RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Nama Sekolah Mata Pelajaran Kelas/Semester Materi Pokok Alokasi Waktu : SMAN 1 Cikembar : Fisika : XII/1 : Rangkaian Arus Searah : 8 JP (2x4 JP) A. Kompetensi Inti 1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya 2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia. 3. Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan. B. Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi 1.1 Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan keteraturan dan kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang menciptakannya 1.2 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan keseimbangan perubahan medan listrik dan magnet yang saling berkaitan sehingga memungkinkan manusia mengembangkan teknologi untuk mempermudah kehidupan 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan , melaporkan, dan berdiskusi 2.2 Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi melaksanakan percobaan dan melaporkan hasil percobaan 3.2 Mengevaluasi prinsip kerja peralatan listrik searah (DC) dalam kehidupan sehari-hari Indikator: • • • • • • Mendeskripsikan arus searah dan sifat kelistrikan bahan Menganalisis alat ukur listrik (amperemeter, voltmeter, dan multimeter) Menganalisis rangkaian listrik sederhana Menganalisis rangkaian hambatan listrik seri dan rangkaian hambatan listrik parallel Menjelaskan hukum I Kirchoff dan hukum II Kirchoff Menjelaskan daya dan energi listrik 1 • Menjelaskan aplikasi arus listrik searah dalam kehidupan sehari-hari 4.2 Merencanakan dan melaksanakan percobaan untuk menyelidiki prinsip kerja rangkaian listrik searah (DC) • Melakukan percobaan untuk menyelidiki hubungan hambatan kawat penghantar dengan panjang kawat, luas penampang kawat, dan jenis kawatnya • Melakukan percobaan untuk menyelidiki hubungan tegangan dengan kuat arus listrik • Melakukan percobaan pada rangkaian hambatan seri dan rangkaian hambatan parallel • Melakukan percobaan untuk menyelidiki kuat arus listrik pada titik simpul C. Kegiatan Pembelajaran Pertemuan-1: Alat Ukur Listrik dan Rangkaian Sederhana (4JP) 1. Tujuan Pembelajaran 1) Siswa mampu menjelaskan pengertian arus listrik melalui diskusi dan tanya jawab 2) Siswa mampu menjelaskan kuat arus listrik melalui diskusi dan tanya jawab 3) Siswa mampu mendeskripsikan sifat kelistrikan bahan melalui diskusi dan tanya jawab 4) Siswa mampu menyebutkan contoh sifat kelistrikan bahan melalui diskusi dan tanya jawab 5) Siswa mampu menunjukan cara pemasangan amperemeter pada komponen listrik yang akan diukur melalui demonstrasi, percobaan, dan diskusi 6) Siswa mampu menyebutkan komponen pada amperemeter melalui demonstrasi dan diskusi 7) Siswa mampu menjelaskan cara membaca skala pada amperemeter melalui demonstrasi, percobaan, dan diskusi 8) Siswa mampu menjelaskan prinsip kerja pada amperemeter melalui demonstrasi dan diskusi 9) Siswa mampu menunjukan cara pemasangan voltmeter pada komponen listrik yang akan diukur melalui demonstrasi, percobaan, dan diskusi 10) Siswa mampu menyebutkan komponen pada voltmeter melalui demonstrasi dan diskusi 11) Siswa mampu menjelaskan cara membaca skala pada voltmeter melalui demonstrasi, percobaan, dan diskusi 12) Siswa mampu menjelaskan prinsip kerja pada voltmeter melalui demonstrasi dan diskusi 13) Siswa mampu menyelidiki hubungan hambatan kawat penghantar dengan panjang kawat, luas penampang kawat, dan jenis kawatnya melalui percobaan dan diskusi 14) Siswa mampu menyelidiki hubungan tegangan dengan kuat arus listrik melalui percobaan dan diskusi 2 15) Siswa mampu membedakan rangkaian hambatan listrik seri dan rangkaian hambatan listrik parallel melalui percobaan dan diskusi 16) Siswa mampu menyelidiki hubungan kuat arus, tegangan, dan hambatan total pada rangkaian hambatan seri melalui percobaan dan diskusi 17) Siswa mampu menyelidiki hubungan kuat arus, tegangan, dan hambatan total pada rangkaian hambatan paralel melalui percobaan dan diskusi 18) Siswa mampu menunjukkan sikap jujur, peduli, rasa ingin tahu, bertanggung jawab dan kerjasama dalam berdiskusi 2. Materi Pembelajaran 1) Arus dan Hantaran • Arus listrik • Kuat arus listrik • Rapat arus listrik • Sifat kelistrikan bahan (konduktor, isolator, dan semikonduktor) 2) Alat Ukur Listrik • Amperemeter • Voltmeter 3) Rangkaian Sederhana • Rangkaian sederhana • Hukum ohm • Hukum kekekalan energi 4) Rangkaian Hambatan • Rangkaian hambatan seri • Rangkaian hambatan paralel 3. Metode Pembelajaran 1) Model : Pembelajaran berbasis masalah 2) Metode : Demonstrasi, percobaan, tanya jawab, dan diskusi 3) Pendekatan : Saintifik 4. Media, Alat, dan Sumber Belajar 1) Media : Slide Power Point, animasi, dan LKS (terlampir) 2) Alat dan bahan : a) Amperemeter e) Jembatan penghubung b) Voltmeter f) Papan rangkaian c) Kabel penghubung merah g) Kawat penghantar konstantan d) Kabel penghubung hitam h) Kawat penghantar tembaga 3 i) Kawat penghantar tembaga l) Jepit steker j) Kawat penghantar nikrom m) Catu daya k) Saklar satu kutub 3) Sumber Belajar : a. Giancoli, Douglas. (2005). PHYSICS: Principles with Aplication. USA: 6th ed. Pearson Prentice Hall b. Sumarno, Joko. (2009). Fisika untuk Kelas X SMA/MA. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional c. Pudak Scientific, Kumpulan Panduan KIT. Laboratorium Fisika Sekolah 2 Jurusan Pendidikan Fisika UPI d. Ainawati, Nia. Modul Fisika Listrik Dinamis 1. e. Conceptual Physics 7th ed, Hewitt f. Cyberphysics.co.uk g. Gurumuda.net 4 5. Langkah-langkah Pembelajaran a. Pendahuluan (20 menit) • Guru membuka pembelajaran dengan mengucapkan salam, berdoa, dan memeriksa kehadiran siswa. • Sebagai apersepsi, siswa diberi kesempatan untuk mengingat kembali tentang konsep arus listrik dan sifat kelistrikan bahan dengan menjawab pertanyaan berikut, ”Apa yang dimaksud dengan arus listrik? Apa hubungan antara kuat arus listrik dengan muatan? Alat apa yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik? Sebutkan contoh bahan yang termasuk konduktor, isolator, dan semikonduktor? Apa perbedaan dari konduktor, isolator, dan semikonduktor?” • Sebagai penggalian konsepsi awal dan motivasi, guru mendemonstrasikan 3 buah senter dimana masing-masing lampu senter tersebut menyala terang, redup, dan tidak menyala kemudian memberikan pertanyaan kepada siswa, ”Apa yang menyebabkan lampu senter menyala? Kenapa kedua lampu senter memiliki nyala yang berbeda dan lampu senter yang ketiga tidak menyala?” • Selanjutnya guru menunjukkan alat ukur listrik (amperemeter dan voltmeter). Gambar 1.1 Amperemeter analog dan amperemeter digital Gambar 1.2 Voltmeter analog dan voltmeter digital Siswa diberi kesempatan untuk menjawab pertanyaan, ”Apa perbedaan alat ukur listrik (amperemeter dan voltmeter) analog dengan digital? Bagaimana cara menggunakan alat ukur listrik (amperemeter dan voltmeter) tersebut? Bagaimana cara membaca skala pada alat ukur listrik (amperemeter dan voltmeter)?” b. Kegiatan inti (140 menit) • Membagi siswa ke dalam beberapa kelompok secara heterogen yang terdiri dari 4 orang setiap kelompoknya • Membagikan Lembar Kegiatan Siswa (Bahan Ajar-1) Hambatan Listrik kepada masing-masing kelompok. 1) Mengamati • Melalui demonstrasi yang dilakukan oleh guru mengenai cara memasang dan membaca alat ukur listrik (amperemeter dan voltmeter) siswa mengamati: a) Skala yang ditunjuk jarum pada amperemeter analog dan voltmeter analog b) Angka yang tertera pada amperemeter digital dan voltmeter digital c) Posisi amperemeter yang dipasang seri dengan komponen yang akan diukur kuat arusnya. d) Posisi voltmeter yang dipasang paralel dengan komponen yang akan diukur tegangannya. Gambar 1.3 Pemasangan amperemeter pada rangkaian sederhana Gambar 1.4 Pemasangan voltmeter pada rangkaian sederhana • Melalui percobaan yang dilakukan oleh siswa tentang hambatan jenis (kegiatan-1 pada LKS-1) siswa dapat mengamati: a) Diameter dan panjang berbagai jenis kawat penghantar (tembaga, konstantan, dan nikrom) b) Skala yang ditunjuk jarum pada ampermeter untuk membaca nilai kuat arus listrik yang mengalir pada kawat penghantar (tembaga, konstantan, dan nikrom) c) Skala yang ditunjuk jarum pada voltmeter untuk membaca nilai tegangan pada kawat penghantar (tembaga, konstantan, dan nikrom) • Melalui percobaan yang dilakukan oleh siswa tentang penurunan hukum ohm (kegiatan-2 pada LKS-1) siswa dapat mengamati: a) Skala yang ditunjuk jarum pada ampermeter untuk membaca nilai kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan tetap 100 Ω b) Skala yang ditunjuk jarum pada voltmeter untuk membaca nilai tegangan pada hambatan tetap 100 Ω • Melalui percobaan yang dilakukan oleh siswa tentang rangkaian hambatan seri (kegiatan-3 pada LKS-1) siswa dapat mengamati: a) Skala yang ditunjuk jarum pada ampermeter untuk membaca nilai kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan tetap 47 Ω, kuat arus listrik pada hambatan tetap 100 Ω, dan kuat arus listrik total dari seluruh rangkaian. b) Skala yang ditunjuk jarum pada voltmeter untuk membaca nilai tegangan pada hambatan tetap 47 Ω, tegangan pada hambatan tetap 100 Ω, dan tegangan total dari seluruh rangkaian. c) Susunan kedua hambatan yang dipasang seri dalam rangkaian tertutup. • Melalui percobaan yang dilakukan oleh siswa tentang rangkaian hambatan paralel (kegiatan-4 pada LKS-1) siswa dapat mengamati: a) Skala yang ditunjuk jarum pada ampermeter untuk membaca nilai kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan tetap 470 Ω, kuat arus listrik pada hambatan tetap 100 Ω, dan kuat arus listrik total dari seluruh rangkaian. b) Skala yang ditunjuk jarum pada voltmeter untuk membaca nilai tegangan pada hambatan tetap 470 Ω, tegangan pada hambatan tetap 100 Ω, dan tegangan total dari seluruh rangkaian. c) Susunan kedua hambatan yang dipasang paralel dalam rangkaian tertutup. 2) Menanya Berdasarkan demonstrasi dan percobaan yang dilakukan, siswa dibimbing untuk menanya: • Demonstrasi Pemasangan dan Pembacaan Skala Pada Amperemeter a) Bagaimana cara memasang amperemeter untuk mengukur kuat arus suatu komponen listrik? b) Bagaimana cara membaca skala pada amperemeter? c) Sebutkan komponen-komponen penyusun amperemeter? d) Jelaskan prinsip kerja amperemeter! • Demonstrasi Pemasangan dan Pembacaan Skala Pada Voltmeter a) Bagaimana cara memasang voltmeter untuk mengukur kuat arus suatu komponen listrik? b) Bagaimana cara membaca skala pada voltmeter? c) Sebutkan komponen-komponen penyusun voltmeter? d) Jelaskan prinsip kerja voltmeter! • Percobaan Hambatan Jenis a) Berapakah hambatan listrik masing-masing kawat penghantar? b) Berapakah hambat jenis masing-masing bahan kawat penghantar? c) Bagaimanakah hubungan antara hambatan kawat penghantar dengan panjang, luas penampang, dan hambat jenis kawatnya? d) Diantara tembaga, konstantan, dan nikrom manakah yang lebih baik menghantarkan arus listrik? • Percobaan Penurunan Hukum Ohm a) Bagaimanakah grafik hubungan tegangan (V) dengan kuat arus listrik (I)! b) Berapa besar V/I untuk masing-masing percobaan! c) Bagaimanakah hubungan antara tegangan dengan kuat arus listrik dari hasil percobaan? d) Bagaimanakah perbandingan nilai hambatan dari literature dengan nilai hambatan (atau V/I) dari hasil percobaan! • Percobaan Rangkaian Hambatan Seri dan Paralel a) Apakah terdapat perbedaan nilai hambatan total/hambatan pengganti dari hasil percobaan pada rangkaian hambatan seri dengan rangkaian hambatan parallel? b) Bagaimanakah persamaan hambatan total/pengganti untuk rangkaian hambatan seri? c) Bagaimanakah persamaan hambatan total/pengganti untuk rangkaian hambatan seri? 3) Mengumpulkan Informasi Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, siswa mengumpulkan Informasi dengan cara: • Melakukan diskusi secara berkelompok terhadap demonstrasi yang dilakukan oleh guru mengenai cara memasang dan membaca alat ukur listrik (amperemeter dan voltmeter). • Melakukan percobaan hambatan jenis dan melakukan diskusi secara berkelompok untuk menyelidiki hubungan antara hambatan kawat penghantar dengan panjang kawat, luas penampang kawat, dan hambat jenis kawatnya sesuai kegiatan-1 pada LKS (Bahan Ajar-1) • Melakukan percobaan penurunan hukum ohm dan melakukan diskusi secara berkelompok untuk menyelidiki hubungan antara tegangan dengan kuat arus listrik yang mengalir dalam sebuah rangkaian sesuai kegiatan-2 pada LKS (Bahan Ajar-1). • Melakukan percobaan rangkaian hambatan seri dan melakukan diskusi secara berkelompok untuk menyelidiki hubungan kuat arus, tegangan, dan hambatan total pada rangkaian hambatan seri sesuai kegiatan-3 pada LKS (Bahan Ajar-1). • Melakukan percobaan rangkaian hambatan paralel dan melakukan diskusi secara berkelompok untuk menyelidiki hubungan kuat arus, tegangan, dan hambatan total pada rangkaian hambatan paralel sesuai kegiatan-4 pada LKS (Bahan Ajar1). 4) Mengasosiasikan Berdasarkan informasi yang telah didapat, siswa mengasosiasikan hasil pengumpulan informasi dengan cara: • Menelaah hasil demonstrasi cara memasang dan membaca alat ukur listrik (amperemeter dan voltmeter) yang benar berkaitan dengan konsep kuat arus listrik dan tegangan (beda potensial). • Mengolah data hasil percobaan hambatan jenis pada berbagai kawat penghantar dengan membuat tabel pengamatan yang berisi jenis kawat, diameter kawat, panjang kawat, beda potensial, dan kuat arus. Selanjutnya menjawab pertanyaan yang ada di kegiatan-1 pada LKS yang berkaitan dengan konsep hambatan jenis pada resistor. • Mengolah data hasil percobaan penurunan hukum ohm dengan membuat tabel pengamatan yang berisi tegangan, kuat arus, dan perbandingan antara tegangan dengan kuat arus. Selanjutnya membuat grafik hubungan tegangan (V) dengan kuat arus listrik (I) dan menjawab pertanyaan yang ada di kegiatan-2 pada LKS. • Mengolah data hasil percobaan rangkaian hambatan seri dengan membuat tabel pengamatan yang berisi tegangan untuk masing-masing hambatan, kuat arus untuk masing-masing hambatan, dan hambatan total. Selanjutnya menjawab pertanyaan yang ada di kegiatan-3 pada LKS yang berkaitan dengan konsep hambatan total/pengganti seri. • Mengolah data hasil percobaan rangkaian hambatan paralel dengan membuat tabel pengamatan yang berisi tegangan untuk masing-masing hambatan, kuat arus untuk masing-masing hambatan, dan hambatan total. Selanjutnya menjawab pertanyaan yang ada di kegiatan-4 pada LKS yang berkaitan dengan konsep hambatan total/pengganti paralel. 5) Mengkomunikasikan Perwakilan tiap kelompok mengkomunikasikan dengan cara: a) Mempresentasikan kesimpulan dari kegiatan yang telah dilakukan tentang percobaan hambatan jenis, percobaan penurunan hukum ohm, percobaan rangkaian hambatan seri, dan percobaan rangkaian hambatan paralel yang sesuai dengan LKS. Sedangkan kelompok lain memberikan tanggapan dan sanggahan. b) Guru menyampaikan penguatan dan koreksi mengenai materi ajar, hasil demonstrasi, hasil percobaan, dan diskusi yang dilakukan mengenai alat ukur listrik dan rangkaian sederhana. c. Penutup (20 menit) • Siswa diberikan kesempatan untuk membuat rangkuman dan melakukan refleksi terhadap pengalaman belajar yang telah dilakukan. • Siswa mengerjakan beberapa soal uraian sebagai tes formatif: 1. Jelaskan cara memasang amperemeter yang benar untuk mengukur kuat arus suatu komponen listrik! 2. Perhatikan gambar berikut! Berdasarkan gambar voltmeter diatas, berapakah tegangan yang terbaca pada voltmeter tersebut? 3. Buatlah grafik hubungan antara tegangan dengan kuat arus listrik berdasarkan percobaan penurunan hukum ohm yang telah Anda lakukan? 4. Jelaskan perbedaan rangkaian hambatan seri dengan rangkaian hambatan parallel? 5. Sebutkan factor-faktor yang mempengaruhi nilai hambatan jenis pada kawat penghantar? • Guru menginformasikan tugas mandiri (Bahan Ajar-2) dan materi pelajaran untuk pertemuan yang akan datang adalah rangkaian tak sederhana dan aplikasi arus searah dalam kehidupan sehari-hari, kemudian menutup pembelajaran dengan doa dan mengucapkan salam. 6. Penilaian Proses 1) Penilaian sikap Dilaksanakan secara terpadu selama proses pembelajaran dengan menggunakan format observasi penilaian sikap sebagai berikut: Format Observasi Penilaian Sikap Berilah tanda checklist (√) pada kolom Ya jika sikap siswa teramati atau pada kolom Tidak jika sikap siswa tidak teramati. No Nama Siswa Aspek yang dinilai Sikap yang teramati Teramati Ya Tidak 1 Rasa ingin tahu Mengajukan pertanyaan baik kepada guru maupun teman sejawat 2 Kejujuran Menuliskan jawaban dari pertanyaan pada LKS sesuai apa adanya 3 Kedisiplinan Mengumpulkan LKS tepat waktu sesuai jadwal yang ditetapkan 2) Penilaian Kinerja Dilaksanakan pada saat siswa melakukan percobaan dengan menggunakan pedoman observasi penilaian kinerja melakukan percobaan dan rubrik sebagai berikut: Pedoman observasi penilaian kinerja melakukan percobaan: No Aspek yang dinilai 1 1 2 3 4 5 Menggunakan alat ukur (mistar) Merangkai alat percobaan resonansi Pengamatan Data hasil percobaan Kesimpulan Nilai 2 3 Total skor Rubrik Aspek yang dinilai Menggunakan alat ukur (mistar) 1 Menggunakan alat tidak benar Merangkai atau membuat alat percobaan resonansi Pengamatan Merangkai alat tidak sesuai prosedur percobaan Data yang diperoleh Data tidak lengkap Kesimpulan Tidak benar atau tidak sesuai tujuan Pengamatan tidak cermat Penilaian 2 Menggunakan alat benar, tetapi tidak rapi atau tidak memperhatikan keselamatan kerja Merangkai alat sesuai prosedur percobaan tapi masih ada kesalahan Pengamatan cermat, tetapi mengandung interpretasi Data lengkap, tetapi tidak terorganisir, atau ada yang salah tulis Sebagian kesimpulan ada yang salah atau tidak sesuai tujuan 3 Menggunakan alat benar, rapi, dan memperhatikan keselamatan kerja Merangkai alat sesuai prosedur percobaan dan benar Pengamatan cermat dan bebas interpretasi Data lengkap, terorganisir, dan ditulis dengan benar Semua benar atau sesuai tujuan Bahan Ajar-1 : Lembar Kegiatan Siswa (Terlampir) Bahan Ajar-2 : Tugas Mandiri Untuk menambah pemahaman Anda tentang “Alat ukur listrik dan rangkaian sederhana” kerjakan soal-soal latihan berikut! 1. Kuat arus yang ditunjukkan amperemeter mendekati.... 2. Arus listrik 150 mA mengalir pada suatu kawat penghantar. Jika beda potensial ujungujung kawat sebesar 30 V, maka besar hambatan kawat tersebut adalah…. 3. Sepotong kawat sepanjang 2 meter dan luas penampangnya 1 mm 2 mempunyai hambatan 5 Ω , maka hambat jenis kawat tersebut adalah… . 4. Perhatikan grafik berikut: Besar hambatan komponen listrik tersebut adalah.... 5. Perhatikan gambar berikut: Hambatan Pengganti anatar titik A dan B adalah ..... Pertemuan-2: Rangkaian Tak Sederhana dan Aplikasi Arus Searah dalam Kehidupan Sehari-hari (4 JP) 1. Tujuan Pembelajaran 1) Siswa mampu menjelaskan hukum I Kirchoff melalui percobaan dan diskusi 2) Siswa mampu menerapkan hukum I Kirchoff untuk pemecahan masalah secara kuantitatif melalui tanya jawab dan diskusi 3) Siswa mampu menjelaskan hukum II Kirchoff melalui tanya jawab dan diskusi 4) Siswa mampu menjelaskan energy listrik melalui tanya jawab dan diskusi 5) Siswa mampu menentukan energy listrik melalui tanya jawab 6) Siswa mampu menjelaskan daya listrik melalui tanya jawab dan diskusi 7) Siswa mampu menentukan daya listrik melalui tanya jawab 8) Siswa mampu menyebutkan aplikasi arus listrik searah dalam kehidupan sehari-hari melalui tanya jawab dan diskusi 9) Siswa mampu menjelaskan prinsip kerja batu baterai melalui tanya jawab dan diskusi 10) Siswa mampu menjelaskan prinsip kerja akumulator melalui tanya jawab dan diskusi 11) Siswa mampu menunjukkan sikap jujur, peduli, rasa ingin tahu, bertanggung jawab dan kerjasama dalam berdiskusi 2. Materi Pembelajaran 1) Rangkaian Tak Sederhana • Hukum I Kirchoff • Hukum II Kirchoff • Energi listrik • Daya listrik 2) Aplikasi Arus Searah dalam Kehidupan Sehari-hari • Batu baterai • Akumulator (Accu) 3. Metode Pembelajaran 1) Model : Pembelajaran berbasis masalah 2) Metode : Demonstrasi, percobaan, tanya jawab, dan diskusi 3) Pendekatan : Saintifik 4. Media, Alat, dan Sumber Belajar 1) Media : Slide Power Point, animasi, dan LKS (terlampir) 2) Alat dan bahan : a) Batu baterai e) Baterai b) voltmeter f) c) g) Kabel penghubung Bola lampu d) Amperemeter Power supply DC h) Saklar penghubung 3) Sumber Belajar : a) Giancoli, Douglas. (2005). PHYSICS: Principles with Aplication. USA: 6th ed. Pearson Prentice Hall b) Sumarno, Joko. (2009). Fisika untuk Kelas X SMA/MA. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional c) Pudak Scientific, Kumpulan Panduan KIT, Laboratorium Fisika Sekolah 2 Jurusan Pendidikan Fisika UPI d) Paul A, Tipler. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga 5. Langkah-langkah Pembelajaran 1) Pendahuluan (20 menit) • Guru membuka pembelajaran dengan mengucapkan salam, berdoa, dan memeriksa kehadiran siswa. • Sebagai apersepsi, siswa diberi kesempatan untuk mengingat kembali tentang konsep arus listrik searah (DC), alat ukur listrik, dan rangkaian sederhana dengan menunjukan gambar 2.1 tentang rangkaian listrik sederhana dan menjawab pertanyaan berikut, ”Apa yang dimaksud arus listrik searah (DC)? Berdasarkan gambar rangkaian listrik sederhana, bagaimana cara memasang amperemeter untuk mengukur kuat arus pada hambatan R? Bagaimana cara memasang voltmeter untuk mengukur tegangan pada hambatan R?” Gambar 2.1 Rangkaian listrik sederhana • Sebagai penggalian konsepsi awal dan motivasi, siswa mengamati gambar 2.2 rangkaian listrik tak sederhana dan guru memberikan pertanyaan, ”Bagaimana mengetahui besar kuat arus yang masuk percabangan/titik simpul?” Gambar 2.2 Rangkaian listrik tak sederhana • Selanjutnya guru menunjukkan batu baterai dan gambar 2.3 batu baterai serta accu dan bertanya kepada siswa, ”Apakah persamaan antara batu baterai dan akumulator? Apa perbedaan antara batu baterai dan akumulator? Bagaimanakah prinsip kerja dari batera dan akumulator?” Gambar 2.3 Batu baterai dan Akumulator (accu) 2) Kegiatan inti (140 menit) • Membagi siswa ke dalam beberapa kelompok secara heterogen yang terdiri dari 4 orang setiap kelompoknya • Membagikan Lembar Kegiatan Siswa (Bahan Ajar-1) Hukum Kirchoff. 1) Mengamati • Melalui percobaan yang dilakukan siswa tentang hukum I Kirchoff pada LKS-1 siswa dapat mengamati: a) Nyala pada ketiga lampu b) Skala yang ditunjuk jarum pada amperemeter untuk masing-masing hambatan • Melalui gambar dan animasi tentang rangkaian tak sederhana siswa dapat mengamati susunan beberapa hambatan pada rangkaian dan besar kuat arus listrik pada titik simpul/titik percabangan. Gambar 2.4 Animasi rangkaian listrik tak sederhana • Melalui gambar 2.3 batu baterai dan akumulator siswa mengamati besaran fisika yang tertera pada kedua alat tersebut. 2) Menanya Berdasarkan percobaan, gambar, dan animasi yang ditampilkan, siswa dibimbing untuk menanya: • Apakah semua lampu menyala ketika saklar ditutup pada percobaan hukum I Kirchoff? • Berapakah besar kuat arus yang terbaca pada amperemeter untuk masing-masing lampu? • Apakah nilai kuat arus pada amperemeter 1 sama dengan nilai penjumlahan kuat arus amperemeter 2 dan amperemeter 3? • Bagaimana menentukan besar kuat arus pada titik simpul jika rangkaian listrik tak sederhana/terdiri dari 2 loop? • Bagaimana perumusan hukum I Kirchoff? • Bagaimana perumusan hukum II Kirchoff? • Apa factor yang mempengaruhi besar energy listrik? • Apa yang dimaksud daya listrik dan bagaimana menentukan besar daya listrik? • Bagaimana prinsip kerja batu baterai dan aki? 3) Mengumpulkan Informasi Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, siswa mengumpulkan Informasi dengan cara: • Melakukan percobaan hukum I Kirchoff dan melakukan diskusi secara berkelompok untuk menyelidiki kuat arus listrik pada titik simpul sesuai LKS (Bahan Ajar-1) • Melakukan demonstrasi video rangkaian tak sederhana, diskusi, dan tanya jawab mengenai materi tentang hukum I Kirchoff, hukum II Kirchoff, energy listrik, daya listrik, dan aplikasi arus searah (DC) pada batu baterai dan accu. 4) Mengasosiasikan Berdasarkan informasi yang telah didapat, siswa mengasosiasikan hasil pengumpulan informasi dengan cara: • Mengolah data hasil percobaan hukum I Kirchoff dengan menjawab pertanyaan yang ada di LKS yang berkaitan dengan penggunaan hukum I Kirchoff dalam menentukan kuat arus listrik pada titik simpul. • Menelaah hasil diskusi dan tanya jawab mengenai rangkaian tak sederhana dan aplikasi arus listrik searah (DC) dalam kehidupan sehari-hari. 5) Mengkomunikasikan a. Masing-masing kelompok mempresentasikan hasil percobaan hukum I Kirchoff, diskusi, dan tanya jawab tentang rangkaian tak sederhana dan aplikasi arus listrik searah (DC) dalam kehidupan sehari-hari serta merespon pertanyaan/sanggahan yang dikemukakan oleh kelompok siswa lainnya. b. Guru menyampaikan penguatan dan koreksi mengenai materi ajar, hasil demonstrasi, percobaan, serta diskusi yang dilakukan mengenai rangkaian tak sederhana dan aplikasi arus listrik searah (DC) dalam kehidupan sehari-hari. 3) Penutup (20 menit) • Siswa diberikan kesempatan untuk membuat rangkuman dan melakukan refleksi terhadap pengalaman belajar yang telah dilakukan. • Siswa mengerjakan beberapa soal uraian sebagai tes formatif: 1. Perhatikan gambar berikut: Tentukan besar energy listrik yang dibangkitkan baterai selama 1 menit? 2. Jelaskan komponen-komponen yang ada pada batu baterai! 3. Jelaskan prinsip kerja dari akumulator (accu)! • Guru menginformasikan tugas mandiri (Bahan Ajar-2) dan ulangan harian rangkaian arus searah untuk pertemuan yang akan datang, kemudian menutup pembelajaran dengan berdoa dan mengucapkan salam. 6. Penilaian Proses 1) Penilaian sikap Dilaksanakan secara terpadu selama proses pembelajaran dengan menggunakan format observasi penilaian sikap sebagai berikut: Format Observasi Penilaian Sikap Berilah tanda checklist (√) pada kolom Ya jika sikap siswa teramati atau pada kolom Tidak jika sikap siswa tidak teramati. No Nama Siswa Aspek yang dinilai Sikap yang teramati 1 Rasa ingin tahu Mengajukan pertanyaan baik kepada guru maupun teman sejawat 2 Kejujuran Menuliskan jawaban dari pertanyaan pada LKS sesuai apa adanya 3 Kedisiplinan Mengumpulkan LKS tepat waktu sesuai jadwal yang ditetapkan Teramati Ya Tidak 2) Penilaian Kinerja No Aspek yang dinilai 1 1 2 3 4 5 Nilai 2 3 Menggunakan alat ukur (mistar) Merangkai alat percobaan hukum Melde Pengamatan Data hasil percobaan Kesimpulan Total skor Rubrik Aspek yang dinilai Menggunakan alat ukur (mistar) Merangkai t alat percobaan 1 Menggunakan alat tidak benar Pengamatan Merangkai alat tidak sesuai prosedur percobaan Pengamatan tidak cermat Data yang diperoleh Data tidak lengkap Kesimpulan Tidak benar atau tidak sesuai tujuan Penilaian 2 Menggunakan alat benar, tetapi tidak rapi atau tidak memperhatikan keselamatan kerja Merangkai alat sesuai prosedur percobaan tapi masih ada kesalahan Pengamatan cermat, tetapi mengandung interpretasi Data lengkap, tetapi tidak terorganisir, atau ada yang salah tulis Sebagian kesimpulan ada yang salah atau tidak sesuai tujuan 3 Menggunakan alat benar, rapi, dan memperhatikan keselamatan kerja Merangkai alat sesuai prosedur percobaan dan benar Pengamatan cermat dan bebas interpretasi Data lengkap, terorganisir, dan ditulis dengan benar Semua benar atau sesuai tujuan Bahan Ajar-1 : Lembar Kegiatan Siswa (Terlampir) Bahan Ajar-2 : Tugas Mandiri Untuk menambah pemahaman Anda tentang “Rangkaian Tak Sederhana dan Aplikasi Arus Listrik Searah dalam Kehidupan Sehari-hari” kerjakan soal-soal latihan berikut! 1. Dari rangkaian di bawah ini besar dan arah arus pada hambatan 2 Ω (kawat AB) adalah... 2. 3. Sebuah setrika listrik 250 watt, 220 volt, dipakai selama 1,5 jam. Energi listrik yang diperlukan adalah……… Lima buah alat listrik yang masing-masing bertuliskan : P = refrigerator 230 V, 80 W Q = AC (Air Conditioner) 230 V, 1.500 W R = setrika listrik 230 V, 1.000 W S = pompa air 110 V, 750 W T = lampu 12 V, 60 W Dari kelima alat tersebut yang mempergunakan energi listrik dalam setiap satuan waktu paling besar adalah………. Pertemuan-3: Penilaian diri dan ulangan harian (+2 JP) 1. Penilaian Diri Dilaksanakan sebelum ulangan harian, dengan menggunakan lembar penilaian diri dan rubrik sebagai berikut: Lembar Penilaian Diri No 1 2 3 4 5 Kriteria Saya memahami dengan baik definisi arus listrik Saya mampu menentukan besar kuat arus listrik Saya memahami dengan baik sifat kelistrikan bahan Saya bisa membedakan konduktor, isolator, dan semikonduktor Saya bisa memasang amperemeter pada komponen yang akan diukur kuat arusnya 6 Saya bisa membaca skala yang ditunjuk oleh jarum pada amperemeter 7 Saya bisa menjelaskan prinsip kerja amperemeter 8 Saya bisa menyebutkan komponen-komponen yang ada pada amperemeter 9 Saya bisa memasang voltmeter pada komponen yang akan diukur kuat arusnya 10 Saya bisa membaca skala yang ditunjuk oleh jarum pada voltmeter 11 Saya bisa menjelaskan prinsip kerja voltmeter 12 Saya bisa menyebutkan komponen-komponen yang ada pada voltmeter 13 Saya memahami dengan baik penurunan hukm ohm 14 Saya bisa menggambarkan rangkaian sederhana 15 Saya bisa menentukan hambatan total/pengganti pada rangkaian hambatan seri 16 Saya bisa menentukan hambatan total/pengganti pada rangkaian hambatan paralel 17 Saya memahami dengan baik hukum I Kirchoff 18 Saya memahami dengan baik hukum II Kirchoff 19 Saya memahami dengan baik energy dan daya 20 Saya bisa menyebutkan aplikasi arus listrik searah dalam kehidupan sehari-hari Total skor Ya Tidak Rubrik: Rentangan nilai yang digunakan antara 1 dan 2. Jika jawaban YA diberi skor 2 dan jika TIDAK diberi skor 1. Kriteria penilaiannya adalah sebagai berikut: Rentang nilai antara: 0-10 dikategorikan tidak positif 11-20 dikategorikan kurang positif 21-30 dikategorikan positif 31-40 dikategorikan sangat positif 2. Ulangan Harian Dilaksanakan setelah penilaian diri, dengan menggunakan instrumen tes berbentuk uraian yang disusun berdasarkan kisi-kisi sebagai berikut: KISI-KISI ULANGAN HARIAN Indikator Soal No Soal 1 Bentuk soal Uraian Menentukan besar hambatan muka pada voltmeter 2 Uraian Menghitung kuat arus listrik pada kawat penghantar listrik 3 Uraian x Menghitung hambatan listrik pada kawat 4 Uraian x Menghitung kuat arus listrik pada kawat 5 Uraian x Menentukan arah arus listrik berdasarkan gambar 6 Uraian Menentukan besar kuat arus listrik berdasarkan pembacaan pada amperemeter Menentukan besar dan arus pada hambatan 7 Uraian C1 C2 Aspek C3 C4 x x x x Bentuk Soal dan Kunci Jawaban C5 C6 Berapa kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian berikut ini! Jawaban: 2 A Sebuah Voltmeter mempunyai hambatan dalam 3 kΩ, dapat mengukur tegangan maksimal 5 Volt. Jika ingin memperbesar batas ukur Voltmeter menjadi 100 Volt, tentukan hambatan muka yang harus dipasang secara seri pada voltmeter Jawaban: 57 kΩ Jika sebuah kawat penghantar listrik dialiri muatan listrik sebesar 360 coulomb dalam waktu 1 menit, kita dapat menentukan kuat arus listrik yang melintasi kawat penghantar tersebut adalah… . Jawaban: 6 A Arus listrik 400 mA mengalir pada suatu penghantar. Jika beda potensial antara ujung kawat 40 V, carilah hambatan listrik kawat tersebut! Jawaban: 100 Ω Seutas kawat besi panjangnya 20 meter dan luas penampangnya 1 mm2, mempunyai hambatan jenis 10-7 ohmmeter. Jika antara ujungujung kawat dipasang beda potensial 60 volt, tentukan kuat arus yang mengalir dalam kawat! Jawaban: 30 A Perhatikan rangkaian listrik di bawah ini, maka arah arus listrik dalam rangkaian tersebut adalah… . Jawaban: arah arus listrik pada rangkaian listrik yaitu arah arus keluar dari kutub positif melalui rangkaian luar menuju kutub negatif. Dari gambar rangkaian di samping, besar dan arah arus pada Indikator Soal No Soal Bentuk soal C1 C2 Aspek C3 C4 suatu rangkaian tak sederhana Bentuk Soal dan Kunci Jawaban C5 C6 hambatan 2 Ω (kawat AB) adalah… . Menghitung energy listrik yang terpakai 8 Uraian Memecahkan masalah kehidupan sehari-hari menggunakan konsep daya listrik 9 Uraian Menghitung daya disipasi pada lampu 10 Uraian Mengetahui; Kepala Sekolah, DRS. SHODIQ,M.M.PD NIP. 19621217 198903 1 005 x x x Jawaban: I3 = 2 A dari A ke B Setrika listrik 350 Watt/220 Volt dipakai selama 4 jam. Berapa KWh energi listrik yang terpakai? Jawaban: 1,4 kWh Air terjun sebuah bendungan tingginya 100 meter memiliki debit aliran 50 m3s–1. Air terjun digunakan untuk memutar generator. Jika percepatan gravitasi 10 ms–2 dan massa jenis air 100 kgm-3 serta 80 energi air terjun kembali menjadi energy listrik. Berapakah daya listrik yang dihasilkan? Jawaban: 40 MW Tiga buah lampu masing-masing 36 W/12V, 24W/12 V dan 12 W/12 V disusun paralel kemudian dihubungkan ke baterai 12 Volt. Berapakah daya disipasi pada seluruh lampu? Jawaban: 72 W Cikembar, 01 Juli 2015 Guru Bidang Studi, ELI PRIYATNA,S.PD NIP. 19720409 201410 1 001
