menganalisis rangkaian yang sesuai dengan grafik.

PAKET - …

√

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

89




Kelas : XII Bentuk Soal : Uraian



Buku Sumber :

Pengetahuan/ Pemahaman

Aplikasi

Penalaran

Nomor Soal

3

RUMUSAN BUTIR SOAL

Pada sore hari yang cerah burung-burung senang untuk bertengger di kawat jaringan listrik dengan rata-rata arus listrik yang mengalir 500A. Namun burung-burung tersebut tidak tersengat listrik. Secara sederhana, rangkaian antara kawat dan burung dapat dilihat pada gambar Dengan memperkirakan beda potensial listrik diantara kaki burung, Jelaskan mengapa hal tersebut dapat terjadi dan tentukan besar beda potensial listrik diantara kedua kaki burung. (Diketahui kabel jaringan listrik terbuat dari alumunium yang memiliki luas penampang 2,0 x 10-4 m2 dan kedua kaki burung terpisah sejauh 2,0 x 10-2 m, resistivitas alumunium adalah 2,65 x 10-8 Ω.m)

LINGKUP MATERI LISTRIK ARUS SEARAH

MATERI Rangkaian Seri Paralel

INDIKATOR SOAL

Disajikan ilustrasi rangkaian listrik/ jaringan kawat berarus listrik, peserta didik diminta menganalisis beda potensial listrik pada rangkaian

PAKET - …

√


90

C. Refleksi Pembelajaran

Pada bagian ini Saudara akan melaksanakan refleksi dalam proses

pembelajaran materi listrik statis. 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 ?

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 ?

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

91

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?

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-kelemahan Saudara dalam melaksanakan aktivitas

pembelajaran yang telah dirancang?

13. Apakah kekuatan Saudara atau hal-hal baik yang telah saudara capai

dalam mempelajari aktivitas pembelajaran?


92

KESIMPULAN

Unit ini dikembangkan berdasarkan pasangan KD 3.1 dan 4.1 yaitu

menganalisis prinsip kerja peralatan listrik searah (DC) berikut

keselamatannya dalam kehidupan sehari-hari dan melakukan percobaan

prinsip kerja rangkaian listrik searah (DC) dengan metode ilmiah berikut

presentasi hasil percobaan. Dari pasangan kompetensi dasar tersebut

diturunkan 10 indikator pencapaian kompetensi dimensi pengetahuan dan 9

indikator pencapaian kompetensi dimensi keterampilan.

KD pengetahuan yang kompetensinya menuntut peserta didik untuk

menganalisis sudah menunjukkan 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 untuk melakukan percobaan sesuai dengan metode ilmiah.

Kegiatan pembelajaran dilaksanakan menggunakan berbagai model dan

pendekatan mulai dari yang sederhana yaitu POE (predict, order, explain),

pendekatan saintifik dan problem based learning. Berbagai pendekatan yang

digunakan diharapkan dapat memfasilitasi peserta didik dalam

mengembangkan keterampilan berpikir secara bertahap mulai dari low order

thinking sampai high order thinking.

Kegiatan analisis dalam unit ini dilakukan untuk menganalisis permasalahan-

permasalahan yang berkaitan dengan listrik arus searah diantaranya analisis

rangkaian listrik majemuk, analisis penggunaan alat elektronik di rumah agar

tidak terjadi overload, memformulasikan hambatan jenis kawat dan di bagian

pengayaan dituntut untuk melaksanakan kegiatan untuk mengevaluasi jenis

kawat yang dapat digunakan sebagai pengaman arus dalam rangkaian listrik

yang sesuai dengan sumber daya listrik maksimum. Keberadaan muatan

kontekstual yang erat dengan kehidupan sehari-hari dapat memotivasi guru

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

93

dan peserta didik untuk belajar dan menggali pengetahuan lebih dalam secara

mandiri sehingga terjadi proses pembentukan pengetahuan sesuai prinsip

konstruktivisme.

Berkaitan dengan penilaian ranah kognitif, selain mampu menyelesaikan soal-

soal ujian nasional, peserta didik dituntut untuk dapat mencapai kompetensi

dasar pada tahap analisis (C5). Dengan demikian level kognitif pertanyaan

dalam evaluasi yang disajikan diharapkan berada pada level penalaran (Level

3). Untuk itu dalam unit ini disajikan soal-soal UN tiga tahun terakhir serta

beberapa contoh soal HOTS sesuai dengan indikator yang telah

dikembangkan. Namun demikian Saudara masih perlu terus menyusun bank

soal yang relevan untuk memfasilitasi peserta didik dalam mengembangkan

kemampuan berpikir tingkat tinggi.


94

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.

Tabel 6. 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

Unit Pembelajaran

Listrik Arus Searah

95

Keterangan: 1 : tidak menguasai 2 : cukup menguasai 3 : menguasai 4 : sangat menguasai

Pedoman Penskoran:

𝑆𝑘𝑜𝑟 =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑥 100

40

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

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

1

Unit Pembelajaran



BERBASIS ZONASI


Listrik Statis

Penulis:

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

Penyunting:

Drs. Kandi, MA


TIM Desain Grafis

Copyright © 2019







Unit Pembelajaran

Listrik Statis

101

DAFTAR ISI

Hal

DAFTAR ISI 101

DAFTAR GAMBAR 103

DAFTAR TABEL 104

PENDAHULUAN 105

KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK 107

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi 107

A. Indikator Pencapaian Kompetensi 108

APLIKASI DI DUNIA NYATA 110

A. Printer Ink Jet 110

B. Teknologi Layar Sentuh 111

SOAL-SOAL UN/USBN 115

A. Contoh Soal UN Tahun 2016 115

B. Contoh Soal UN Tahun 2017 116

C. Contoh Soal UN Tahun 2018 117

D. Contoh Soal Anchor USBN Tahun 2019 118

E. Contoh Soal UN Tahun 2019 119

BAHAN PEMBELAJARAN 120

A. Aktivitas Pembelajaran 120






B. Lembar Kerja Peserta Didik 138

LKPD -1 : Benda Bermuatan dan Gaya Coulomb 138

LKPD -2 : Medan Listrik dan Fluks Listrik 142


102

LKPD -3 : Energi Potensial Listrik dan Potensial Listrik 145

LKPD -4 : Kapasitor Keping Sejajar 147

LKPD -5 : Rangkaian Kapasitor 151

C. Bahan Bacaan 155

Benda Bermuatan Listrik 155

Hukum Coulomb 156

Medan Listrik 159

Fluks Listrik 161

Energi Potensial Listrik dan Potensial Listrik 162

Bola Konduktor Berongga 163

Kapasitor 165

PENGEMBANGAN PENILAIAN 168

A. Pembahasan Soal-soal 168

B. Pengembangan Soal HOTS 175

C. Refleksi Pembelajaran 181

KESIMPULAN 183

UMPAN BALIK 185

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

103

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 1. Prinsip Kerja Printer Inkjet ........................................................................... 110

Gambar 2. Tinta Bermuatan dibelokan oleh medan listrik ................................... 111

Gambar 3. Cara Kerja Keyboard komputer ................................................................... 112

Gambar 4. Layar Sentuh Kapasitif Merupakan Kapasitor ...................................... 113

Gambar 5. Muatan-muatan pada jari terpolarisasi saat menyentuh layar

touchscreen .................................................................................................................................. 113

Gambar 6. Jari sebagai kapasitor tambahan saat menyentuh touchscreen . 114

Gambar 7. Balon menjadi Bermuatan Negatif ............................................................. 155

Gambar 8. Interaksi Benda Bermuatan.......................................................................... 156

Gambar 9. Gaya Listrik ............................................................................................................ 158

Gambar 10. Medan Listrik ..................................................................................................... 161

Gambar 11. Flux listrik pada luas penampang tertentu ......................................... 162

Gambar 12. Bola Konduktor Berongga ........................................................................... 163

Gambar 13. Bentuk bentuk kapasitor .............................................................................. 165

Gambar 14. Kapasitor Keping Sejajar .............................................................................. 165

Gambar 15. Rangkaian Seri dan Paralel Kapasitor .................................................... 167


104

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1. Target Kompetensi Dasar .................................................................................... 107

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi .................................................................. 108

Tabel 3. Aktivitas Pembelajaran ......................................................................................... 121

Tabel 4. Karakteristik Rangkaian Seri_Paralel Kapasitor ...................................... 167

Tabel 5. Kisi Kisi Soal HOTS ................................................................................................. 176

Tabel 6. Lembar Persepsi Pemahaman Unit ................................................................. 185

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

105

PENDAHULUAN

Listrik statis banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena

itu topik listrik statis menjadi salah satu materi prioritas yang harus

dilaksanakan dalam pembelajaran dan selalu diujikan dalam Ujian Nasional

(UN) dari tahun ke tahun. Unit ini diharapkan dapat menjadi aternatif sumber

bahan ajar bagi guru dalam pembelajaran listrik statis. Melalui pembahasan

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

untuk mengajarkan materi yang sama ke peserta didik yang disesuaikan

dengan indikator yang telah disusun. Selain itu pembelajaran yang telah

disusun diharapkan dapat memfasilitasi kemampuan bernalar peserta didik

dan mampu menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.

Sebagai panduan dalam melaksanakan pembelajaran, unit ini dilengkapi

dengan kompetensi dasar terkait yang memuat target kompetensi dan

indikator pencapaian kompetensi, bahan bacaan tentang aplikasi dalam

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

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

materi pendukung yang diperlukan. Komponen-komponen di dalam unit ini

dikembangkan dengan tujuan agar guru dapat dengan mudah memfasilitasi

peserta didik untuk memahami konsep-konsep listrik statis mulai

menjelaskan benda bermuatan, interaksi antar muatan, menganalisis resultan

gaya listrik, medan listrik, energi potensial listrik dan potensial listrik serta

penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Topik listrik statis dikembangkan pada bahan bacaan terdiri atas subtopik

Benda Bermuatan dan Gaya Coulomb, Medan Listrik dan Fluks Listrik, Energi

Potensial Listrik dan Potensial Listrik, Kapasitor Keping Sejajar, dan

Rangkaian Kapasitor. Selain itu, unit ini juga dilengkapi dengan lima Lembar

Kerja Peserta Didik (LKPD) yaitu :


106

1. Benda Bermuatan dan Gaya Coulomb

2. Medan Listrik dan Fluks Listrik

3. Energi Potensial Listrik dan Potensial Listrik

4. Kapasitor Keping Sejajar

5. Rangkaian Kapasitor

LKPD dikembangkan secara aplikatif agar guru mudah

mengimplementasikannya dalam pembelajaran. Pada bagian akhir unit ini,

juga dilengkapi dengan contoh soal HOTS sebagai salah satu upaya

pengembangan keterampilan berfikir tingkat tinggi peserta didik sekaligus

pengembangan penilaian pada level kognitif.

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

107

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

3.2 Menganalisis muatan

listrik, gaya listrik,

kuat medan listrik,

fluks, potensial

listrik, energi

potensial listrik serta

penerapannya pada

berbagai kasus

1. Menganalisis muatan listrik serta

penerapannya pada berbagai kasus

2. Menganalisis gaya listrik serta


3. Menganalisis kuat medan listrik

serta penerapannya pada berbagai

kasus

4. Menganalisis fluks listrik serta


5. Menganalisis potensial listrik dan

energi potensial listrik serta


XII

4.1 Melakukan

percobaan berikut

presentasi hasil

percobaan

kelistrikan (misalnya

pengisian dan

pengosongan

kapasitor) dan

manfaatnya dalam

kehidupan sehari-

hari

1. Melakukan percobaan kelistrikan

rangkaian kapasitor

2. Melakukan percobaan pengisian

dan pengosongan kapasitor

3. Mengumpulkan data hasil

percobaan kelistrikan

4. Mengolah data hasil percobaan

kelistrikan

5. Menyajikan data hasil percobaan

kelistrikan

6. Mempresentasikan hasil percobaan

kelistrikan

XII


108

A. Indikator Pencapaian Kompetensi

Kompetensi dasar dikembangkan menjadi beberapa indikator pencapaian

kompetensi. Kompetensi Dasar 3.2 dan 4.2 di kelas XII dikembangkan menjadi

13 indikator untuk ranah pengetahuan dan 11 indikator untuk ranah

keterampilan.

Dalam rangka memudahkan guru menentukan indikator yang sesuai dengan

tuntutan kompetensi dasar, indikator dibagi menjadi ke dalam tiga kategori,

yaitu indikator pendukung, indikator kunci, dan indikator pengayaan. Berikut

ini rincian indikator yang dikembangkan pada Kompetensi Dasar 3.2 dan 4.2

di kelas XII.

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi

IPK Pengetahuan

Indikator Pendukung

3.2.1 Menjelaskan jenis benda bermuatan listrik

3.2.2 Menjelaskan interaksi gejala listrik statis antara muatan sejenis dan

antara muatan yang berbeda jenis

3.2.3 Menentukan besar gaya listrik antara dua benda bermuatan listrik

3.2.4 Menerapkan medan listrik di sekitar muatan titik

3.2.5 Menentukan energi potensial listrik antara dua muatan

3.2.6 Menentukan potensial listrik di sekitar muatan titik

3.2.7 Mengidentifikasi hubungan medan listrik dan fluks Induksi

Indikator Kunci

3.2.8 Menganalisis resultan gaya listrik serta penerapannya pada berbagai

kasus

3.2.9 Menganalisis medan listrik serta penerapannya pada berbagai kasus

3.2.10 Menganalisis potensial listrik dan energi potensial listrik serta


3.2.11 Menganalisis kapasitas kapasitor keping sejajar

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

109

3.2.12 Menganalisis kapasitas pengganti dari rangkaian seri-paralel

kapasitor

Indikator Pengayaan

3.2.13 Mengidentifikasi energi yang tersimpan dalam kapasitor

IPK Keterampilan

Indikator Pendukung

4.2.1 Melakukan pengamatan interaksi benda bermuatan

4.2.2 Melakukan penyelidikan mengenai gaya listrik melalui virtual

4.2.3 Melakukan penyelidikan mengenai medan listrik melalui virtual

4.2.4 Melakukan penyelidikan fluks listrik melalui virtual

4.2.5 Melakukan penyelidikan mengenai potensial listrik dan energi

potensial listrik melalui virtual

4.2.6 Melakukan penyelidikan mengenai kapasitas kapasitor keping sejajar

melalui virtual

4.2.7 Menggunakan alat ukur listrik berupa amperemeter dan voltmeter

Indikator Kunci

4.2.8 Merancang percobaan rangkaian kapasitor seri dan paralel

4.2.9 Melakukan percobaan rangkaian kapasitor seri dan paralel

4.2.10 Mengumpulkan data percobaan rangkaian kapasitor seri dan paralel

4.2.11 Mengolah data hasil percobaan rangkaian kapasitor seri dan paralel

4.2.12 Menyajikan data hasil percobaan rangkaian kapasitor seri dan

paralel

4.2.13 Mempresentasikan hasil percobaan tentang rangkaian kapasitor

Indikator Pengayaan

4.2.14 Melakukan percobaan proses pengisian kapasitor


110

APLIKASI DI DUNIA NYATA

A. Printer Ink Jet

Dewasa ini kita sudah sangat akrab dengan printer warna yang sering kita

gunakan untuk mencetak berbagai dokumen baik berupa teks, grafik maupun

gambar dengan kualitas tinggi. Printer inkjet pertama kali diproduksi pada

awal abad ke-20 namun eksperimen-eksperimen yang mendukung

terciptanya printer inkjet sudah dimulai sejak tahun 1750an. Eksperimen

pertama dilakukan oleh Jean-Antoine Nollet pada tahun 1749 yang meneliti

efek listrik statis pada aliran tetesan zat cair (tinta), kemudian awal abad 19

Lord Rayleigh melakukan berbagai eksperimen untuk mengamati proses

pembentukan tetesan dari inkjet dan interaksinya. (Graham D Martin, 2008).

Secara garis besar prinsip dari printer inkjet dapat dilihat dari gambar 1.

Gambar 1. Prinsip Kerja Printer Inkjet

(sumber : (John D Cutnell, 2012)

Tinta berwarna dilewatkan melalui lubang yang sangat kecil yang disebut

nozzle yang memisahkan tinta menjadi banyak tetesan kecil. Tetesan-tetesan

kecil ini diberi muatan listrik statis yang berasal dari perintah komputer saat

kita melakukan proses printing (pencetakan). Setiap tetesan kecil tinta

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

111

mendapat besar muatan yang berbeda bergantung pada perintah sinyal yang

diberikan komputer. Selanjutnya tetesan tinta yang bermuatan ini dilewatkan

pada pelat defleksi (deflection plates) yaitu dua pelat logam yang diberi beda

potensial tertentu. Saat tetes tinta bermuatan melewati pelat, artinya tinta

bermuatan melalui daerah bermedan listrik sehingga akan mendapatkan gaya

listrik. Dengan demikian arah dan besar gaya listrik yang dialami tetesan tinta

ini dikendalikan oleh besar tegangan pelat. Sehingga tinta dapat jatuh tepat

pada posisi kertas sesuai dengan huruf/gambar objek yang dicetak dari

komputer.

Gambar 2. Tinta Bermuatan dibelokan oleh medan listrik

(Sumber : http://www.gcsescience.com/pse9-electrostatic-charge-inkjet-printer-nozzle.htm)

B. Teknologi Layar Sentuh

Teknologi layar sentuh sudah banyak diaplikasikan dalam berbagai perangkat

elektronik dewasa ini. Salah satu yang paling populer adalah telepon genggam.

Saat ini kita sudah jarang menemukan telepon genggam tanpa layar sentuh.

Teknologi layar sentuh saat ini dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu

resistif, kapasitif dan infrared. Pada umumnya telepon genggam yang

menggukan layar sentuh dengan teknologi kapasitif dibanderol dengan harga

lebih mahal dibandingkan dengan layar sentuh resistif. Teknologi layar sentuh

kapasitif memiliki sensitifitas yang lebih baik dibandingkan dengan resistif.

Lalu bagaimana cara kerja layar sentuh ini bekerja? Mengapa layar sentuh

hanya dapat berkerja dengan menggunakan jari atau stylus pen khusus?

http://www.gcsescience.com/pse9-electrostatic-charge-inkjet-printer-nozzle.htm

http://www.gcsescience.com/pse9-electrostatic-charge-inkjet-printer-nozzle.htm


112

Pada prinsipnya, cara kerja layar sentuh mirip dengan cara kerja keyboard

pada laptop atau komputer dalam hal tujuan memberikan sinyal listriknya.

Saat tombol disentuh maka sinyal yang dikirim akan muncul pada layar

komputer. Gambar menunjukkan cara kerja keyboard.

Gambar 3. Cara Kerja Keyboard komputer

Sumber : https://www.explainthatstuff.com/computerkeyboards.html

Sebelum tombol ditekan, pada keyboard terdapat sirkuit aliran listrik yang

terdiri dari lapisan konduksi atas (upper conducting layer) dan lapisan

konduksi bawah (lower conducting layer). Diantara lapisan konduksi ini

disekat oleh lapisan isolator sehingga tidak ada aliran arus listrik yang

mengalir. Saat tombol ditekan, lapisan konduksi atas akan menyentuh lapisan

konduksi bawah sehingga sirkuit membentuk rangkaian tertutup dan arus

listrik kecil mengalir pada rangkaian. Arus ini merupakan sinyal yang diolah

oleh komputer menjadi informasi atau data.

Teknologi layar sentuh resistif cara kerjanya hampir sama dengan cara kerja

keyboard dalam mengirimkan sinyal listriknya, bisa dikatakan sebagai

keyboard transparan. Lapisan layar terdiri dari lapisan atas berupa lapisan

plastik polyester konduktif yang fleksibel, lapisan bawah berupa kaca

konduktor yang lebih kaku dan diantara kedua lapisan dipisahkan oleh lapisan

isolator. Saat layar disentuh maka lapisan atas akan menekan lapisan kaca dan

membentuk rangkaian tertutup sehingga sinyal arus listrik terkirim ke

komputer.

https://www.explainthatstuff.com/computerkeyboards.html

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

113

Layar sentuh kapasitif berbeda dengan prinsip kerja keyboard dan layar

sentuh resistif, Layar sentuh kapasitif tidak menggunakan tekanan jari untuk

membuatnya bekerja namun menggunakan seluruh benda bermuatan.

Sebagaimana kita ketahui bahwa tubuh manusia juga memiliki banyak muatan

listrik karena tubuh banyak mengandung ion dari zat-zat elektrolit yang

terdapat dalam tubuh. Layar sentuh kapasitif terbuat dari lapisan-lapisan

kaca. Lapisan bagian dalam dan bagian luar adalah layar kaya berupa

penghantar bermuatan listrik sedangkan bagian tengahnya merupakan

isolator, dengan kata lain layar sentuh kapasitif merupakan sebuah kapasitor

keping sejajar. Saat layar dihubungkan dengan baterai, misalkan saat telepon

genggam dinyalakan maka lapisan layar ini (kapasitor) akan mendapatkan

beda potensial listrik dan timbul medan listrik.

Gambar 4. Layar Sentuh Kapasitif Merupakan Kapasitor

Saat jari menyentuh layar yang bermuatan, maka ion-ion pada jari juga akan

terpolarisasi sehingga jari juga berperan sebagai kapasitor.

Gambar 5. Muatan-muatan pada jari terpolarisasi saat menyentuh layar touchscreen

Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=qBbxSEp3-6o

https://www.youtube.com/watch?v=qBbxSEp3-6o


114

Rangkaian kapasitor pada layar touchscreen dan kapasitor jari membentuk

sebuah rangkaian paralel sehingga kapasitas total dari rangkaian akan

meningkat.

Gambar 6. Jari sebagai kapasitor tambahan saat menyentuh touchscreen

Sumber : https://isaacphysics.org/questions/capacitive_touchscreen

Peningkatan kapasitas pada sistem menyebabkan adanya penurunan beda

potensial pada titik dimana layar disentuh. Sinyal inilah yang diolah oleh

telepon genggam menjadi data keluaran dan ditampilkan sebagai huruf, angka

ataupun gambar.

https://isaacphysics.org/questions/capacitive_touchscreen

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

115

SOAL-SOAL UN/USBN

Berikut ini contoh soal UN dan USBN topik Listrik Statis pada Kompetensi

Dasar 3.2 Menganalisis muatan listrik, gaya listrik, kuat medan listrik, fluks,

potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada berbagai

kasus (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 Listrik Statis.

A. Contoh Soal UN Tahun 2016

No. Soal

1. Tiga buah muatan ditempatkan seperti gambar di samping. Besar gaya

listrik yang dialami muatan q1 adalah ….

(1µC = 10-6 C, k = 9.109 N.m2.C-2)

A. 9.10-4 N

B. 9√2 .10-4 N

C. 18.10-4 N

D. 18√2 .10-4 N

E. 81.10-4 N

Identifikasi


Indikator yang

bersesuaian

: 3.2.8 Menganalisis resultan gaya listrik serta


Diketahui : Besar masing-masing muatan

Ditanyakan : Besar gaya listrik pada salah satu muatan

Materi yang

dibutuhkan

: Resultan gaya listrik


116

B. Contoh Soal UN Tahun 2017

No. Soal

1. Dua benda bermuatan listrik Q1 dan Q2 berjarak r cm menimbulkan

gaya tolak menolak sebesar 10 newton. Kemudian muatan Q1 digeser

sehingga gaya yang timbul menjadi 40 newton, kontanta k = 9.109

N.m2.C-2, maka muatan Q1 harus dipindahkan sebesar ….

A. ½ r menjauhi Q2

B. ½ r mendekati Q2

C. 1 r menjauhi Q2

D. 2 r mendekati Q2

E. 2 r menjauhi Q2

Identifikasi


Indikator yang

bersesuaian



Diketahui : Gaya listrik pada kasus pertama dan gaya listrik pada

kasus kedua

Ditanyakan : Jarak muatan dipindahkan untuk gaya listrik kedua

Materi yang

dibutuhkan


Unit Pembelajaran

Listrik Statis

117

C. Contoh Soal UN Tahun 2018

No. Soal

1 Dua muatan listrik muatannya 0,2 µC diletakkan titik B dan C sebuah

segitiga sama kaki. Jika k = 9.109 N.m2.C-2, maka resultan kuat medan

listrik di tiitk A adalah ….

A. 2 x 104 NC-1

B. 2√2 x 104 NC-1

C. 2√3 x 104 NC-1

D. 3√2 x 104 NC-1

E. 3√3 x 104 NC-1

Identifikasi


Indikator yang

bersesuaian

: 3.2.9 Menganalisis medan listrik serta


Diketahui : Besar muatan listrik, jarak titik dari muatan

Ditanyakan : Resultan kuat medan listrik pada satu titik dari kedua

muatan

Materi yang

dibutuhkan

: Resultan kuat medan listrik


118

D. Contoh Soal Anchor USBN Tahun 2019

No. Soal

1 Tiga partikel bermuatan listrik seperti gambar

Besar resultan gaya pada muatan B adalah … .

A. 0

B. 1 x 10-7 N

C. 2 x 10-7 N

D. 4 x 10-7 N

E. 8 x 10-7 N

Identifikasi


Indikator yang

bersesuaian



Diketahui : Besar muatan listrik, jarak antar muatan

Ditanyakan : Resultan gaya listrik pada salah satu muatan

Materi yang

dibutuhkan


Unit Pembelajaran

Listrik Statis

119

E. Contoh Soal UN Tahun 2019

No. Soal

1. Empat kapasitor identik dengan kapasitas masing-masing kapasitor 9

µF akan dirangkai membentuk rangkaian listrik dengan ujung-ujungnya dihubungkan dengan tegangan 10 volt. Muatan total yang

dapat disimpan dalam rangkaian kapasitor tersebut adalah 120 µC.

Susunan kapasitor yang mungkin dalam rangkaian tersebut adalah ….

A. 4 kapasitor dirangkai secara seri

B. 4 kapasitor dirangkai secara paralel

C. 3 kapasitor dirangkai seri, kemudian dirangkai paralel dengan 1

kapasitor lain.

D. 3 kapasitor dirangkai paralel, kemudian dirangkai seri dengan 1

kapasitor lain.

E. 2 kapasitor dirangkai seri, kemudian dirangkai paralel dengan 2

kapasitor lain yang dirangkai seri.

Identifikasi

Level Kognitif : Level Kognitif 3 / LK3 (Penalaran)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.2.12 Menganalisis kapasitas pengganti dari

rangkaian seri-paralel kapasitor

Diketahui : Kapasitas setiap kapasitor, tegangan dan muatan

tersimpan

Ditanyakan : Susunan rangkaian kapasitor

Materi yang

dibutuhkan

: Hubungan tegangan dan muatan tersimpan dalam

kapasitor

Kapasitas pengganti rangkaian seri-paralel

kapasitor


120

BAHAN PEMBELAJARAN

A. Aktivitas Pembelajaran

Konsep listrik statis banyak dimanfaatkan dalam berbagai peralatan teknologi

yang kita gunakan sehari-hari. Oleh karena itu memahami konsep-konsep

listrik statis menjadi penting bagi peserta didik. Dalam ujian nasional pun

konsep listrik statis selalu ada setiap tahun. Aktivitas pembelajaran pada

bagian ini merupakan rincian kegiatan guru dan peserta didik untuk mencapai

kompetensi dasar topik listrik statis. Sebelum uraian aktivitas pembelajaran,

terlebih dahulu akan disajikan desain aktivitas pembelajaran seperti terlihat

pada tabel 3.

Berdasarkan tabel 3, dapat terlihat aktivitas pembelajaran untuk mencapai

masing-masing indikator yang telah ditetapkan. Aktivitas pembelajaran akan

diuraikan lebih rinci menjadi lima skenario pembelajaran atau lima

pertemuan. Pengembangan skenario pembelajaran sesuai kriteria yang

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

Menurut permendikbud tersebut disebutkan bahwa proses pembelajaran

pada satuan pendidikan diselenggarakan secara interaktif, inspiratif,

menyenangkan, menantang, memotivasi peserta didik untuk berpartisipasi

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

kemandirian sesuai dengan bakat, minat, dan perkembangan fisik serta

psikologis peserta didik. Oleh karena itu pemilihan pendekatan atau model

pembelajaran harus memfasilitasi kriteria yang disebutkan pada

permendikbud di atas. Berikut desain pembelajaran dan rincian aktivitas

pembelajaran untuk masing-masing pertemuan.

Pa

ke

t Un

it Pe

mb

ela

jara

n

Pe

mb

ela

jara

n A

ljab

ar

12

1

Tabel 3. Aktivitas Pembelajaran

Indikator Pencapaian Kompetensi Materi Pelajaran Aktivitas Bentuk dan Jenis

Penilaian

Media / Bahan

Pembelajaran

Alokasi Waktu

3.2.1 Menjelaskan jenis benda bermuatan listrik

1. Benda bermuatan

listrik 2. Gaya Coulomb 3. Medan Listrik 4. Fluks Listrik 5. Energi Potensial

Listrik 6. Potensial Listrik 7. Kapasitor Keping

Sejajar 8. Rangkaian

Kapsitor

Pertemuan -1: 1. Demonstrasi proses pemuatan pada balon 2. Demonstrasi pemuatan balon dengan virtual

PhET 3. Diskusi mengenai jenis benda bermuatan 4. Diskusi mengenai interaksi benda bermuatan 5. Penyelidikan hubungan gaya listrik dengan

muatan dan gaya listrik dengan jarak melalui virtual PhET hukum Coulomb

6. Menganalisis resultan gaya listrik untuk tiga partikel melalui virtual PhET electric hockey dan analisis vektor

7. Problem solving soal UN dan soal HOTS terkait gaya listrik

Pertemuan -2: 1. Pengamatan hubungan jarak titik terhadap

besar medan listrik, hubungan muatan dengan medan listrik melalui virtual PhET charge and field

2. Pengamatan hubungan medan listrik dengan fluks listrik melalui virtual wolfram

3. Diskusi dan analisis resultan medan listrik akibat dua muatan atau lebih

4. Menyajikan hasil analisis dan pengamatan 5. Problem solving soal UN dan soal HOTS terkait

medan listrik Pertemuan -3:

1. Tes Tulis : PG Esay Terbuka

2. Observasi Kegiatan Praktek

3. Observasi Kegiatan Diskusi

4. Observasi Kegiatan Presentasi

5. Penilaian Produk (Laporan/Makalah)

1. LKPD 2. Virtual

PhET 3. Power

Point 4. Alat

percobaan

5 x 2 jp x 45 menit

3.2.2 Menjelaskan interaksi gejala listrik statis antara muatan sejenis dan antara muatan yang berbeda jenis

3.2.3 Menjelaskan hubungan antara gaya listrik dengan besar muatan listrik

3.2.4 Menjelaskan hubungan antara gaya listrik dengan jarak antar muatan listrik

3.2.5 Menjelaskan medan listrik di sekitar muatan titik

3.2.6 Menganalisis resultan gaya listrik serta penerapannya pada berbagai kasus

3.2.7 Menganalisis medan listrik serta penerapannya pada berbagai kasus

3.2.8 Mengidentifikasi hubungan medan listrik dan fluks Induksi

3.2.9 Menganalisis potensial listrik dan energi potensial listrik serta penerapannya pada berbagai kasus

3.2.10 Menganalisis kapasitas kapasitor keping sejajar

Pro

gram P

KB

melalu

i PK

P b

erbasis Zo

nasi

Direkto

rat Jend

eral Gu

ru d

an Ten

aga Kep

end

idikan

12

2

Indikator Pencapaian Kompetensi Materi Pelajaran Aktivitas Bentuk dan Jenis

Penilaian

Media / Bahan

Pembelajaran

Alokasi Waktu

3.2.11 Menganalisis kapasitas pengganti dari rangkaian seri-paralel kapasitor

1. Penyelidikan menentukan besar potensial listrik dengan bantuan virtual PhET

2. Eksplanasi energi potensial listrik dan kaitannya dengan potensial listrik

3. Elaborasi konsep potensial listrik dan energi potensial listrik pada dua pelat

4. Evaluasi dalam analisis prinsip kerja peralatan yang menggnnakan konsep listrik statis (inkjet printer)

5. Mengkomunikasikan hasil analisis dan penyelidikan

Pertemuan -4: 1. Melakukan penyelidikan melalui virtual PhET

capacitor untuk memformulasikan kapasitas kapasitor keping sejajar

2. Diskusi menelaah kapasitas kapasitor yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari

3. Menyajikan hasil analisis dan penyelidikan

Pertemuan -5: 1. Percobaan rangkaian seri paralel kapasitor 2. Percobaan pengisian dan pengosongan

kapasitor 3. Diskusi mengidentifikasi karakteristik rangkaian

seri-paralel kapasitor 4. Menganalisis kapasitas pengganti rangkaian

seri-paralel kapasitor 5. Mengevaluasi energi yang tersimpan dalam

rangkaian kapasitor

3.2.12 Mengevaluasi energi yang tersimpan dalam kapasitor

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

123


Pada aktivitas pembelajaran ke -1 ini, Saudara akan mendemonstrasikan

proses pemuatan pada balon baik real maupun virtual, berdiskusi mengenai

jenis benda bermuatan, diskusi mengenai interaksi benda bermuatan,

melakukan penyelidikan hubungan gaya listrik dengan muatan dan gaya

listrik dengan jarak melalui virtual PhET hukum Coulomb. Keterampilan dasar

agar proses pembelajaran berjalan dengan baik adalah kemampuan ICT dalam

mengoperasikan aplikasi java di komputer atau PC.


indikator 3.2.1, 3.2.2, 3.2.3 dan 3.2.8. Adapun pendekatan yang digunakan

dalam aktivitas ini adalah pendekatan saintifik dengan tahapan mengamati,

menanya, mengumpulkan informasi, mengasosiasi dan mengkomunikasikan.

Benda Bermuatan dan Gaya Listrik


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menjelaskan jenis

benda bermuatan listrik, interaksi benda bermuatan, menentukan besar gaya

listrik pada dua benda bermuatan listrik dan menganalisis resultan gaya listrik

pada tiga partikel bermuatan atau lebih melalui penyelidikan virtual.





PhET, dua buah balon yang sudah ditiup, tali, steroform/kain wol.


124


Mengamati

1. Memotivasi peserta didik dengan menyajikan gambar peralatan yang

memanfaatkan listrik dalam kehidupan sehari-hari seperti mesin

fotocopy, inkjet printer, telepon genggam layar sentuh.

Menanya

2. Mengajukan pertanyaan bagaimana cara kerja dari peralatan di atas,

kemudian memberi kesempatan kepada peserta didik untuk

mengemukakan pendapatnya. Diharapkan muncul ide konsep listrik

statis.

Mengamati

3. Membagikan LKPD -1 Bagian 1 kepada setiap peserta didik

4. Memberikan arahan kepada peserta didik untuk mendemonstrasikan

proses pemuatan listrik pada balon sesuai LKPD -1 dan mengamati

interaksi antara balon dengan balon, dan antara balon dengan

steroform/kain wol.

Menanya

5. Memfasilitasi peserta didik untuk membuat pertanyaan mengenai

fenomena yang terjadi kemudian mengemukakan pendapat untuk

menjelaskan hasil pengamatan dan berpendapat mengapa terjadi

fenomena tersebut.

Mengumpulkan informasi

6. Melibatkan peserta didik untuk mendemonstrasikan virtual PhET baloon

and electricity:

https://PhET.colorado.edu/en/simulation/balloons-and-static-

electricity

https://phet.colorado.edu/en/simulation/balloons-and-static-electricity


Unit Pembelajaran

Listrik Statis

125

7. Membimbing peserta didik dalam diskusi kelas untuk menjelaskan

bagaimana benda dapat bermuatan, jenis benda bermuatan dan interaksi

antar muatan.

8. Membagi peserta didik dalam beberapa kelompok terdiri dari 4-5 orang

9. Membagikan LKPD -1 Bagian 2 kepada masing-masing kelompok

10. Memfasilitasi peserta didik untuk menjalankan aplikasi virtual lab PhET

hukum Coulomb:

https://PhET.colorado.edu/sims/html/coulombs-law/latest/coulombs-

law_en.html

11. Memfasilitasi peserta didik melakukan penyelidikan sesuai dengan LKPD

-2

Mengasosiasi

12. Membimbing peserta didik memformulasikan besar gaya listrik (hukum

Coulomb) sesuai dengan LKPD -2 .

13. Memberikan waktu kepada peserta didik untuk berdiskusi menganalisis

resultan gaya listrik pada tiga partikel bermuatan.

14. Memfasilitasi peserta didik saat menyimpulkan hasil analisis resultan

gaya listrik pada tiga partikel bermuatan listrik.

Menyajikan dan Mengomunikasikan:

15. Memfasilitasi peserta didik membuat laporan hasil penyelidikan dan

diskusi.

16. Memberi kesempatan perwakilan dari setiap kelompok untuk

mempresentasikan hasil diskusi analisis resultan gaya listrik pada tiga

partikel bermuatan listrik di depan kelas.

17. Memfasilitasi peserta didik melakukan refleksi mengenai benda

bermuatan listrik, interaksi benda bermuatan dan resultan gaya listrik

(Hukum Coulomb) kemudian melatih kemampuan problem solving soal-

soal UN dan soal-soal HOTS, misalkan soal UN tahun 2016, soal UN tahun

2017 dan contoh soal HOTS.

https://phet.colorado.edu/sims/html/coulombs-law/latest/coulombs-law_en.html



126


Dalam aktivitas pembelajaran ke -2 ini Saudara masih harus menggunakan

virtual laboratory untuk membantu proses pembentukan pengetahuan

peserta didik. Pada aktivitas ini Saudara akan melakukan penyelidikan virtual

untuk menjelaskan medan listrik, menganalisis resultan medan listrik dan

mengidentifikasi hubungan medan listrik dengan fluks listrik.


indikator 3.2.4, 3.2.7 dan 3.2.9 untuk pengetahuan. Adapun pendekatan yang

digunakan dalam aktivitas ini adalah pendekatan saintifik dengan tahapan

mengamati, menanya, mengumpulkan informasi, mengasosiasi dan

mengkomunikasikan.

Medan Listrik


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menentukan kuat

medan listrik, menganalisis hubungan medan listrik dan fluks listrik serta

menganalisis resultan medan listrik pada sebuah titik akibat beberapa muatan

melalui penyelidikan virtual.





PhET, media presentasi.

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

127


Mengamati

1. Memotivasi peserta didik dengan menyajikan animasi arah medan listrik

dari jenis muatan positif, jenis muatan negatif dan diantara keduanya,

melalui link animasi: https://academo.org/demos/electric-field-line-

simulator/

Menanya

2. Memfasilitasi peserta didik untuk mengemukakan hasil pengamatan

mengenai arah medan listrik dari muatan positif dan muatan negatif.

3. Memotivasi peserta didik untuk bertanya arah medan listrik pada sebuah

muatan akibat dua muatan atau lebih.

Mengumpulkan informasi

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

5. Membagikan LKPD -2 kepada masing-masing kelompok

6. Memfasilitasi peserta didik untuk menjalankan aplikasi Charges and Field:

https://PhET.colorado.edu/en/simulation/charges-and-fields

7. Membimbing peserta didik melakukan penyelidikan sesuai dengan LKPD

-2 untuk menentukan kuat medan listrik berkaitan dengan besar muatan

dan jarak titik terhadap muatan.

8. Membimbing peserta didik menganalisis hubungan medan listrik dan

fluks listrik sesuai LKPD -2.

Mengasosiasi

9. Memfasilitasi peserta didik untuk berdiskusi menganalisis resultan

medan listrik pada sebuah titik akibat dua partikel bermuatan atau lebih.

Mengomunikasikan

10. Memfasilitasi peserta didik membuat laporan hasil penyelidikan dan

diskusi.

https://academo.org/demos/electric-field-line-simulator/

https://academo.org/demos/electric-field-line-simulator/

https://phet.colorado.edu/en/simulation/charges-and-fields


128

11. Memberi kesempatan perwakilan dari setiap kelompok untuk


12. Memfasilitasi peserta didik melakukan refleksi mengenai medan listrik,

dan resultan medan listrik kemudian melatih kemampuan problem solving

soal-soal UN dan soal-soal HOTS, misalkan contoh soal UN tahun 2018.

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

129


Aktivitas pembelajaran ke -3 ini akan dimulai dengan menampilkan aplikasi

listrik statis dalam kehidupan sehari-hari. Untuk membantu proses

pembentukan pengetahuan peserta didik, Saudara masih harus menggunakan

virtual laboratory. Pada aktivitas ini Saudara akan melakukan penyelidikan

virtual untuk menentukan potensial listrik, menganalisis energi potensial

listrik dan kaitannya dengan potensial listrik, menemukan hubungan potensial

listrik dan medan listrik serta melakukan analisis prinsip kerja peralatan yang

menggunakan konsep listrik statis yaitu pada inkjet printer.


indikator 3.2.5, 3.2.6 dan 3.2.10. Model pembelajaran yang digunakan dalam

aktivitas ini 5E model yang terdiri dari:

1. Engagement yaitu tahap melibatkan peserta didik dalam pembelajaran.

2. Exploration yaitu tahap eksplorasi atau penyelidikan pembelajaran.

3. Explaination yaitu tahap penjelasan.

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

5. Evaluation yaitu tahap evaluasi pembelajaran.

Energi Potensial listrik, Potensial Listrik dan Aplikasi Listrik

Statis


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menentukan energi

potensial listrik pada dua muatan listrik yang berjarak tertentu, potensial

listrik pada sebuah titik dengan jarak tertentu dari partikel bermuatan dan

menganalisis prinsip kerja peralatan dalam kehidupan sehari-hari yang

menggunakan konsep listrik statis (inkjet printer) melalui penyelidikan

virtual.


130





PhET, video youtube, media presentasi.


Engagement

1. Menyajikan video aplikasi listrik statis kehidupan sehari-hari misal cara

kerja inkjet printer:

https://www.youtube.com/watch?v=-WB1aelMLJM


dan mengkomunikasikan hasil pengamatan nya.

3. Memotivasi peserta didik untuk membuat pertanyaan berdasarkan video

yang disajikan.


pembelajaran yaitu: Bagaimanakah tinta-tinta pada printer dapat

berbelok saat melewati deflection plate,

Exploration


orang peserta kemudian membagikan LKPD -3

6. Membimbing peserta didik dalam melakukan penyelidikan sesuai LKPD -

3 untuk energi potensial dan potensial listrik.

https://www.youtube.com/watch?v=-WB1aelMLJM

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

131

Explaination

7. Memfasilitasi peserta didik berdiskusi untuk menentukan energi

potensial listrik pada dua muatan listrik, potensial listrik pada sebuah

muatan, dan hubungan energi potensial listrik dan potensial listrik.

8. Memfasilitasi peserta didik mengkomunikasikan hasil penyelidikan

energi potensial listrik dan potensial listrik.

Elaboration

9. Membimbing peserta didik untuk menemukan hubungan potensial listrik

dan medan listrik berdasarkan persamaan-persamaan yang telah

diketahui.

10. Menayangkan animasi partikel bermuatan yang melewati dua pelat yang

diberi beda potensial listrik:

https://ophysics.com/em6.html

11. Menjalankan animasi tersebut, namun sebelum menjalankannya,

mintalah peserta didik untuk memprediksi terlebih dulu arah gerak dari

partikelnya.

12. Memfasilitasi peserta didik untuk menganalisis gaya listrik yang timbul

pada partikel bermuatan saat melewati daerah diantara keping logam

berdasarkaan animasi di atas.

13. Membimbing peserta didik untuk menganalisis prinsip kerja inkjet printer

berdasarkan pemahaman yang sudah dimiliki mengenai besaran gaya

https://ophysics.com/em6.html


132

listrik, medan listrik, beda potensial listrik dan keterkaitan antara

besaran-besaran tersebut.

Evaluation

14. Memberikan kesempatan peserta didik untuk mengkomunikasikan hasil

analisis prinsip kerja inkjet printer.

15. Melakukan refleksi pembelajaran terkait potensial listrik dan energi

potensial listrik dan melakukan problem solving (Contoh-contoh Soal

HOTS).

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

133


Kapasitor sangat banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Hampir di

setiap alat elektronik, dilengkapi dengan kapasitor. Kegunaan kapasitor selain

sebagai penyimpan muatan listrik juga biasa digunakan untuk menghindari

percikan api saat komponen kontak dengan sumber tegangan, memfilter

frekuensi pada radio dan juga sebagai pengatur arus listrik. Pada aktivitas ke -

4 ini, akan dilaksanakan pembelajaran kapasitor keping sejajar sebagai dasar

dari prinsip kerja kapasitor secara umum. Saudara tetap menggunakan virtual

laboratory untuk membantu peserta didik membangun pengetahuannya. Pada

pembelajaran ini Saudara akan melakukan penyelidikan untuk menentukan

hubungan besar muatan dan beda potensial pada sebuah kapasitor serta

memformulasikan kapasitas kapasitor keping sejajar.


indikator 3.2.11. Pendekatan pembelajaran yang digunakan dalam aktivitas ini

adalah pendekatan yang digunakan dalam aktivitas ini adalah pendekatan

saintifik dengan tahapan mengamati, menanya, mengumpulkan informasi,

mengasosiasi dan mengkomunikasikan.

Kapasitor Keping Sejajar


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu memformulasikan

kapasitas kapasitor keping sejajar melalui kegiatan eksperimen




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

PhET, media presentasi.


134


1. Memotivasi peserta didik untuk mengemukakan pendapat mengenai

manfaat kapasitor dalam kehidupan sehari-hari. Kemudian memberi

stimulus berupa gambar-gambar peralatan elektronik yang menggunakan

kapsitor.

2. Memotivasi peserta didik dengan menyajikan prinsip kerja layar sentuh

kapasitif baik berupa gambar ataupun video (Lihat pembahasan Aplikasi

Dunia Nyata bagian B).

3. Mengarahkan peserta didik untuk membuat pertanyaan mengenai

kapasitas kapasitor keping sejajar. Pertanyaan yang diharapkan muncul

dari siswa diantaranya:

Apa yang mempengaruhinya kapasistas kapasitor?

Bagaimana besarnya kapasitasnya?

Bagaimana kapsitasnya jika kapasitor tersebut dipasang pada beda

potensial yang berbeda-beda dan muatan yang tersimpan pada

kapasitor tersebut?

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

orang dan membagikan LKPD -4 kepada masing-masing kelompok.

5. Membimbing peserta didik untuk melakukan penyelidikan hubungan

beda potensial listrik dengan muatan yang tersimpan dan

memformulasikan kapasitas kapasitor sesuai LKPD -4.

6. Membimbing peserta didik untuk membuat kesimpulan mengenai faktor

–faktor yang mempengaruhi kapasitas kapasitor dan persamaan kapasitas

kapasitor.

7. Memfasilitasi peserta didik perwakilan dari setiap kelompok untuk


8. Memberikan permasalahan terkait kapasitas kapasitor keping sejajar dan

membimbing peserta didik menganalisis permasalahan tersebut, contoh

soal HOTS.

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

135


Dalam sebuah peralatan elektronik, jarang ditemukan rangkaiannya hanya

menggunakan satu buah kapasitor. Kapasitor sering dirangkai secara seri

maupun paralel untuk mendapatkan nilai kapasitas yang ditetapkan. Untuk

memahami karakteristik rangkaian kapasitor, pada aktivitas ke -5 ini Saudara

akan melakukan percobaan untuk mengidentifikasi rangkaian seri dan paralel

kapasitor serta menganalisis energi yang tersimpan di dalamnya. Berdasarkan

hasil pengamatan potensial listrik pada tiga kapasitor diharapkan dapat

menentukan karakteristik masing-masing rangkaian. Selain itu Saudara juga

akan menganalisis proses pengisian dan pengosongan kapasitor melalui

pengamatan arus listrik pada amperemeter dan membuat hasil

pengamatannya.


indikator 3.2.12 dan 3.2.13. Model pembelajaran yang digunakan dalam

aktivitas ini adalah model Problem Based Learning. Tahapan-tahapan yang

dilaksanakan dalam aktivitas ini adalah:

1. mengorientasikan peserta didik pada masalah;

2. mengorganisasikan peserta didik;

3. membimbing penyelidikan individu dan kelompok;

4. mengembangkan dan menyajikan hasil karya;

5. menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah.

Rangkaian Kapasitor


Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menganalisis

kapasitas total dari rangkaian kapasitor dan energi yang tersimpan dalam

kapasitor melalui kegiatan eksperimen.


136




Media yang digunakan adalah Lembar Kerja Peserta Didik 5 (LKPD -5), 1 buah

voltmeter, 1 buah amperemeter, 1 buah resistor 47 kΩ, 3 buah kapasitor (470

µF, 1000 µF, 3300 µF), Bread board, Kabel-kabel penghubung, Power Supply.


Mengorientasikan peserta didik pada masalah

1. Menyajikan gambar aplikasi rangkaian kapasitor peralatan elektronik

dalam kehidupan sehari-hari misal gambar atau video youtube:

https://www.youtube.com/watch?v=xb0sg8QavDI


atau video dan mengkomunikasikan hasil pengamatan nya.

3. Memotivasi peserta didik untuk membuat pertanyaan berdasarkan

gambar atau video yang disajikan.


pembelajaran yaitu:

Bagaimanakah karakteristik rangkaian seri dan paralel kapasitor yang

digunakan?

Bagaimanakah proses pengisian dan pengosongan kapasitor

Bagaimanakah energi yang tersimpan dalam kapasitor?

Mengorganisasikan peserta didik:


orang peserta kemudian membagikan LKPD -5.

https://www.youtube.com/watch?v=xb0sg8QavDI

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

137

Membimbing penyelidikan individu dan kelompok:

6. Membimbing peserta didik dalam melakukan percobaan rangkaian seri-

paralel kapasitor sesuai dengan LKPD -5 untuk menentukan karakteristik

rangkaian seri dan rangkaian paralel kapasitor, kemudian dilanjutkan

dengan kegiatan penyelidikan untuk proses pengisian dan pengosongan

kapasitor.

Mengembangkan dan menyajikan hasil karya:

7. Memfasilitasi peserta didik mendiskusikan dan menyimpulkan hasil

percobaan.

8. Memfasilitasi peserta didik menyajikan hasil diskusi dan percobaan

kemudian menempelkannya pada dinding kelas.

Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah:

9. Memfasilitasi peserta didik mengkomunikasikan hasil percobaan dan

melakukan diskusi kelas untuk menentukan karakteristik rangkaian seri

dan rangkaian paralel serta menentukan kapasitas pengganti untuk

rangkaian seri dan hambatan pengganti untuk rangkaian paralel

kapasitor.

10. Membimbing peserta didik untuk menganalisis proses pengisian dan

pengosongan kapasitor berdasarkan grafik yang disajikan peserta didik.

11. Membimbing peserta didik mengevaluasi energi yang tersimpan dalam

rangkaian kapasitor baik rangkaian seri maupun rangkaian paralel

dengan membandingkan energi total pada masing-masing rangkaian.


138

B. Lembar Kerja Peserta Didik

LKPD -1 : Benda Bermuatan dan Gaya Coulomb

Tujuan:

1. Menjelaskan jenis benda bermuatan

2. Menjelaskan interaksi benda bermuatan listrik

3. Memformulasikan besar gaya listrik (gaya Coulomb) antara dua benda

bermuatan listrik

4. Menganalisis resultan gaya listrik pada tiga partikel bemuatan listrik

Alat dan Bahan:

Aplikasi PhET capacitor lab

2 buah balon

Kain wol / sterofom

Prosedur Kegiatan

Bagian 1 : Benda Bermuatan

1. Dua buah balon digantung dengan menggunakan tali seperti yang tampak

pada gambar

2. Gosok kedua balon dengan kain wol atau sterofoam. Jauhkan strerofom,

kemudian amati interaksi antar balon. jelaskan mengapa hal tersebut

dapat terjadi?

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

139

3. Amati tayangan animasi PhET:

https://PhET.colorado.edu/en/simulation/balloons-and-static-

electricity

4. Jelaskan hasil pengamatanmu, bagaimana benda menjadi bermuatan

listrik? Kemudian jelaskan bagaimana benda yang bermuatan positif,

benda bermuatan negative dan benda netral

5. Bagaimana interaksi 2 benda bermuatan jenis?

6. Bagaimana interaksi 2 benda bermuatan berlawanan jenis?

Bagian 2 : Gaya Coulomb

1. Jalankan animasi PhET Coulomb’s Law :

https://PhET.colorado.edu/sims/html/coulombs-law/latest/coulombs-

law_en.html

2. Silakan untuk mengeksplorasi secara bebas animasi tersebut selama lima

menit.

3. Ubah nilai variabel q1 dan q2 pada jarak yang tetap

4. Tuliskan pada tabel pengamatan

Jarak tetap r = …………………………………… m

No Muatan 1 (q1)

(Coulomb)

Muatan 2 (q1)

(Coulomb)

Gaya (F)

(newton)

1.

2.

3.

5. Buat kesimpulan berdasarkan tabel hasil pengamatan no.3 !

6. Ubah nilai variabel arak (r) dengan muatan q1 dan q2 tetap

7. Tuliskan pada tabel pengamatan

Muatan 1 (q1) = ………………… C

Muatan 1 (q2) = ………………… C






140

No Jarak (r)

(meter)

Kuadrat jarak (r2)

(meter)

Gaya (F)

(newton)

1.

2.

3.

8. Buat kesimpulan berdasarkan tabel hasil pengamatan no.6 !

9. Berdasarkan hasil pengamatan, bagaimanakah persamaan gaya coulomb

antara dua muatan q1, q2 yang satu sama lain berjarak r,

F = ......

Berapa besar konstanta listriknya,

k = .......

Resultan Gaya

1. Download dan jalankan animasi PhET dari laman :

https://PhET.colorado.edu/en/simulation/legacy/electric-hockey

2. Letakkan dua partikel bermuatan positif seperti gambar.

Jalankan animasi tersebut, perhatikan gerak dari muatan uji (muatan yang

berwarna hitam)!

3. Ke mana arah gerak muatan uji tersebut? Jelaskan mengapa terjadi

demikian!

4. Ada berapa gaya yang terjadi pada muatan uji ? ..........

Jika :

1. Gaya pada muatan 1 oleh muatan 2 kita sebut F12

2. Gaya pada muatan 1 oleh muatan 3 kita sebut F13

https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/electric-hockey

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

141

5. Kemana arah resultan gayanya? Bagaimana cara mencari resultan gaya

tersebut?

6. Bagaimana jika letak muatannya seperti gambar di bawah ini?

7. Kemana gerak muatan uji tersebut? Dapatkah kamu menentukan resultan

gayanya?

8. Buat beberapa modifikasi arah kedua gaya, kemudian gambarkan arah

resultan gayanya!

9. Tuliskan kesimpulan dari hasil pengamatan?


142

LKPD -2 : Medan Listrik dan Fluks Listrik

Tujuan:

1. Menentukan besar kuat medan listrik

2. Menganalisis hubungan medan listrik dan fluks listrik

3. Menganalisis resultan medan listrik akibat dua muatan atau lebih

Alat dan Bahan:

Aplikasi PhET charges and field

Aplikasi wolfram

Media presentasi

Prosedur Kegiatan

Medan Listrik

1. Jalankan animasi PhET Charges and Field :


2. Untuk satu muatan, gunakan sensor untuk mengetahui besar medan

listrik pada jarak 1 meter, 2 meter dan 3 meter (gunakan grid skala garis

untuk menentukan jaraknya)

No Muatan (q2) Jarak sensor

(meter)

Besar Medan

Listrik (V/m)

1 1 nC 1 meter

2 1 nC 2 meter

3 1 nC 3 meter


Unit Pembelajaran

Listrik Statis

143

3. Kemudian jawab pertanyaan di bawah ini:

Bagaimana hubungan jarak dengan kuat medan listrik?

Semakin jauh titik dari muatan sumber, medan listriknya semakin ....

4. Simpan sensor di titik tengah, tempatkan muatan yang berbeda-beda pada

jarak yang sama (misalkan 1 meter / 2 skala) (tambahkan muatan dengan

cara drag and drop).

No Muatan (q2) Jarak sensor

(meter)

Besar Medan

Listrik (V/m)

1 1 nC 1 meter

2 2 nC 1 meter

3 3 nC 1 meter

5. Semakin jauh titik dari muatan sumber, medan listriknya semakin ....

6. Tabel di bawah ini menunjukkan besar gaya pada sebuah muatan uji q1 =

2 µC yang berjarak r = 20 cm dari muatan q2

No Muatan (q2) Gaya (N) F/q (N/C)

1 1 µC 1,8 N

2 2µC 3,6 N

3 3µC 5,4 N

7. Lengkapi tabel di atas, dengan menghitung besar F/q untuk masing-

masing muatan (q2)

8. Jika F/q merupakan medan listrik pada titik yang berjarak r dari

sebuah muatan Q, maka:

𝐸 = = 𝑘

(Petunjuk : Gunakan persamaan gaya listrik/gaya Coulomb)


144

Fluks Listrik

1. Perhatikan animasi berikut (animasi wolfram):

2. Tuliskan besaran fisika yang terdapat pada animasi tersebut!

3. Bagaimana hubungan kuat medan listrik dengan flux listrik? Jelaskan!

4. Bagaimana pengaruh hubungan sudut antara garis medan listrik dan garis

normal penampang terhadap flux listrik?

5. Jelaskan pengaruh luas penampang terhadap flux listrik?

6. Apa yang dapat anda simpulkan dari hubungan-hubungan tersebut?

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

145

LKPD -3 : Energi Potensial Listrik dan Potensial Listrik

Tujuan:

1. Menentukan konsep energi potensial listrik antara dua muatan listrik atau

lebih

2. Menentukan potensial listrik pada sebuah titik yang berjarak tertentu dari

sebuah muatan atau beberapa muatan

3. Menganalisis prinsip kerja inkjet printer

Alat dan Bahan:

Aplikasi PhET electric field

Media presentasi

Prosedur

Energi Potensial Listrik

1. Perhatikan animasi PhET Charges and Field :

2. Ketika ada dua muatan q1 dan q2 satu sama lain berada pada jarak r, maka

pada setiap muatan terdapat gaya coulomb, sehingga saat muatan dilepas,

muatan tersebut bergerak.

3. Untuk memindahkan muatan tersebut dari tak hingga ke titik tersebut,

diperlukan usaha sebesar :


146

W = F.s

Masukan persamaan gaya listrik dan jarak antar muatan ke persamaan

tersebut.

4. Karena gaya coulomb merupakan gaya konservatif, berlaku

W = ΔEp

Dengan demikian Ep = ....

Potensial Listrik

Perhatikan simulasi PhET berikut:


1. Sebuah titik di sekitar sumber, selain memiliki medan listrik juga

memiliki ....

2. Semakin jauh jarak titik dari sumber, potensial listriknya semakin ....

3. Hubungan potensial listrik dan energi potensial listrik :

V = .....

Kesimpulan!

Tuliskan kesimpulanmu energi potensial listrik dan potensial listrik!


Unit Pembelajaran

Listrik Statis

147

LKPD -4 : Kapasitor Keping Sejajar

Tujuan:

Menentukan hubungan besar muatan dan beda potensial pada sebuah

kapasitor

Menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas kapasitor

Memformulasikan kapasitas kapasitor keping sejajar

Alat dan Bahan:

Aplikasi PhET capacitor lab

Media presentasi

Prosedur Kegiatan

Kegiatan -1 : Menentukan Hubungan Besar Muatan dan Beda Potensial

a. Untuk melihat jumlah muatan pada keping, ceklis capacitance,

plate charge dan voltmeter pada side yang bertuliskan “Meters”.

Seperti gambar di bawah ini.

b. Berikan nilai beda potensial dari baterai dengan menggeser posisi

penunjuk tegangan pada gambar baterai sampai nilai pada voltmeter

lebih besar dari nol (contoh : 0,5 volt, 1 volt, 1,5 volt)

Perhatikan nilai kapasitas (capacitance) dan jumlah muatan (plate charge)

yang terukur.

c. Tuliskan hasil pengamatan pada tabel 1.

d. Ulangi langkah b sampai d dengan nilai beda potensial yang berbeda.


148

Tabel 1

No. Beda Potensial V (volt)

Jumlah muatan Q (Coulomb)

Kapasitas Kapasitor C (Farad)

1 2 3

e. Tuliskan kesimpulan tabel hasil pengamatan

f. Berdasarkan data yang diperoleh, temukan hubungan antara beda

potensial (V), jumlah muatan (Q) dan kapasitas kapasitor (C):

…. = …. ....

Kegiatan 2 : Penentuan Kapasitas Kapasitor

Pengamatan -1

a. Untuk menentukan kapasitas kapasitor keping sejajar, ceklis capacitance

pada side yang bertuliskan “Meters”. Seperti gambar di bawah ini.

b. Ubah ukuran luas keping menjadi lebih besar, misalkan 200 mm2 (BEBAS).

c. Perhatikan nilai kapasitas (capacitance) yang terukur, masukkan data

hasil pengamatan pada tabel 2.1.

d. Ulangi langkah kegiatan no.b dan no.c dengan luas keping yang berbeda

beberapa kali.

Jarak antar keeping (separation) = ……… m

Tabel 2.1

No. Luas keping (plate area) A (mm2)


1 2 3 4


Unit Pembelajaran

Listrik Statis

149

Pengamatan-2

a. Kembalikan luas keping (plate area) menjadi 100 mm2, pada

kegiatan ini luas keping tidak diubah.

b. Ubah jarak antar keping menjadi lebih kecil, misalkan 5 mm

(BEBAS).

c. Perhatikan nilai kapasitas yang terukur, Masukkan data hasil

pengamatan pada tabel 2.2.

d. Ulangi langkah kegiatan no.b dan no.c dengan jarak antar keping yang

berbeda beberapa kali.

Jarak antar keeping (separation) = ……… mm

Tabel 2.2

No. Jarak antar keping (plate area)

d (mm)


1 2 3 4


Pengamatan -3

a. Untuk kegiatan ini, klik pada tab “Dielectric”, kembalikan jarak antar

keeping dan luas keeping seperti semula. Pada kegiatan ini luas keping

dan jarak antar keping tidak diubah

b. Geser kotak bahan dielektrik tepat diantara kedua keping.

c. Pada side “Dielectric”, pada menu “Material” ganti bahan “custom”

dengan bahan lain.

d. Perhatikan nilai kapasitas yang terukur.

e. Catat hasil pada tabel 3.1


150

f. Ulangi langkah c sampai e dengan bahan (material) yang lain.

Tabel 3.1 Jarak antar keeping (separation) = ……… mm

Luas keping (plate area) = …………mm2

No. Jenis Bahan Dielektrik

Konstanta Dielektrik

K


1 2 3

g. Tuliskan kesimpulan tabel hasil pengamatan

Pertanyaan :

1. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kapasitas kapasitor?

2. Berdasarkan tabel 2.1, semakin besar luas keping (A) maka kapasitas

kapasitor (C) semakin ….

3. Berdasarkan tabel 2.2, semakin besar jarak antar keping (d) maka

kapasitas kapasitor (C) semakin ….

4. Berdasarkan tabel 2.3, besar kapasitas kapasitor juga dipengaruhi oleh

5. Ingat kembali mengenai hubungan permitivitas bahan ε, konstanta

dielektrik dan permitivitas udara (εo) ketika belajar gaya listrik. Semakin

besar konstanta dielektrik, maka permitivitas bahan semakin …..

6. Berdasarkan hubungan-hubungan yang diperoleh dari dari poin 1,2 dan 3

maka diperoleh hubungan antara C, K, εo , A dan d adalah :

𝐶 = ⋯ .

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

151

LKPD -5 : Rangkaian Kapasitor

Tujuan:

1. Mengidentifikasi karakteristik rangkaian seri dan rangkaian paralel

kapasitor

2. Menyelidiki proses pengisian dan pengosongan kapasitor

Alat dan Bahan:

1 buah voltmeter

1 buah amperemeter

1 buah resistor 47 kΩ

3 buah kapasitor (470 µF, 1000 µF, 3300 µF)

Bread board

Kabel-kabel penghubung

Power Supply

Prosedur Kegiatan

Rangkaian Seri Kapasitor

1. Buat sebuah rangkaian kapasitor seperti gambar!

2. Atur ampere meter pada batas ukur tertinggi.

3. Nyalakan power supply pada tegangan 9 volt


152

4. Pastikan kapasitor sudah terisi penuh (ditandai dengan arus listrik sudah

tidak mengalir pada rangkaian/amperemeter sudah menunjukkan posisi

nol)

5. Ukur tegangan pada ujung-ujung kapasitor

6. Ukur tegangan total (pada ujung-ujung power supply)

7. Hitung Besar Muatan pada masing-masing kapasitor

8. Tuliskan data pada tabel pengamatan

Kapasitas Kapasitor

(µF)

Tegangan

Kapasitor (volt)

Besar Muatan

(µC)

C1 V1 Q1

C2 V2 Q2

C3 V3 Q3

Vtot

9. Buat kesimpulan dari tabel pengamatan

Rangkaian Paralel Kapasitor

10. Sebelum membuat rangkaian paralel, kosongkan dahulu kapasitor yang

sudah digunakan dengan melepaskan power supply dan buat rangkaian

tertutup seperti gambar!

11. Susun rangkaian kapasitor tersebut secara paralel seperti gambar di

bawah!

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

153



14. Pastikan kapasitor sudah terisi penuh (ditandai dengan arus listrik sudah

tidak mengalir pada rangkaian/amperemeter sudah menunjukkan posisi

nol)

15. Ukur tegangan pada ujung-ujung kapasitor

16. Ukur tegangan total (pada ujung-ujung power supply)

17. Hitung Besar Muatan pada masing-masing kapasitor


Kapasitas Kapasitor

(µF)

Tegangan

Kapasitor (volt)

Besar Muatan

(µC)

C1 V1 Q1

C2 V2 Q2

C3 V3 Q3

Ctot Vtot Qtot

19. Buat kesimpulan dari tabel pengamatan


154

Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

20. Kosongkan seluruh kapasitor dengan membuat rangkaian tertutup

kapasitor dan resistor tanpa power supply

21. Buat sebuah rangkaian kapasitor seperti gambar!



24. Ukur arus listrik yang terbaca pada amperemeter setiap 10 detik, selama

50 detik


No Waktu Arus Listrik (Ampere)

1 10 detik 2 20 detik 3 30 detik 4 40 detik 5 50 detik

26. Buat grafik antara waktu dan arus listrik yang terbaca pada ampere meter

27. Buat kesimpulan dari tabel pengamatan dan grafik di atas

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

155

C. Bahan Bacaan

Benda Bermuatan Listrik

Secara normal setiap benda mempunyai sejumlah muatan listrik. Ketika

benda- benda dalam keadaan saling bergesekan, seperti benda digosok dengan

benda lain elektron-elektron akan bepindah dari satu benda ke benda yang

lain.

Gambar 7. Balon menjadi Bermuatan Negatif

(sumber : PhET.colorado.edu)

Satu benda akan mengalami kekurangan elektron dan benda lain akan

kelebihan elektron. Dalam proses ini muatan tidak diciptakan tetapi hanya

mengalami perpindahan. Berdasarkan jumlah elektronnya pada benda, jenis

benda bermuatan dibagi menjadi tiga yaitu:

1. Benda bermuatan positif yaitu benda yang mengalami kekurangan

elektron atau jumlah elektron lebih banyak dari jumlah proton.

2. Benda bermuatan negatif yaitu benda yang mengalami kelebihan elektron

atau jumlah elektron lebih sedikit dari jumlah proton.

3. Benda netral yaitu jumlah elektron sama dengan jumlah protonnya.


156

Benda-benda yang membawa muatan sejenis akan saling tolak menolak dan

benda-benda yang membawa muatan berlawanan jenis akan saling tarik

menarik.

Gambar 8. Interaksi Benda Bermuatan

(sumber : PhET.colorado.edu)

Setiap muatan Q yang ada di alam dapat dituliskan sebagai kelipatan dari

muatan elementer (e).

𝑄 = 𝑁. 𝑒

Muatan elementer merupakan muatan dasar yang besarnya:

e = 1,6 x 10-19 C.

dan N merupakan bilangan bulat. N biasanya memiliki nilai yang sangat besar

contoh saat batang plastik digosok dengan bulu binatang terdapat 1010 muatan

yang berpindah dari bulu binatang ke batang plastik.

Hukum Coulomb

Dua partikel yang bermuatan akan mengalami interaksi tolak menolak atau

tarik menarik bergantung dari jenis muatannya. Interaksi tarikan atau tolakan

ini terjadi akibatnya adanya gaya listrik. Gaya listrik antar muatan pertama

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

157

kali diteliti oleh ilmuwan Perancis Charles de Coulomb (1736-1806). Hasil

penelitiannya disimpulkan bahwa:

besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda bermuatan

listrik (yang kemudian disebut gaya Coulomb) berbanding lurus dengan muatan

masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara

kedua benda tersebut.

Pernyataan ini kemudian dikenal dengan hukum Coulomb. Pada dua muatan

listrik q1 dan q2 yang berjarak r, masing-masing akan bekerja gaya listrik yang

sama besar namun berlawanan arah seperti gambar 5. Secara matematis besar

gaya Coulomb dapat dituliskan:

𝐹 = 𝑘𝑞1.𝑞2

𝑟2

dengan:

F = besar gaya (newton),

q1 = besar muatan pertama (Coulomb),

q2 = besar muatan kedua (Coulomb),

r = jarak antar muatan (meter)

k = bilangan konstanta listrik.

Konstanta ditentukan oleh jenis medium dimana muatan itu berada. Ketika

muatan berada di udara atau ruang hampa maka konstantanya:

k = 9 x 109 N.m2.C2

Jika muatan berada di dalam medium lain seperti air atau minyak atau medium

lain, maka Saudara dapat mencari konstatanya dengan:

𝑘 =1

4. 𝜋. 𝜀


158

dimana ℰ merupakan nilai permitivitas medium yang dapat dijabarkan

sebagai:

𝜀 = 𝐾. 𝜀𝑜

K yaitu konstanta dielektrikum medium dan ℰo yaitu permitivitas udara atau

ruang hampa yang besarnya:

ℰo = 8,85 x 10-12 F/m

Gaya merupakan besaran vektor sehingga dalam penjabaran dan perhitungan

harus diperhatikan arahnya. Sebagai contoh pada gambar 9, gaya yang bekerja

pada muatan pertama berarah ke kiri dan pada muatan kedua berarah ke

kanan.

Gambar 9. Gaya Listrik

(sumber : https://physics.stackexchange.com/questions/286907/what-is-the-truth-of-the-

electrostatic-force )

Pada kasus tiga muatan, maka setiap muatan akan mendapatkan dua gaya

dengan arah bergantung pada jenis masing-masing muatan. Jumlah total dari

kedua gaya harus dihitung sesuai dengan penjumlahan besaran vektor.

https://physics.stackexchange.com/questions/286907/what-is-the-truth-of-the-electrostatic-force

https://physics.stackexchange.com/questions/286907/what-is-the-truth-of-the-electrostatic-force

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

159

Perlu diingat prinsip penjumlahan dua vektor sebagai berikut.

1. Dua vektor searah:

2. Dua vektor berlawanan arah:

3. Dua vektor saling tegak lurus:

4. Dua vektor saling tegak lurus:

Medan Listrik

Medan listrik merupakan besaran vektor, memiliki besar dan arah. Medan

listrik E merupakan vektor yang menggambarkan keadaan ruang di sekitar

muatan. Untuk mengetahui adanya medan lsitrik di sekitar muatan Q, kita

perlu menempatkan muatan lain yang sudah diketahui besar muatannya q


160

(muatan uji). Dengan mengetahui besar gaya pada muatan uji maka dapat

ditentukan kuat medan listrik pada titik tersebut yaitu:

=𝐹

𝑞

Dari persamaan gaya listrik yang sudah dijelaskan sebelumnya, maka besar

kuat medan listrik juga dapat dinyatakan:

𝐸 = 𝑘𝑄

𝑟2

dengan:

E = besar kuat medan listrik (N/C)

Q = besar muatan pertama (Coulomb),


k = bilangan konstanta listrik, untuk di udara atau ruang hampa

k = 9 x 109 N.m2.C2

Secara garis besar, penggambaran arah medan listrik di sekitar muatan listrik

dapat disimpulkan sebagai berikut

- Garis-garis medan listrik bermula dari mutan positif dan berakhir pada

muatan negatif (atau tak hingga)

- Semakin besar kuat medan listrik, maka garis garis medan listrik

semakin rapat.

- Tidak ada garis medan listrik yang berpotongan.

Contoh penggambaran medan listrik dari satu muatan positif, satu muatan

negatif dan medan listrik akibat dua muatan terlihat pada gambar 10.

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

161

Gambar 10. Medan Listrik

(sumber : https://dayufirdania.wordpress.com/kelas-ix/medan-magnet/ )

Berdasarkan arah medan listrik pada titik ini, maka kita dapat menentukan

resultan medan listriknya mengikuti penjumlahan resultan vektor. Sebagai

contoh analisis resultan vektor dapat dilihat pada bagian pembahasan soal.

Fluks Listrik

Fluks listrik merupakan kuantitas matematis yang menunjukkan jumlah garis-

garis medan listrik yang melewati suatu permukaan. Besar fluks listrik

didefinisikan sebagai perkalian skalar antara kuat medan listrik E dan luas

penampang A

∅ = . 𝐴

dengan:

∅ = fluks (weber)

A = luas penampang (m2).


162

Besar perkalian skalar tesebut dapat dijabarkan sebagai berikut:

∅ = 𝐸. 𝐴 𝐶𝑜𝑠 𝜃

Dengan 𝜃 merupakan sudut yang dibentuk antara arah medan listrik dengan

arah garis normal penampang, seperti terlihat pada gambar 11.

Gambar 11. Flux listrik pada luas penampang tertentu

(sumber : https://howtomechatronics.com/learn/electricity/electric-flux-gausss-law/)

Energi Potensial Listrik dan Potensial Listrik

Energi potensial listrik di suatu titik (P) dalam medan listrik didefinisikan

sebagai usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik (q) dari

jauh tak terhingga ke titik itu. Energi potensial listrik antara dua muatan 𝑞1.dan

𝑞2 yang satu sama lain berjarak r adalah:

𝐸𝑝 = 𝑘𝑞1.𝑞2

𝑟

dengan:

Ep = energi potensial listrik (joule),

q1 = besar muatan pertama (Coulomb),

q2 = besar muatan kedua (Coulomb),

https://howtomechatronics.com/learn/electricity/electric-flux-gausss-law/

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

163


k = bilangan konstanta listrik, untuk di udara atau ruang hampa

k = 9 x 109 N.m2.C2

Energi potensial per satuan muatan positif disebut potensial listrik. Potensial

listrik dan energi potensial listrik termasuk sebagai besaran skalar. Secara

matematis, potensial listrik dapat dinyatakan:

𝑉 =𝐸𝑝

𝑞= 𝑘

𝑞

𝑟

dengan:

V = potensial listrik (volt),

q = besar muatan (Coulomb),

Bola Konduktor Berongga

Jika konduktor bola berongga diberi muatan, maka muatan itu akan tersebar

merata di permukaan bola sedangkan di dalam bola tidak ada muatan.

Gambar 12. Bola Konduktor Berongga

Medan listrik pada bola konduktor yang diberi muatan Q dengan jari-jari bola

R dapat dinyatakan sebagai berikut:

1. Daerah di dalam bola dengan jarak titik kurang dari jari-jari bola (r < R )

adalah nol;


164

2. Titik di permukaan bola (r = R) adalah:

𝐸 = 𝑘𝑄

𝑅2

3. Daerah di luar bola dengan jarak titik lebih dari jari-jari bola (r > R )

adalah:

𝐸 = 𝑘𝑄

𝑟2

dengan r diukur dari pusat bola, semakin jauh letak titik dari pusat bola

maka medan listriknya semakin kecil.

Sedangkan potensial listrik yang dihasilkan bola berongga yang diberi muatan

Q dengan jari-jari bola R dapat dinyatakan sebagai berikut:

1. Daerah di dalam bola dengan jarak titik kurang dari jari-jari bola (r < R )

dan titik pada permukaan bola (r = R ) adalah homogen, di titik manapun

selama ada di dalam bola sampai titik di permukaan bola maka potensial

listriknya:

𝑉 = 𝑘𝑞

𝑅

2. Daerah di luar bola dengan jarak titik lebih dari jari-jari bola (r > R )

adalah:

𝐸 = 𝑘𝑄

𝑟2

semakin jauh letak titik dari pusat bola maka potensial listriknya

semakin kecil.

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

165

Kapasitor

Kapasitor merupakan komponen elektronika yang banyak digunakan

digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu fungsi kapasitor

digunakan untuk menyimpan muatan listrik dan memilih gelombang

frekuensi. Bentuk-bentuk kapasitor yang ada di pasaran terlihat pada gambar

9.

Gambar 13. Bentuk bentuk kapasitor

(sumber : http://rangkaianelektronika.info/wp-content/uploads/2012/12/capacitor.jpg)

Secara umum kapasitor merupakan dua pelat konduktor yang diletakkan

sejajar diberi muatan listrik yang sama besar, tetapi berlainan jenisnya. Untuk

menaikan kapasitasnya, diantara kedua keping disisipkan bahan dielektrik

misalnya kertas, keramik, mika, atau zat elektrolit. untuk menyimpan muatan

listrik (Q) Ukuran kemampuan menyimpan muatan sebuah kapasitor

dinyatakan sebagai kapasitansi.

Gambar 14. Kapasitor Keping Sejajar

sumber : https://electronics.stackexchange.com/questions/98372/why-arent-wires-capacitors?rq=1

http://rangkaianelektronika.info/wp-content/uploads/2012/12/capacitor.jpg

https://electronics.stackexchange.com/questions/98372/why-arent-wires-capacitors?rq=1


166

Kemampuan untuk menyimpan energi listrik pada kapasitor kapasitas

kapasitor, diberi lambang C. Besar kapasitas kapasitor dinyatakan sebagai:

dengan:

C = kapasitas kapasitor (farad)

Q = muatan listrik yang dapat disimpan (coulomb)

V = beda potensial pada ujung-ujung kapasitor (Volt)

Kapasitas kapasitor tidak dipengaruhi oleh beda potensial listrik atau muatan

yang diberikan padanya. Kapasitas kapasitor dipengaruhi oleh luas masing-

masing pelat (A), jarak antar pelat (d) dan bahan dielektrik diantara kedua

bahan. Secara matematis, kapasitas kapasitor adalah:

C = kapasitas kapasitor (farad)

A = luas penampang pelat (m2)

d = jarak antar pelat (m)

K = konstanta dielektrikum bahan

A = luas penampang pelat (m2)

ℰo = yaitu permitivitas udara atau ruang hampa yang besarnya:

ℰo = 8,85 x 10-12 F/m

Pada umumnya komponen kapasitor digunakan dalam rangkaian elektronika

baik secara seri maupun paralel. Rangkaian seri dan paralel kapasitor dapat

dilihat pada gambar 15.

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

167

Gambar 15. Rangkaian Seri dan Paralel Kapasitor

Karakteristik besar muatan, beda potensial dan kapasitas total untuk setiap

rangkaian terlihat pada tabel 3.

Tabel 4. Karakteristik Rangkaian Seri_Paralel Kapasitor

Besaran Rangkaian Seri Rangkaian Paralel

Muatan (Q) 𝑄𝑠 = 𝑄1 = 𝑄2 = 𝑄3 𝑄𝑝 = 𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3

Beda potensial (V) 𝑉𝑠 = 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 𝑉𝑝 = 𝑉1 = 𝑉2 = 𝑉3

Kapasitas total (Ctot) 1

𝐶𝑠=

1

𝐶1+

1

𝐶2+

1

𝐶3

𝐶𝑝 = 𝐶1 + 𝐶2 + 𝐶3

R

ang

kaia

n

Par

alel

R

ang

kaia

n

Seri


168

PENGEMBANGAN PENILAIAN

A. Pembahasan Soal-soal

Topik Listrik Statis merupakan salah satu topik prioritas satu karena selalu

ada dalam soal Ujian Nasional dan Ujian Sekolah Berbasis Nasional tiga tahun

terakhir. Berikut ini merupakan pembahasan soal-soal UN/USBN terkait

listrik statis dalam tiga tahun terakhir.

Soal UN Tahun 2016

Tiga buah muatan ditempatkan seperti gambar di samping. Besar gaya listrik

yang dialami muatan q1 adalah ….

(1µC = 10-6 C, k = 9.109 N.m2.C-2)

A. 9.10-4 N

B. 9√2 .10-4 N

C. 18.10-4 N

D. 18√2 .10-4 N

E. 81.10-4 N

Kunci Jawaban : B

Pembahasan :

Gambarkan arah gaya pada muatan q1

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

169

Gaya akibat tiap muatan :

Resultan gaya pada muatan q1:

= N


170

Soal UN Tahun 2017

Dua benda bermuatan listrik Q1 dan Q2 berjarak r cm menimbulkan gaya tolak

menolak sebesar 10 newton. Kemudian muatan Q1 digeser sehingga gaya yang

timbul menjadi 40 newton, kontanta k = 9.109 N.m2.C-2, maka muatan Q1 harus

dipindahkan sebesar ….

A. ½ r menjauhi Q2

B. ½ r mendekati Q2

C. 1 r menjauhi Q2

D. 2 r mendekati Q2

E. 2 r menjauhi Q2

Kunci Jawaban : B

Pembahasan :

Maka :

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

171

Soal UN Tahun 2018

Dua muatan listrik muatannya 0,2 µC diletakkan titik B dan C sebuah segitiga

sama kaki. Jika k = 9.109 N.m2.C-2, maka resultan kuat medan listrik di tiitk A

adalah ….

A. 2 x 104 NC-1

B. 2√2 x 104 NC-1

C. 2√3 x 104 NC-1

D. 3√2 x 104 NC-1

E. 3√3 x 104 NC-1

Kunci Jawaban : B

Pembahasan :

q = 0,2 µC

= 0,2 x 10-6

C

r = 30 cm =

30 x 10-2 m


172

Soal USBN Anchor Tahun 2019

Tiga partikel bermuatan listrik seperti gambar

Besar resultan gaya pada muatan B adalah … .

A. 0

B. 1 x 10-7 N

C. 2 x 10-7 N

D. 4 x 10-7 N

E. 8 x 10-7 N

Kunci Jawaban : B

Pembahasan :

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

173

Soal UN Tahun 2019

Empat kapasitor identik dengan kapasitas masing-masing kapasitor 9 µF akan

dirangkai membentuk rangkaian listrik dengan ujung-ujungnya dihubungkan

dengan tegangan 10 volt. Muatan total yang dapat disimpan dalam rangkaian

kapasitor tersebut adalah 120 µC. Susunan kapasitor yang mungkin dalam

rangkaian tersebut adalah ….

A. 4 kapasitor dirangkai secara seri

B. 4 kapasitor dirangkai secara paralel

C. 3 kapasitor dirangkai seri, kemudian dirangkai paralel dengan 1 kapasitor

lain.

D. 3 kapasitor dirangkai paralel, kemudian dirangkai seri dengan 1 kapasitor

lain.

E. 2 kapasitor dirangkai seri, kemudian dirangkai paralel dengan 2 kapasitor

lain yang dirangkai seri.

Kunci Jawaban : C

Pembahasan :

Kapasitas total dari rangkaian: 𝐶 =𝑄

𝑉

𝐶𝑡𝑜𝑡 =120µ𝐶

10 𝑉= 12 µ𝐹

Diketahui 𝐶 = 9 µ𝐹

A. 4 kapasitor dirangkai seri :

1

𝐶𝑡𝑜𝑡=

1

𝐶+

1

𝐶+

1

𝐶+

1

𝐶=

4

𝐶=

4

9 µ𝐹

𝐶𝑡𝑜𝑡 =9

4 µ𝐹


174

B. 4 kapasitor dirangkai paralel :

𝐶𝑡𝑜𝑡 = 𝐶 + 𝐶 + 𝐶 + 𝐶 = 4𝐶 =4.9 = 36 µ𝐹

C. 3 kapasitor dirangkai seri, kemudian dirangkai paralel dengan 1 kapasitor

lain:

1

𝐶𝑠=

1

𝐶+

1

𝐶+

1

𝐶=

3

𝐶=

3

9 µ𝐹

𝐶𝑠 = 3 µ𝐹

𝐶𝑡𝑜𝑡 = 𝐶𝑠 + 𝐶 = 3 µ𝐹 + 9 µ𝐹 = 12 µ𝐹

D. 3 kapasitor dirangkai paralel, kemudian dirangkai seri dengan 1 kapasitor

lain.

𝐶𝑝 = 𝐶 + 𝐶 + 𝐶 = 3 𝐶 = 3.9 µ𝐹 = 27 µ𝐹

1

𝐶𝑡𝑜𝑡=

1

𝐶+

1

𝐶𝑝=

1

9+

1

27=

4

27

𝐶𝑡𝑜𝑡 =27

4 µ𝐹

E. 2 kapasitor dirangkai seri, kemudian dirangkai paralel dengan 2 kapasitor

lain yang dirangkai seri.

1

𝐶𝑠=

1

𝐶+

1

𝐶=

2

𝐶=

2

9 µ𝐹

𝐶𝑠 =9

2 µ𝐹

𝐶𝑡𝑜𝑡 =9

2 µ𝐹 +

9

2µ𝐹 = 9µ𝐹

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

175

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.

Pro

gram P

KB

melalu

i PK

P b

erbasis Zo

nasi

Direkto

rat Jend

eral Gu

ru d

an Ten

aga Kep

end

idikan

17

6

1. Mata Pelajaran Fisika

Jenis Sekolah : SMA ….

Kelas : XII

Mata Pelajaran : Fisika

Tabel 5. Kisi Kisi Soal HOTS

No. Kompetensi Dasar

Lingkup Materi

Materi Indikator Soal Nomor

Soal Level Bentuk Soal

1

2 3 4 5 6 7 8

Menganalisis muatan listrik, gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada berbagai kasus

Listrik Statis

Resultan Gaya LIstrik

Disajikan gambar tiga partikel bermuatan dengan berbagai kasus, peserta didik dapat mengurutkan besar gaya listrik pada salah satu muatan.

1 L3 Pilihan Ganda

Kapasitas Kapasitor

Disajikan ilustrasi dan gambar kapasitor keping sejajar yang diisi dengan 3 bahan dielektrik berbeda, peserta didik dapat menganalisis besar kapasitas total dari sistem kapasitor tersebut.

2 L3 Pilihan Ganda

Medan listrik Disajikan gambar muatan listrik yang melewati pelat defleksi, peserta didik dapat menganalisis medan listrik dan penerapannya pada berbagai kasus

3 L3 Uraian

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

177






KOMPETENSI DASAR Menganalisis muatan listrik, gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada berbagai kasus

Buku Sumber :


Aplikasi Penalaran

Nomor Soal

1

RUMUSAN BUTIR SOAL

Tiga partikel bermuatan +q, -q, -q diletakkan dengan

kondisi seperti terlihat pada gambar A, B, C dan D.

Berdasarkan gambar di atas, urutan besar gaya listrik

yang dialami muatan +q dari yang terbesar adalah ….

A. A – B – C – D

B. A – B – D – C

C. A – C – B – D

D. A – C – D – B

E. A – D – C – B

LINGKUP MATERI

LISTRIK STATIS

MATERI

Resultan Gaya Listrik

Kunci Jawaban

E

INDIKATOR SOAL Disajikan gambar tiga partikel bermuatan dengan berbagai kasus, peserta didik dapat mengurutkan besar gaya listrik pada salah satu muatan

PAKET - …

√


178







Buku Sumber :


Aplikasi Penalaran

Nomor Soal

2

RUMUSAN BUTIR SOAL

Sebuah layar sentuh telepon genggam merupakan sebuah kapasitor

yang terdiri dari bahan konduktif bagian atas dan bawah serta diisi

bahan dielektrik pada bagian tengahnya. Jika saat diberi satu

lapisan bahan dielektrik setebal d dengan konstanta dielektrik k1

kapasitasnya adalah C, maka jika ditambahkan dua lapisan

dielektrik dengan konstanta 2k dan 3k seperti gambar,

kapasitasnya kini menjadi ….

A. 1

11C

B. 5

11C

C. 6

11C

D. 9

11C

E. 12

11C

LINGKUP MATERI

LISTRIK STATIS

MATERI

Kapasitor

Kunci Jawaban

C

INDIKATOR SOAL Disajikan ilustrasi dan gambar kapasitor keping sejajar yang diisi dengan 3 bahan dielektrik berbeda, peserta didik dapat menganalisis besar kapasitas total dari sistem kapasitor tersebut.

PAKET - …

√

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

179




Kelas : XII Bentuk Soal : Uraian



Buku Sumber :


Aplikasi Penalaran

Nomor Soal

3

RUMUSAN BUTIR SOAL

Cara kerja printer inkjet, huruf dan gambar dibuat dengan

menyemprotkan tetesan tinta secara horizontal pada selembar

kertas dari nozzle yang bergerak cepat. Tetes tinta masing-masing

memiliki massa m = 1,3x10-11 kg bergerak meninggalkan nozzle

kecepatan v = 18 m/s. Tetes tinta kemudian melewati elektroda dan

mendapatkan muatan sebesar 1,5 x 10-13 C, lalu melewati pelat

defleksi dengan medan listrik sebesar E yang panjangnya Do = 1,8

cm. Jika tetes tinta harus dibelokkan jarak d = 18,75 mm pada saat

mencapai akhir pelat defleksi, tentukan besar medan listrik pada

pelat defleksi dengan asumsi gaya gravitasi diabaikan!

LINGKUP MATERI

LISTRIK STATIS

MATERI

Gaya Listrik dan Medan Listrik

INDIKATOR SOAL Disajikan gambar muatan listrik yang melewati pelat defleksi, peserta didik dapat menganalisis medan listrik dan penerapannya pada berbagai kasus .

PAKET - …

√


180

Pedoman Penskoran:

No. Soal Langkah Pengerjaan Skor 1 Diketahui :

massa m = 1,3x10-11 kg laju muatan v = 18 m/s besar muatan q = 1,5 x 10-13 C panjang pelat defleksi Do = 1,8 cm jarak minimal pembelokan tinta d = 18,75 mm asumsi gaya gravitasi diabaikan

Ditanyakan : Besar medan listrik pada pelat defleksi (E) ?

2

Jawab : - Saat muatan bergerak maka muatan mempunyai

energi kinetik - Saat masuk ke dalam medan listrik, maka muatan

mendapatkan gaya listrik sebesar F = q.E dengan arah ke atas/vertikal (searah medan listriknya, untuk muatan positif)

- Gaya listrik ini menyebabkan muatan berbelok dari lintasannya.

2

- Seperti halnya, gerak parabola, pada sumbu horizontal tidak dipengaruhi gaya apapun sehingga berlaku :

𝑥 = 𝑣. 𝑡

𝐷𝑜 = 𝑣. 𝑡

Maka:

𝑡 =𝐷𝑜

𝑣=

1,8 𝑐𝑚

18 𝑚/𝑠=

1,8𝑥10−2

18= 10−3 𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛

2

- Pada sumbu vertikal berlaku:

𝑦 = 𝑣𝑜. 𝑡 + 1

2𝑎. 𝑡2

𝑑 =1

2𝑎. 𝑡2

2

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

181

No. Soal Langkah Pengerjaan Skor

18,75𝑥10−3 =1

2𝑎. (10−3)2

𝑎 = 37,5𝑥103𝑚/𝑠

- Berdasarkan hukum II newton: 𝐹 = 𝑚. 𝑎

- Asumsi gaya yang bekerja hanya gaya listrik, maka: 𝑞. 𝐸 = 𝑚. 𝑎

Maka besar medan listrik pada pelat adalah:

𝐸 =𝑚. 𝑎

𝑞=

1,3𝑥10−11. 37,5𝑥103

1,5𝑥10−13= 3,25𝑥106𝑁/𝐶

2

C. Refleksi Pembelajaran

Pada bagian ini Saudara akan melaksanakan refleksi dalam proses

pembelajaran materi listrik statis. 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 ?

3. 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?)

4. Bagaimana respons Saudara terhadap media pembelajaran yang

digunakan? (Apakah media sesuai dan mempermudah peserta didik

menguasai kompetensi/materi yang diajarkan?)


182

5. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap aktivitas pembelajaran yang

telah dirancang ?

6. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap pendekatan, model

pembelajaran, metode, dan teknik pembelajaran yang digunakan ?

7. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap teknik pengelolaan kelas yang

akan dilakukan (perlakuan guru terhadap peserta didik dalam mengatasi

masalah dan memotivasi peserta didik)?

8. Apakah Saudara dapat menangkap penjelasan/instruksi yang diberikan

pada bagian aktivitas pembelajaran ?

9. Bagaimanakah tanggapan Saudara terhadap latihan atau penilaian yang

dikembangkan ?

10. Apakah Saudara telah mencapai penguasaaan kemampuan

pembelajaran yang telah dikembangkan ?

11. Apakah kegiatan menutup pelajaran yang dikembangkan dapat

meningkatkan penguasaan peserta didik terhadap meteri pelajaran?

12. 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?)

13. Apakah kelemahan-kelemahan Saudara dalam melaksanakan aktivitas

pembelajaran yang telah dirancang?

14. Apakah kekuatan Saudara atau hal-hal baik yang telah saudara capai

dalam mempelajari aktivitas pembelajaran?

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

183

KESIMPULAN

Unit ini dikembangkan berdasarkan pasangan KD 3.2 dan 4.2 yaitu

Menganalisis muatan listrik, gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial

listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada berbagai kasus dan

melakukan percobaan berikut presentasi hasil percobaan kelistrikan

(misalnya pengisian dan pengosongan kapasitor) dan manfaatnya dalam

kehidupan sehari-hari. Dari pasangan kompetensi dasar tersebut diturunkan

9 indikator pencapaian kompetensi dimensi pengetahuan dan 8 indikator

pencapaian komeptensi dimensi keterampilan.

KD pengetahuan berada pada 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 untuk melakukan percobaan sesuai dengan metode ilmiah.

Kegiatan analisis dalam hal ini dilakukan untuk menganalisis penerapan

konsep listrik statis dalam kehidupan sehari-hari diantaranya adalah cara

kerja inkjet printer dan cara kerja layar sentuh telepon genggam. Aktivitas

analisis juga digunakan untuk memecahkan masalah resultan gaya listrik dan

medan listrik yang merupakan konsep esensial untuk jenjang sekolah

menengah. Keberadaan muatan kontekstual yang erat dengan kehidupan

sehari-hari diharapkan dapat memotivasi guru dan peserta didik untuk belajar

dan menggali pengetahuan lebih dalam secara mandiri. Berdasarkan

permasalahan yang disajikan, peserta didik diarahkan untuk menemukan

pemecahannya melalui serangkaian kegiatan pembelajaran dan penyelidikan.

Berkaitan dengan penilaian ranah kognitif, selain mampu menyelesaikan soal-

soal ujian nasional, peserta didik dituntut untuk dapat mencapai kompetensi

dasar pada tahap analisis (C5). Dengan demikian level kognitif pertanyaan

dalam evaluasi yang disajikan diharapkan berada pada level penalaran (Level


184

3). Untuk itu dalam unit ini disajikan soal-soal UN tiga tahun terakhir serta

beberapa contoh soal HOTS sesuai dengan indikator yang telah

dikembangkan. Namun demikian Saudara masih perlu terus menyusun bank

soal yang relevan untuk memfasilitasi peserta didik dalam mengembangkan

kemampuan berfikir tingkat tinggi.

Unit Pembelajaran

Listrik Statis

185

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.

Tabel 6. 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


186

Keterangan: 1 : tidak menguasai 2 : cukup menguasai 3 : menguasai 4 : sangat menguasai

Pedoman Penskoran:

𝑆𝑘𝑜𝑟 =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑥 100

40

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


188



189

PENUTUP

Unit-unit pembelajaran yang telah dikembangkan diharapkan dapat menjadi

referensi Saudara dalam mengembangkan 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 pembelajaran yang telah disusun kepada peserta didik di

kelas masing-masing.

Saudara perlu memahami unit-unit dengan baik. Oleh karena itu, unit-unit

perlu dipelajari dan dikaji lebih lanjut oleh Saudara bersama rekan sejawat

guru Fisika lainnya dalam Program Peningkatan Kompetensi Pembelajaran

(PKP) di MGMP masing-masing. Kajian semua komponen unit pembelajaran

yang disajikan perlu dilakukan, sehingga dapat Saudara mendapatkan

gambaran teknis mengenai cara mengimplementasikan di kelas. Selain itu,

diharapkan dapat mengantisipasi kesulitan-kesulitan yang mungkin akan

dihadapi.

Aktivitas pembelajaran yang disajikan dalam setiap unit merupakan gambaran

umum skenario pembelajaran untuk mencapai masing-masing KD sesuai

dengan indikator yang dikembangkan oleh tim penulis. Selanjutnya Saudara

perlu menyusun RPP yang sesuai dengan kondisi kelas masing-masing

berdasarkan skenario dalam aktivitas pembelajaran unit, sehingga

memudahkan mengimplementasikan secara teknis. Selain itu, Saudara masih

perlu mengembangkan instumen penilaian lainnya yang berorientasi HOTS

dengan mengacu pada contoh soal-soal tes yang disajikan dalam setiap unit

pembelajaran.

Dalam melaksanakan kegiatan praktikum sesuai LKPD, Saudara dapat

menyesuaikan alat dan bahan yang digunakan dengan alat dan bahan yang


190

terdapat dilingkungan masing-masing (kontekstual). Begitu pula dalam

mengalokasikan waktu pembelajaran, saudara dapat menyesuaikan dengan

kalender akademik di sekolah masing-masing. Harapan penulis, Saudara

dapat mengadaptasi langkah pembelajaran yang disajikan dalam unit

pembelajaran untuk mengembangkan RPP pada topik Fisika lainnya.

Refleksi dan evaluasi keefektifan, keberhasilan serta permasalahan selama

mengimplementasikan unit-unit ini perlu terus dilakukan. Permasalahan-

permasalahan yang ditemukan dapat langsung didiskusikan dengan rekan

sejawat, instruktur, kepala sekolah, serta pengawas agar segera menemukan

solusinya. Setiap keberhasilan, permasalahan, dan solusi yang ditemukan

selama pembelajaran perlu Saudara tuliskan dalam bentuk karya tulis best

practice atau karya tulis lainnya.

Capaian yang diharapkan dari penggunaan unit-unit ini adalah

terselenggaranya pembelajaran Fisika yang optimal sehingga berdampak

langsung terhadap peningkatan hasil belajar peserta didik yang melingkupi

ranah kognitif, afektif dan psikomotor pada dimensi pengetahuan konsep,

prosedural, prinsip dan metakognitif sesuai kebutuhan abad 21. Selain itu

dapat memfasilitasi Saudara menghasilkan karya tulis yang berguna bagi

pengembangan keprofesian berkelanjutan.

Kami menyadari bahwa unit-unit yang dikembangkan masih jauh dari

kesempurnaan. Saran, masukan, dan usulan penyempurnaan yang dapat

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

harapkan dalam upaya perbaikan dan pengembangan unit-unit lainnya



191

DAFTAR PUSTAKA

G. Lofts, e. a. (2008). Jacandra Fisika 2. Jakarta: Ganeca Exact.

Graham D Martin, S. D. (2008). Inkjet printing - the physics of manipulating

liquid jets and drops. Journal of Physics Conference Series

105(1):012001, DOI: 10.1088/1742-6596/105/1/012001.

Gunawidjaja, P. N. (2018). Ragam Metode Pembelajaran pada Topik Teknologi

Digital . Dalam PGF (hal. 44). Bandung: Program Studi Fisika,

Universitas Katolik Parahyangan .

John D Cutnell, K. W. (2012). Physics 9e. USA: John Willey & Sons, Inc.

Karyono, d. (2009). Fisika SMA X Jilid 1. Pusat Perbukuan Depdiknas.

Kebudayaan, K. P. (2018). Permendikbud Nomor 37 Tahun 2018 tentang

Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Ilmu Pengetahuan Alam

SMP/MTs. Jakarta: Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan.

Luluk Ayunning Dyah, E. S. (2017). Modul Pengembangan Berkelanjutan Fisika

SMA,. Dalam E. S. Luluk Ayunning Dyah, Listrik Dinamis dan

Kemagnetan. Jakarta: Dirjen GTK Kemdikbud.

physicsclassroom. (2019, 05 24). Current Electricity. Diambil kembali dari

Physicsclassroom: https://www.physicsclassroom.com/class/circuits

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

Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

Tipler, P. A. (1998). Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga. Jakarta:

Erlangga.


192

UF Physics. (2019, 06 21). Diambil kembali dari Circuits:

http://www.phys.ufl.edu/courses/phy2049/f07/lectures/2049_ch27

B.pdf

Woodford, C. (2019, 5 28). Touchscreen. Diambil kembali dari Explain that

stuff: https://www.explainthatstuff.com/touchscreens.html



193

LAMPIRAN

Permendikbud Nomor 37 Tahun 2018 tentang Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Fisika SMA/Ma Kelas XI, semester 1

Documents

Paket Unit Pembelajaran Listrik Arus Searah dan Listrik Statissman1gomoker.sch.id/pdf/data/10.pdf · harus dilaksanakan dalam pembelajaran mengingat materi ini selalu diujikan dalam