Paket Unit Pembelajaran
Listrik Arus Searah dan Listrik Statis
1
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Paket Unit Pembelajaran PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB)
MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP)
BERBASIS ZONASI
MATA PELAJARAN FISIKA SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)
Listrik Arus Searah
dan Listrik Statis
Penulis:
Lia Laela Sarah, S.Pd, M.T
Penyunting:
Suharto, S.Pd.,M.T
Drs. Kandi, MA
Desainer Grafis dan Ilustrator:
TIM Desain Grafis
Copyright © 2019
Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial
tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
Paket Unit Pembelajaran
Listrik Arus Searah dan Listrik Statis
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).
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Paket Unit Pembelajaran
Listrik Arus Searah dan Listrik Statis
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.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Paket Unit Pembelajaran
Listrik Arus Searah dan Listrik Statis
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
Paket Unit Pembelajaran
Listrik Arus Searah dan Listrik Statis
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.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Unit Pembelajaran PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB)
MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP)
BERBASIS ZONASI
MATA PELAJARAN FISIKA SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)
Listrik Arus Searah
Penulis:
Lia Laela Sarah, S.Pd.,M.T
Penyunting:
Suharto, S.Pd.,M.T
Desainer Grafis dan Ilustrator:
TIM Desain Grafis
Copyright © 2019
Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial
tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
Unit Pembelajaran
Listrik Arus Searah
5
DAFTAR ISI
Hal
Contents DAFTAR ISI 5
DAFTAR GAMBAR 7
DAFTAR TABEL 8
PENDAHULUAN 9
KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK 11
A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi 11
B. Indikator Pencapaian Kompetensi 12
APLIKASI DI DUNIA NYATA 14
A. Rangkaian Sistem Kelistrikan Mobil 15
B. Sistem Pengamanan Pada Rangkaian Rumah 17
SOAL-SOAL UN/USBN 19
A. Contoh Soal UN Tahun 2016 19
B. Contoh Soal UN Tahun 2017 20
C. Contoh Soal UN Tahun 2018 22
D. Contoh Soal Anchor USBN Tahun 2019 23
E. Contoh Soal UN Tahun 2019 24
BAHAN PEMBELAJARAN 25
A. Aktivitas Pembelajaran 25
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -1 29
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -2 34
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -3 38
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -4 42
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -5 45
B. Lembar Kerja Peserta Didik 49
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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:
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
kehidupan sehari-hari
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
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
kehidupan sehari-hari
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)
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
16
Rangkaian paralel juga digunakan untuk menghubungkan baterai mobil
dengan fitur-fitur lain seperti radio dan air conditioner. Bagan rangkaian
kelistrikan mobil terlihat pada gambar 2.
Gambar 3. Rangkaian Paralel Sistem Kelistrikan Mobil
Sumber: https://blog.firestonecompleteautocare.com/batteries/your-cars-electrical-system/
Sistem kelistrikan mobil memanfaatkan rangka mobil sebagai bagian dari
rangkaian. Sistem ini dikenal dengan sistem pentanahan. Rangka mobil dalam
hal ini berperan seperti kawat netral dalam rangkaian listrik rumah tangga.
Arus listrik mengalir dari terminal positif ke alat-alat kemudian melalui
rangka mobil dan kembali ke kutub negatif aki tanpa melalui kawat. Sistem ini
memiliki dua keuntungan yaitu untuk mengurangi jumlah kawat yang
digunakan dan juga untuk memudahkan mendeteksi jika ada kerusakan pada
mobil.
Gambar 4. Rangkaian Paralel Sistem Kelistrikan Mobil
https://blog.firestonecompleteautocare.com/batteries/your-cars-electrical-system/
Unit Pembelajaran
Listrik Arus Searah
17
Meskipun menggunakan sistem pentanahan, panjang kabel yang digunakan
mobil lebih dari 70 meter. Kabel utama untuk setiap rangkaian berada di
sekitar mobil. Kabel-kabel ini dimasukkan ke sebuah rak isolasi luar yag
disebut loom. Loom disembunyikan di belakang penyeimbang mobil.
Percabangan kawat keluar dari loom dan terhubung ke alat yang akan dialiri
arus listrik (G. Lofts, 2008).
B. Sistem Pengamanan Pada Rangkaian Rumah
Peristiwa yang tidak kita inginkan sering terjadi akibat kelalaian kita sendiri.
Salah satu peristiwa yang sering terjadi di sekitar pemukiman adalah
kebakaran akibat korsleting listrik.
Gambar 5. Berita Peristiwa Kebakaran Akibat Korsleting Listrik
Sumber: https://nasional.republika.co.id/berita/nasional/jabodetabek-nasional/17/06/16/ornbd2-korsleting-listrik-2-rumah-di-bekasi-terbakar
Bagaimana peristiwa korsleting listrik terjadi?. Mengapa terjadi dan
bagaimana korsleting listrik dapat menyebabkan kebakaran?. Lalu bagaimana
agar terhindar dari peristiwa korsleting listrik di rumah kita?.
https://nasional.republika.co.id/berita/nasional/jabodetabek-nasional/17/06/16/ornbd2-korsleting-listrik-2-rumah-di-bekasi-terbakarhttps://nasional.republika.co.id/berita/nasional/jabodetabek-nasional/17/06/16/ornbd2-korsleting-listrik-2-rumah-di-bekasi-terbakar
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Level Kognitif : Level Kognitif 2 / LK2 (Aplikasi)
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
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Level Kognitif : Level Kognitif 2 / LK2 (Aplikasi)
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
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Level Kognitif : Level Kognitif 2 / LK2 (Aplikasi)
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
Indikator Pencapaian Kompetensi
Materi Pelajaran Aktivitas Bentuk dan Jenis
Penilaian Media / Bahan Pembelajaran
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
Indikator Pencapaian Kompetensi
Materi Pelajaran Aktivitas Bentuk dan Jenis
Penilaian Media / Bahan Pembelajaran
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.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
34
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -2
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.
Aktivitas pembelajaran pada pertemuan -2 ini dirancang agar dapat mencapai
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
Tujuan Aktivitas Pembelajaran
Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menentukan
besaran-besaran fisis serta karakteristik rangkaian resistor seri-paralel
melalui kegiatan eksperimen.
Estimasi Waktu Pembelajaran
Estimasi waktu pembelajaran seluruh aktivitas ke-2 adalah 2 x 45 menit.
Media, Alat dan Bahan yang Digunakan
Media yang digunakan adalah Lembar Kerja Peserta Didik 2(LKPD -2), 3 buah
resistor, kawat/kabel, baterai, papan alas (board), amperemeter, voltmeter.
Apa yang Saudara lakukan:
Stimulasi:
1. Menyajikan gambar aplikasi rangkaian peralatan elektronik dalam
kehidupan sehari-hari misal gambar skema rangkaian kelistrikan mobil
(gambar 2)
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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).
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
38
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -3
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.
Aktivitas pembelajaran pada pertemuan -3 ini dirancang agar dapat mencapai
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
Tujuan Aktivitas Pembelajaran
Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu menganalisis
rangkaian majemuk dengan hukum kirchoff melalui kegiatan eksperimen dan
diskusi.
Estimasi Waktu Pembelajaran
Estimasi waktu pembelajaran seluruh aktivitas ke-3 adalah 2 x 45 menit.
Media, Alat dan Bahan yang Digunakan
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.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
40
Apa yang Saudara lakukan:
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.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
42
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -4
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.
Aktivitas pembelajaran pada pertemuan -4 ini dirancang agar dapat mencapai
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
Tujuan Aktivitas Pembelajaran
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.
Estimasi Waktu Pembelajaran
Estimasi waktu pembelajaran seluruh aktivitas ke-2 adalah 4 x 45 menit.
Unit Pembelajaran
Listrik Arus Searah
43
Media, Alat dan Bahan yang Digunakan
Media yang digunakan adalah Lembar Kerja Peserta Didik 4(LKPD 4), dan
media presentasi, beberapa peralatan listrik rumah
Apa yang Saudara lakukan:
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.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan -5
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.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
46
Hambatan Jenis Kawat
Tujuan Aktivitas Pembelajaran
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.
Estimasi Waktu Pembelajaran
Estimasi waktu pembelajaran seluruh aktivitas ke-2 adalah 2 x 45 menit.
Media, Alat dan Bahan yang Digunakan
Media yang digunakan adalah Lembar Kerja Peserta Didik 5(LKPD 5),
multitester, kawat nikrom dengan dimensi berbeda-beda dan media
presentasi.
Apa yang Saudara lakukan:
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/
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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 resistor R2 (V2) = ………….. volt
- tegangan ujung-ujung resistor R3 (V3) = ………….. 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 resistor R1 (V1) = ………….. volt
- tegangan ujung-ujung resistor R2 (V2) = ………….. volt
- tegangan ujung-ujung resistor R3 (V3) = ………….. volt
- 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
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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!
Prosedur Kegiatan 2:
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!
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
56
Prosedur Kegiatan 2:
8. Download dan instal aplikasi phet circuit-construction-kit-dc-virtual-lab
dari alamat berikut:
https://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-
virtual-lab
9. Download dan instal aplikasi phet circuit-construction-kit-dc-virtual-lab
dari alamat berikut:
https://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-
virtual-lab
10. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini pada aplikasi phet circuit-
construction-kit-dc-virtual-lab
11. Tentukan nilai masing-masing resistansi resistor R1, R2 dan R2 dan nilai
masing-masing tegangan V1 dan V2. Kemudian perhatikan arah arus
listrik yang mengalir pada rangkaian.
12. Tuliskan hasil pengamatan pada tabel -1
https://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-labhttps://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-labhttps://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-labhttps://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab
Unit Pembelajaran
Listrik Arus Searah
57
Tabel -1
Nilai Tegangan Hasil Pengamatan
V1 = ……………….. volt Arah arus listrik pada tiap cabang kawat :
Nilai arus listrik pada tiap cabang kawat:
𝑖1 = ⋯ … … … 𝐴
𝑖2 = ⋯ … … … 𝐴
𝑖3 = ⋯ … … … 𝐴
V2 = ……………….. volt
Nilai Resistor
R1 = ……………….. ohm
R2 = ……………….. ohm
R3 = ……………….. ohm
13. Ubah nilai masing-masing resistansi resistor R1, R2 dan R2 dan nilai
masing-masing tegangan V1 dan V2. Kemudian perhatikan kembali arah
arus listrik yang mengalir pada rangkaian.
14. Tuliskan hasil pengamatan pada tabel -2
Tabel -2
Nilai Tegangan Hasil Pengamatan
V1 = ……………….. volt Arah arus listrik pada tiap cabang kawat :
Nilai arus listrik pada tiap cabang kawat:
𝑖1 = ⋯ … … … 𝐴
𝑖2 = ⋯ … … … 𝐴
𝑖3 = ⋯ … … … 𝐴
V2 = ……………….. volt
Nilai Resistor
R1 = ……………….. ohm
R2 = ……………….. ohm
R3 = ……………….. ohm
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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)
Prosedur Kegiatan 1:
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 ……………………………. (………)
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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 …..
Prosedur Kegiatan 2:
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.
Peralatan elektronik
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
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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) ?
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
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.
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
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.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
66
C. Bahan Bacaan
Arus Listrik
Arus listrik merupakan pergerakan partikel-partikel bermuatan yang melalui
suatu titik pada suatu rangkaian listrik. Menggunakan istilah arus dalam
konteks ini merupakan penyederhanaan untuk mengatakan sesuatu yang
terjadi di dalam kawat, yaitu aliran muatan. Partikel bermuatan yang bergerak
dalam penghantar disebut sebagai pem