Perangkat Fis Xii Stm

PROGRAM TAHUNAN

Satuan Pendidikan : STM Kelas/Semester : XII/1Mata Pelajaran : FISIKA Tahun Ajaran : 2008 – 2009

Semester

Standar Kompetensi Materi Pokok/Kompetensi DasarAlokasi Waktu

Ket

I 13 Menerapkan konsep optik

14 Menginterpretasikan listrik statis dan dinamis

13.1 Membedakan konsep listrik statis dan dinamis

13.2 Menjelaskan penerapan listrik statis dan dinamis

14.1 Menguasai hukum kelistrikan arus searah

14.2 Menguasai hubungan antara tegangan, hambatan, dan arus

14.3 Menghitung daya dan energi listrik arus searah

14 JP

16 JP

Jumlah 30 JP

2

15. Menerapkan konsep listrik arus bolak-balik

15. 1 Menguasai hukum kelistrikan arus bolak-balik

15. 2 Menguasai hubungan antara tegangan, impedensi, dan arus

15. 3 Menghitung daya dan energi listrik arus bolak-balik Menguasai hukum magnet dan elektromagnet

18 JP

Jumlah 48 JP

………………………2008

Mengetahui,Kepala Sekolah Guru Mata Pelajaran

NIP NIP

1

PROGRAM SEMESTERSatuan Pendidikan : STMMata Pelajaran : FISIKA Kelas Semester : XII/1Tahun Ajaran : 2008 – 2009

NoMateri Pokok/Kompetensi

DasarJml. Jam

BulanKet.Juli Agustus September Oktober November Desember Januari

1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 41 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 13 141516 17 18 1920 21 2223 24 252627282930 31 32 33 34

1

2

Menginterpretasikan listrik statis dan dinamis

1. Membedakan konsep listrik statis dan dinamis

2. Menjelaskan penerapan listrik statis dan dinamis

Menerapkan konsep listrik arus searah

1. Menguasai hukum kelistrikan arus searah

2. Menguasai hubungan antara tegangan, hambatan dan arus.

3. Menghitung daya dan energi listrik arus bolak balik

14

16

X X X X X X X

X X X X X X X X

Per

siap

an p

ener

imaa

n ra

por

Libur semester I

Jumlah 30

NoMateri Pokok/Kompetensi

DasarJml. Jam

BulanKet.Januari Februari Maret April Mei Juni Juli

1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 41 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15 16 1718 1920 212223 24 25 2627 28 29 30 31 32 33 34

3 Menerapkan konsep listrik arus bolak balik

1. Menguasai hukum kelistrikan arus bolak balik

2. Menguasai hubungan antara tegangan, impendansi dan arus

3. Menghitung daya dan energi listrik arus bolak balik

118 X X X X X X

x

Latihan Ulangan Umum Semester 1

Jumlah 48

2

Keterangan:

…………………... 2008Kepala Sekolah Mengetahui

Guru Mata Pelajaran

NIP NIP

= Kegiatan tengah semester= Libur bulan Ramadan dan sesudah Idul Fitri= Latihan ulangan umum semester 1= Ulangan umum semester 1= Libur semester 1

3

RINCIAN MINGGU EFEKTIF

Satuan Pendidikan : STM Kelas/Semester : XII/1Mata Pelajaran : FISIKA Tahun Pelajaran : 2008 - 2009

I. Jumlah Minggu dalam Semester 1

No. Bulan Jumlah Minggu

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Juli

Agustus

September

Oktober

November

Desember

Januari

2

5

4

4

5

4

4

Total 28

II. Jumlah minggu tidak efektif dalam semester 1

No. Kegiatan Jumlah Minggu

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Kegiatan tengah semester

Libur bulan Ramadan dan sesudah Idul Fitri

Latihan ulangan umum semester 1 (cadangan)

Ulangan umum semester 1

Persiapan penerimaan rapor

Libur semester 1

1

4

1

1

1

2

Total 10

III. Jumlah minggu efektif dalam semester 1Jumlah minggu dalam semester 1 – jumlah minggu tidak efektif dalam semester 128 minggu – 10 minggu = 18 minggu efektif

IV. Jumlah minggu dalam semester 2

No. Bulan Jumlah minggu

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Januari

Februari

Maret

April

Mei

Juni

Juli

-

4

5

4

4

4

2

Jumlah 23

V. Jumlah minggu tidak efektif dalam semester 2

No. Uraian Jumlah minggu

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Kegiatan tengah semester

Ujian nasional

Latihan ulangan umum semester 2

Ulangan umum semester 2

Persiapan penerimaan rapor

Libur semester 2

1

1

1

1

1

2

Jumlah 7

VI. Jumlah minggu efektif dalam semester 2 Jumlah minggu dalam semester 2 – jumlah minggu tidak efektif dalam semester 2 = 23 minggu – 7 minggu = 16 minggu efektif

4

………………………2008

Mengetahui,Kepala Sekolah Guru Mata Pelajaran

NIP NIP

5

PENGEMBANGAN SILABUS

Satuan Pendidikan : STMMata Pelajaran : FISIKAKelas/Semester : XII/1Tahun Ajaran : 2008 – 2009Standar Kompetensi : Menginterpretasikan listrik statis dan dinamis

Kompetensi Dasar

Materi PelajaranStrategi Pembelajaran Alokasi

WaktuSumber BahanMetode Pengalaman Belajar

1. Menjelas-

kan konsep

listrik statis2. Menjelas-

kan konsep listrik dinamis

1. Terjadinya Muatan ListrikSetiap benda yang bermuatan listrik

mempunyai sifat-sifat kelistrikan.Adapun sifat-sifat kelistrikan muatan

listrik:a. Muatan listrik ada 2 macam : muatan

positif dan muatan negativeb. Muatan sejenis saling tolak, muatan

yang berlainan jenis tarik menarik..c. Muatan bersifat kekal artinya muatan

tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Besar muatan listrik suatu benda tergantung pada jumlah kelebihan atau kekurangan elektron suatu benda dan dinyatakan Coulomb. Satuan Coulomb diturunkan dari satuan besaran pokok arus yaitu Ampere.

1 Coulomb = 1 Ampere detik, dan 1 =

10-6 C.

2. Hukum CoulombBesarnya gaya tarik dan gaya tolak

antara muatan listrik, dihitung pertama kali oleh Charles Augustin Coulomb dan dirumuskan:

F = k

dimana k = 9 109 Nm²/C²

Bunyi hukum Coulomb: “Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak menolak antara dua benda bermuatan listrik sebanding dengan muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan tersebut.”Hukum Coulomb merupakan persamaan vektor, sehingga arah gaya tarik/tolak sesuai dengan interaksi muatan kedua benda. Kemungkinan adalah:

3. Pengertian Medan ListrikMedan listrik adalah daerah di sekitar

benda bermuatan listrik yang masih memiliki gaya listrik.

Ketentuan-ketentuan dalam menggambarkan medan listrik.

a.Garis medan harus dimulai pada muatan positif dan berakhir pada muatan negatif atau di titik tak terhingga.

b.Jumlah garis yang digambarkan harus sebanding dengan besar muatan.

- Infomasi

- Ceramah

- Diskusi

- Tanya jawab

- Tugas

- Siswa mampu memahami menginterpretasikan listrik statis dan dinamis

2 x pertemuan

Buku paket FISIKA kelas X

Buku FISIKA lain yang relevan

6

Makin besar muatan, makin banyak garis yang harus digambarkan.

c.Dua garis medan tidak boleh berpotongan

4. Kuat Medan Listrik (E)Kuat medan listrik adalah besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak dibagi besar muatan di titik itu.

E =

Arah medan listrik searah dengan gaya listrik yaitu jika:Q = positif (+) maka menjauhi qQ = negatif (—) maka mendekati q

Untuk muatan titik yang tersebar, kuat medan listrik di suatu titik akibat muatan-muatan adalah penjumlahan vektor dari medan listrik akibat tiap muatan.

E = E1 + E2 + E3 + ...

5. Energi Potensial dan Potensial Listrik

a. Energi Potensial (U)Energi potensial sebuah muatan di suatu t i t ik adalah usaha untuk memindahkan muatan uj i dari tempat yang jauh tak terhingga ke suatu t i t ik yang berjarak r dari muatan uj i , dirumuskan:

b. Potensial Listrik (V) adalah usaha untuk memindahkan muatan positif sebesar 1 satuan dari tempat tak terhingga ke titik itu, dirumuskan:

V =

Potensial antara A dan B sering disebut sebagai beda potensial yang dirumuskan:

VAB = VB – VA = Ed

6. Kuat Arus ListrikKuat arus listrik adalah banyaknya muatan yang mengalir melalui suatu penampang konduktor tiap detik.

Dirumuskan:

I =

Satuan kuat arus1 A = 1 coulomb/sekon

1 = 10–6 A1 Ampere adalah besarnya kuat arus

listrik di suatu titik penghantar yang dilewati muatan 1 coulomb tiap detik.

7. Kapasitor

7

Muatan kapasitor sebanding dengan beda potensial kedua konduktor.

Q – VQ = C · V

dengan C adalah kapasitas kapasitor dengan satuan farad. Satuan farad di ambil dari nama Michael Faraday, tokoh yang mengembangkan konsep kapasitas.Satuan yang lebih kecil dan sering digunakan

1= 10–6 F

1 PF = 10–12 F

a. Kapasitor Keping Sejajar

C =

b. DieletrikAdalah bahan bukan konduktor, contoh dielektrik antara lain karet, kaca, dan kertas.Sewaktu dielektrik diselipkan antara dua keping kapasitor maka kapasitas kapasitor akan naik. Jadi fungsi dari dielektrik adalah menaikkan kapasitas kapasitor, dirumuskan:

dengan K = konstanta dielektrik C0 = kapasitas mula-mula (C)

c. Energi Kapasitor (U)Usaha yang dilakukan untuk mengisi muatan sama dengan energi potensial kapasitor. Energi yang tersimpan dalam sebuah kapasitor.

Dirumuskan:

8. Susunan Kapasitora. SeriRumus yang berlaku

V = V1 + V2

Qtot = Q1= Q2

b. ParalelRumus yang berlaku

V = V1 = V2Q = Q1 + Q2Ctot = C1 + C2

………………………2008Mengetahui,

Kepala Sekolah Guru Mata Pelajaran

8

NIP NIP

PENGEMBANGAN SISTEM PENILAIANSatuan Pendidikan : STM

9

Mata Pelajaran : FISIKAKelas/Semester : XII/1Tahun Ajaran : 2008 – 2009Standar Kompetensi : Menerapkan konsep suhu dan kalor

Kompetensi Dasar

Materi PelajaranTeknik Penilaian

Ranah Penilaian K

et.Jenis

TagihanBentuk Tagihan

Instrumen K P A

1. Menjelas-

kan

konsep

listrik statis2. Menjelas-

kan konsep listrik dinamis

1. Terjadinya Muatan ListrikSetiap benda yang bermuatan

listrik mempunyai sifat-sifat kelistrikan.

Adapun sifat-sifat kelistrikan muatan listrik:

a. Muatan listrik ada 2 macam : muatan positif dan muatan negative

b.Muatan sejenis saling tolak, muatan yang berlainan jenis tarik menarik..

c. Muatan bersifat kekal artinya muatan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Besar muatan listrik suatu benda tergantung pada jumlah kelebihan atau kekurangan elektron suatu benda dan dinyatakan Coulomb. Satuan Coulomb diturunkan dari satuan besaran pokok arus yaitu Ampere.

1 Coulomb = 1 Ampere detik, dan

1 = 10-6 C.

2. Hukum CoulombBesarnya gaya tarik dan gaya

tolak antara muatan listrik, dihitung pertama kali oleh Charles Augustin Coulomb dan dirumuskan:

F = k

dimana k = 9 109 Nm²/C²

Bunyi hukum Coulomb: “Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak menolak antara dua benda bermuatan listrik sebanding dengan muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan tersebut.”Hukum Coulomb merupakan persamaan vektor, sehingga arah gaya tarik/tolak sesuai dengan interaksi muatan kedua benda. Kemungkinan adalah:

3. Pengertian Medan ListrikMedan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik yang masih memiliki gaya listrik.

Kuis, penugaSan

- Pilihan ganda

- Isian- Uraian

1. Pada suatu setrika listrik mengalir arus 8 A ketika dipasang pada tegangan 220 volt. Hitung hambatan setrika!

2. Diameter suatu kawat a sepuluh kali lipat diameter kawat b. Jika kawat tersebut sama jenis dan panjangnya, hitung hambatan kawat b (hambatan kawat a = 12 ohm)

v

v

10

Ketentuan-ketentuan dalam menggambarkan medan listrik.

a.Garis medan harus dimulai pada muatan positif dan berakhir pada muatan negatif atau di titik tak terhingga.

b.Jumlah garis yang digambarkan harus sebanding dengan besar muatan. Makin besar muatan, makin banyak garis yang harus digambarkan.

c.Dua garis medan tidak boleh berpotongan

4. Kuat Medan Listrik (E)Kuat medan listrik adalah besarnya

gaya tarik-menarik atau tolak-menolak dibagi besar muatan di titik itu.

E =

Arah medan listrik searah dengan gaya listrik yaitu jika:Q = positif (+) maka menjauhi qQ = negatif (—) maka mendekati qUntuk muatan titik yang tersebar, kuat medan listrik di suatu titik akibat muatan-muatan adalah penjumlahan vektor dari medan listrik akibat tiap muatan.

E = E1 + E2 + E3 + ...

5. Energi Potensial dan Potensial Listrik

a. Energi Potensial (U)Energi potensial sebuah

muatan di suatu t i t ik adalah usaha untuk memindahkan muatan uj i dari tempat yang jauh tak terhingga ke suatu t i t ik yang berjarak r dari muatan uj i , dirumuskan:


V =



Q = C · V

1 PF = 10–12 F

Kuis, penugaSan

- Pilihan ganda

- Isian- Uraian

v

v

v

v

11

6. Kuat Arus ListrikKuat arus listrik adalah banyaknya muatan yang mengalir melalui suatu penampang konduktor tiap de Dirumuskan:

I =


1 = 10–6 Atik.1 Ampere adalah besarnya kuat

arus listrik di suatu titik penghantar yang dilewati muatan 1 coulomb tiap detik.

7. KapasitorMuatan kapasitor sebanding dengan beda potensial kedua konduktor.

Q – Vdengan C adalah kapasitas

kapasitor dengan satuan farad. Satuan farad di ambil dari nama Michael Faraday, tokoh yangmengembangkan konsep kapasitas.

Satuan yang lebih kecil dan sering digunakan

1= 10–6 Fa. Kapasitor Keping Sejajar

C =


dengan K = konstanta dielektrik C0 = kapasitas mula-mula (C)

c. Energi Kapasitor (U)Usaha yang dilakukan untuk

mengisi muatan sama dengan energi potensial kapasitor. Energi yang tersimpan dalam sebuah kapasitor.

Dirumuskan:

8. Susunan Kapasitora. SeriRumus yang berlakuV = V1 + V2

Qtot = Q1= Q2

12

b. Paralel

Rumus yang berlaku

V = V1 = V2Q = Q1 + Q2Ctot = C1 + C2



NIP NIP

13

REKAYASA PEMBELAJARAN

Satuan Pendidikan : STMMata Pelajaran : FISIKAKelas/Semester : XII/1Materi Pokok : Listrik Statis dan Listrik DinamisPembelajaran : 1 dan 2Metode : Informasi, ceramah, diskusi, tanya jawab dan tugas

1. Standar Kompetensi : Menginterpertasikan listrik statis dan dinamis2. Kompetensi Dasar :

1. Membedakan konsep listrik statis dan dinamis2. Menjelaskan penerapan listrik statis dan dinamis

3. Materi Pelajaran :1. Terjadinya Muatan Listrik

Setiap benda yang bermuatan listrik mempunyai sifat-sifat kelistrikan.Adapun sifat-sifat kelistrikan muatan listrik:a. Muatan listrik ada 2 macam : muatan positif dan muatan negativeb. Muatan sejenis saling tolak, muatan yang berlainan jenis tarik menarik..c. Muatan bersifat kekal artinya muatan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Besar muatan listrik suatu benda tergantung pada jumlah kelebihan atau kekurangan elektron suatu benda dan dinyatakan Coulomb. Satuan Coulomb diturunkan dari satuan besaran pokok arus yaitu Ampere.

1 Coulomb = 1 Ampere detik, dan 1 = 10-6 C.

2. Hukum CoulombBesarnya gaya tarik dan gaya tolak antara muatan listrik, dihitung pertama kali oleh Charles Augustin Coulomb dan dirumuskan:

F = k

dimana k = 9 109 Nm²/C²Bunyi hukum Coulomb: “Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak menolak antara dua benda bermuatan

listrik sebanding dengan muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan tersebut.”

Hukum Coulomb merupakan persamaan vektor, sehingga arah gaya tarik/tolak sesuai dengan interaksi muatan kedua benda. Kemungkinan adalah:

3. Pengertian Medan ListrikMedan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik yang masih memiliki gaya listrik.Ketentuan-ketentuan dalam menggambarkan medan listrik.a.Garis medan harus dimulai pada muatan positif dan berakhir pada muatan negatif atau di titik tak terhingga.b.Jumlah garis yang digambarkan harus sebanding dengan besar muatan. Makin besar muatan, makin banyak garis

yang harus digambarkan.c.Dua garis medan tidak boleh berpotongan

4. Kuat Medan Listrik (E)Kuat medan listrik adalah besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak dibagi besar muatan di titik itu.

E =

Arah medan listrik searah dengan gaya listrik yaitu jika:q = positif (+) maka menjauhi qq = negatif (—) maka mendekati qUntuk muatan titik yang tersebar, kuat medan listrik di suatu titik akibat muatan-muatan adalah penjumlahan vektor dari medan listrik akibat tiap muatan.

E = E1 + E2 + E3 + ...

5. Energi Potensial dan Potensial Listrika. Energi Potensial (U)

Energi potensial sebuah muatan di suatu t i t ik adalah usaha untuk memindahkan muatan uj i dari tempat yang jauh tak terhingga ke suatu t i t ik yang berjarak r dari muatan uj i ,

dirumuskan:

14


V =



6. Kuat Arus ListrikKuat arus listrik adalah banyaknya muatan yang mengalir melalui suatu penampang konduktor tiap detik.Dirumuskan:

I =


1 = 10–6 A1 Ampere adalah besarnya kuat arus listrik di suatu titik penghantar yang dilewati muatan 1 coulomb tiap detik.

7. KapasitorMuatan kapasitor sebanding dengan beda potensial kedua konduktor.

Q – VQ = C · V

dengan C adalah kapasitas kapasitor dengan satuan farad. Satuan farad di ambil dari nama Michael Faraday, tokoh yang mengembangkan konsep kapasitas.Satuan yang lebih kecil dan sering digunakan

1= 10–6 F

1 PF = 10–12 F

a. Kapasitor Keping Sejajar

C =


dengan K = konstanta dielektrik

C0 = kapasitas mula-mula (C)

c. Energi Kapasitor (U)Usaha yang dilakukan untuk mengisi muatan sama dengan energi potensial kapasitor. Energi yang tersimpan dalam sebuah kapasitor.

Dirumuskan:

8. Susunan Kapasitora. Seri

Rumus yang berlakuV = V1 + V2

Qtot = Q1 = Q2

b. ParalelRumus yang berlakuV = V1 = V2Q = Q1 + Q2Ctot = C1 + C2

15

4. Strategi Pembelajaran :Kegiatan Waktu Aspek Life Skill yang Dikembangkan

I. Pendahuluan- Motivasi : Pentingnya siswa memahami

listrik statis dan listrik dinamis- Prasyarat : Siswa pernah mempelajari

tentang magnet dan induksi magnet

II. Kegiatan inti- Guru : Menjelaskan tentang segala

sesuatu yang berkaitan dengan listrik satatis dan dinamis

- Murid : Memperhatikan penjelasan guru, bertanya jika belum paham, menyampaikan pendapat tentang materi yang diberikan guru.

III. Penutup- Tugas- Pelatihan, uji kompetensi, dan ulangan

harian

30 menit

380 menit

220 menit

Personal dan akademik



5. Media Pembelajaran : 6. Penilaian :

a. Jenis tagihan : Kuisb. Tindak lanjut : - Siswa dinyatakan berhasil jika tingkat pencapaiannya 65% atau lebih

- Memberikan program remidi untuk siswa yang tingkat pencapaiannya kurang dari 65%

- Memberikan program pengayaan untuk siswa yang tingkat pencapaiannya lebih dari 65%

7. Sumber bacaan : - Buku paket FISIKA kelas XII- Buku FISIKA lain yang relevan



NIP NIP

16


Satuan Pendidikan : STMMata Pelajaran : FISIKAKelas/Semester : XII/1Tahun Ajaran : 2008 – 2009Standar Kompetensi : Menginterpretasikan Konsep Listrik Arus Searah

Kompetensi Dasar


WaktuSumber BahanMetode

Pengalaman Belajar

1Menguasai hukum kelistrikan arus searah2Menguasai hubungan antara tegangan, hambatan dan arus3Menghitung daya dan energi listrik arus searah

1. Syarat Terjadinya Arus ListrikSyarat terjadinya arus listrik adalah rangkaian tertutup. Misalkan sebuah bola lampu dihubungkan dengan sumber tegangan melalui kabel penghubung sehingga membentuk rangkaian tertutup, seperti terlihat pada gambar di samping. Maka bola lampu akan menyala, menandakan adanya arus yang mengalir.

2. Hukum OhmBesarnya kuat arus yang timbul pada suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua ujung penghantar.

Dirumuskan:V= I · R

Material yang mempunyai R konstan dinamakan material ohmic. Pada beberapa material R bisa dipertahankan konstan dengan suhu tetap konstan.

3. Hambatan Sebatang KawatHambatan sebatang kawat tergantung pada panjang, luas penampang dan jenis kawat dirumuskan:

4. Hukum I KirchoffBunyinya hukum I Kirchoff: “ Jumlah arus yang masuk ke suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkan titik itu.”I = I1 + I2 + I3

5. Hukum II KirchoffHukum II Kirchoff menyatakan bahwa jumlah aljabar dari beda potensial elemen-elemen yang membentuk suatu rangkaian tertutup sama dengan nol.Dirumuskan:

Aturan untuk menggunakan hukum II Kirchoff

a. Pilih loop untuk masing-masing lintasan tertutup dengan arah tertentu (usahakan searah dengan arus).

b. Jika pada suatu cabang, arah loop sama dengan arah arus, maka penurunan tegangan (I × R) bertanda positif, bila berlawanan dengan arah arus, maka penurunan tegangan (I × R) bertanda negatif.

- Informasi

- Tugas

- Ceramah

- Diskusi

- Tanya jawab

- Siswa mampu memahami prinsip-prinsip pengelompokan makhluk hidup.

12 x 45 menit



17

c. Bila saat mengikuti arah loop, kutub sumber tegangan yang lebih dulu dijumpai adalah kutub positif, maka GGL bertanda positif, sebaliknya bila kutub yang lebih dahulu dijumpai adalah negatif, maka GGL bertanda negatif.

6. Hambatan Dalam dan Tegangan JepitElektron-elektron/pembawa muatan yang bergerak di dalam sebuah sumber arus mengalami hambatan yang dinamakan hambatan dalam. Hambatan dalam mengambil energi dari elektron sehingga mengurangi beda potensial pada hambatan luar. ]Dirumuskan:E = I · r + KK = I · R7. Rangkaian Sumber Arusa. SeriJika masing-masing elemen ber-GGL = E yang dipasang seri, berjumlah s dengan tahanan dalam tiap elemen = r maka besarnya EBat dan r tot dirumuskan:

EBat = S · E

rtot = S · r

b. PararelSumber arus disusun pararel terdiri dari beberapa elemen dimana kutub-kutub yang sejenis saling dihubungkan. Jika jumlah elemen pararel ini =p, GGL dan tahanan dalam tiap elemen adalah E dan r, maka besar EBat dan rtot dirumuskan:EBat = E

rtot =

8. Susunan Hambatana. Seri

Hambatan pengganti seri dapat dicari dengan rumus:

Rs = R1 + R2 + R3b. Pararel

Hambatan pengganti paralel dapat dicari dengan rumus berikut.

9. Energi dan Daya Listrika. Energi

Suatu konduktor yang bermuatan listrik baik muatan ini dalam keadaan diam maupun mengalir memiliki energi dan disebut energi listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi lain. Misalnya:

1) energi listrik menjadi energi kalor, contoh: setrika listrik

2) energi listrik menjadi energi cahaya, contoh: lampu pijar

3) energi listrik menjadi ener gi mekanik, contoh: motor listrik

-

18

Besar energi listrik, dirumuskan

W = V I t= I² R t

= t

b. Daya ListrikDaya listrik adalah energi listrik persatuaan waktu. Jika ada energi listrik W mengalir selama waktu , maka daya listrik (P) dirumuskan:

P =

Maka berlaku juga:

P = I² R = I² = V I

Satuan daya:1) Joule/detik = watt2) Volt Ampere= V A

3) Kilowatt =1 kW = 103 W

Alat untuk mengukur daya disebut wattmeter

-



NIP NIP

19

PENGEMBANGAN SISTEM PENILAIAN

Satuan Pendidikan : STMMata Pelajaran : FISIKAKelas/Semester : XI/1Tahun Ajaran : 2007 – 2008Standar Kompetensi : Menginterpretasikan Konsep Listrik Arus Searah

Kompetensi Dasar

Materi Pelajaran

Teknik PenilaianRanah Penilai

an Ket.Jenis


Instrumen K P A

1

Menguasai hukum kelistrikan arus searah2

Menguasai hubungan antara tegangan, hambatan dan arus3

Menghitung daya dan energi listrik arus searah

Listrik arus searah dihasilkan oleh muatan yang bergerak dalam satu arah saja. Contoh: listrik yang berasal dari batu baterai dan aki.

1. Syarat Terjadinya Arus ListrikSyarat terjadinya arus listrik adalah rangkaian tertutup. Misalkan sebuah bola lampu dihubungkan dengan sumber tegangan melalui kabel penghubung sehingga membentuk rangkaian tertutup, seperti terlihat pada gambar di samping. Maka bola lampu akan menyala, menandakan adanya arus yang mengalir.

2. Hukum OhmBesarnya kuat arus yang timbul pada suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua ujung penghantar.

Dirumuskan: V = I · R



4. Hukum I KirchoffBunyinya hukum I Kirchoff: “ Jumlah

arus yang masuk ke suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkan titik itu.”

I = I1 + I2 + I35. Hukum II Kirchoff

Hukum II Kirchoff menyatakan bahwa jumlah aljabar dari beda potensial elemen-elemen yang membentuk suatu rangkaian tertutup sama dengan nol.

Dirumuskan:

Aturan untuk menggunakan hukum II Kirchoff

1. Sebatang kawat panjang 2m hambatannya 4ohm. Jika kawat dipotong sepanjang 25 cm. Besar hambatannya sekarang adalah …

a. 2,5 Ω b. 3 Ωc. 3,5 Ω d. 4 Ω e. 5 Ω

v

20

a. Pilih loop untuk masing-masing lintasan tertutup dengan arah tertentu (usahakan searah dengan arus).

b. Jika pada suatu cabang, arah loop sama dengan arah arus, maka penurunan tegangan (I × R) bertanda positif, bila berlawanan dengan arah arus, maka penurunan tegangan (I × R) bertanda negatif.

c. Bila saat mengikuti arah loop, kutub sumber tegangan yang lebih dulu dijumpai adalah kutub positif, maka GGL bertanda positif, sebaliknya bila kutub yang lebih dahulu dijumpai adalah negatif, maka GGL bertanda negatif.

6. Hambatan Dalam dan Tegangan Jepit

Elektron-elektron/pembawa muatan yang bergerak di dalam sebuah sumber arus mengalami hambatan yang dinamakan hambatan dalam. Hambatan dalam mengambil energi dari elektron sehingga mengurangi beda potensial pada hambatan luar. ]

Dirumuskan:E = I · r + KK = I · R

7. Rangkaian Sumber Arusa. SeriJika masing-masing elemen ber-GGL

= E yang dipasang seri, berjumlah s dengan tahanan dalam tiap elemen = r maka besarnya EBat dan r tot dirumuskan:

EBat= S · E

rtot = S · r

b. PararelSumber arus disusun pararel terdiri

dari beberapa elemen dimana kutub-kutub yang sejenis saling dihubungkan. Jika jumlah elemen pararel ini =p, GGL dan tahanan dalam tiap elemen adalah E dan r, maka besar EBat dan rtot dirumuskan:

EBat = E

rtot =


Hambatan pengganti seri dapat dicari dengan rumus: Rs = R1 + R2 + R3

b. Pararel

21

Hambatan pengganti paralel dapat dicari dengan rumus

berikut.


Suatu konduktor yang bermuatan listrik baik muatan ini dalam keadaan diam maupun mengalir memiliki energi dan disebut energi listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi lain. Misalnya:

1) energi listrik menjadi energi kalor, contoh: setrika listrik

2) energi listrik menjadi energi cahaya, contoh: lampu pijar

3) energi listrik menjadi energi mekanik, contoh: motor listrik

Besar energi listrik, dirumuskan

W = V I t= I² R t

= t

b. Daya ListrikDaya listrik adalah energi listrik

persatuaan waktu. Jika ada energi listrik W mengalir selama waktu , maka daya listrik (P) dirumuskan:

P =

Maka berlaku juga:

P = I² R = I² = V I

Satuan daya:1) Joule/detik = watt2) Volt Ampere= V A

3) Kilowatt = 1 kW = 103 WAlat untuk mengukur daya disebut

wattmeter



NIP NIP


Satuan Pendidikan : STM

22

Mata Pelajaran : FISIKAKelas/Semester : XII/1Materi Pokok : Lisrik Arus SearahMetode : Informasi, ceramah, diskusi, tanya jawab, dan penugasanPertemuan Ke- : 3 dan 4

1. Standar Kompetensi : Menginterpretasikan Konsep Listrik Arus Searah 2. Kompetensi Dasar :1 Menguasai hukum kelistrikan arus searah2 Menguasai hubungan antara tegangan, hambatan dan arus3 Menghitung daya dan energi listrik arus searah

3. Materi Pelajaran :

1. Standar Kompetensi:14. Menginterpretasikan Konsep Listrik Arus Searah

Kompetensi dasar: 14.1 Menguasai hukum kelistrikan arus searah14.2 Menguasai hubungan antara tegangan, hambatan dan arus

14.3 Menghitung daya dan energi listrik arus searah

Listrik arus searah dihasilkan oleh muatan yang bergerak dalam satu arah saja. Contoh: listrik yang berasal dari batu baterai dan aki.

1. Syarat Terjadinya Arus ListrikSyarat terjadinya arus listrik adalah rangkaian tertutup. Misalkan sebuah bola lampu dihubungkan dengan

sumber tegangan melalui kabel penghubung sehingga membentuk rangkaian tertutup, seperti terlihat pada gambar di samping. Maka bola lampu akan menyala, menandakan adanya arus yang mengalir.

2. Hukum OhmBesarnya kuat arus yang timbul pada suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial antara

kedua ujung penghantar.Dirumuskan:

V = I · R dengan V = tegangan (volt)I = arus (A)R = hambatan (ohm)



4. Hukum I KirchoffBunyinya hukum I Kirchoff: “ Jumlah arus yang masuk ke suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkan titik itu.”I = I1 + I2 + I3

5. Hukum II KirchoffHukum II Kirchoff menyatakan bahwa jumlah aljabar dari beda potensial elemen-elemen yang membentuk

suatu rangkaian tertutup sama dengan nol.

Dirumuskan:

Aturan untuk menggunakan hukum II Kirchoffa. Pilih loop untuk masing-masing lintasan tertutup dengan arah tertentu (usahakan searah dengan arus).b. Jika pada suatu cabang, arah loop sama dengan arah arus, maka penurunan tegangan (I × R) bertanda positif,

bila berlawanan dengan arah arus, maka penurunan tegangan (I × R) bertanda negatif.c. Bila saat mengikuti arah loop, kutub sumber tegangan yang lebih dulu dijumpai adalah kutub positif, maka GGL

bertanda positif, sebaliknya bila kutub yang lebih dahulu dijumpai adalah negatif, maka GGL bertanda negatif.

6. Hambatan Dalam dan Tegangan JepitElektron-elektron/pembawa muatan yang bergerak di dalam sebuah sumber arus mengalami hambatan yang dinamakan hambatan dalam. Hambatan dalam mengambil energi dari elektron sehingga mengurangi beda potensial pada hambatan luar. ]Dirumuskan:E = I · r + K

K = I · R

23

)

7. Rangkaian Sumber Arusa. Seri

Jika masing-masing elemen ber-GGL = E yang dipasang seri, berjumlah s dengan tahanan dalam tiap elemen = r maka besarnya EBat dan r tot dirumuskan:

EBat = S · E

rtot = S · r

b. PararelSumber arus disusun pararel terdiri dari beberapa elemen dimana kutub-kutub yang sejenis saling dihubungkan. Jika jumlah elemen pararel ini =p, GGL dan tahanan dalam tiap elemen adalah E dan r, maka besar EBat dan rtot dirumuskan:

EBat = E

rtot =


Hambatan pengganti seri dapat dicari dengan rumus: Rs = R1 + R2 + R3b. Pararel

Hambatan pengganti paralel dapat dicari dengan rumus berikut.


Suatu konduktor yang bermuatan listrik baik muatan ini dalam keadaan diam maupun mengalir memiliki energi dan disebut energi listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi lain. Misalnya:1) energi listrik menjadi energi kalor, contoh: setrika listrik2) energi listrik menjadi energi cahaya, contoh: lampu pijar3) energi listrik menjadi energi mekanik, contoh: motor listrikBesar energi listrik, dirumuskan

W = V I t= I² R t

= t

b. Daya ListrikDaya listrik adalah energi listrik persatuaan waktu. Jika ada energi listrik W mengalir selama waktu , maka daya listrik (P) dirumuskan:

P =

P = I² R = I² = V I

Satuan daya:1) Joule/detik = watt2) Volt Ampere = V A

3) Kilowatt = 1 kW = 103 WAlat untuk mengukur daya disebut wattmeter

4. Strategi Pembelajaran:Kegiatan Waktu Aspek Life Skill yang Dikembangkan

I. Pendahuluan- Motivasi : Pentingnya siswa mempelajari

dan mengetahui tentang fluida.

- Prasyarat : Siswa pernah mempelajari materi tentang suhu dan kalor.

II. Kegiatan inti- Guru : Menjelaskan segala sesuatu

tentang fluida tak bergerak.

- Murid : Memperhatikan penjelasan

20 menit

480 menit



24

guru dan mencatat hal-hal penting, Menanyakan hal-hal yang belum diketahui, me-nyampaikan pendapat tentang materi yang telah disampaikan.

III. Penutup- Tugas, pelatihan, uji kompetensi, dan ulangan

harian

220 menit Personal dan akademik

5. Media Pembelajaran: 6. Penilaian :

a. Jenis tagihan : Kuis b. Tindak lanjut : - Siswa dinyatakan berhasil jika tingkat pencapaiannya 65% atau lebih



7. Sumber bacaan : - Buku paket FSIKA kelas XII- Buku FISIKA lain yang relevan



NIP NIP


Satuan Pendidikan : STMMata Pelajaran : FISIKAKelas/Semester : XII/1

25

Tahun Ajaran : 2008 – 2009Standar Kompetensi : Menerapkan Konsep Listrik Arus Bolak-balik

Kompetensi Dasar


WaktuSumber BahanMetode Pengalaman Belajar

1 1. Menguasai hukum kelistrikan arus bolak-balik.

15.2Menguasai

hubungan antara tegangan, impedansi dan arus.15.6

Menghitung daya dan energi listrik arus bolak-balik.

1. Tegangan dan Arus Bolak-Balik

Arus bolak-balik (Alternating Current) yaitu arus dan tegangan yang besarnya berubah terhadap waktu dan dapat mengalir dalam dua arah. Arus bolak-balik pada umumnya berasal dari PLN.

a. Bentuk Tegangan dan Arus Bolak-Balik

Listrik bolak-balik dihasilkan oleh generator listrik bolak-balik atau generator AC. Prinsip dasar generator arus balok-balik adalah sebuah kumparan berputar dengan kecepatan sudut yang berada di dalam medan magnet. Generator menghasilkan tegangan dan arus listrik induksi yang berbentuk sinusoida.Grafik berbentuk sinusoida maka secara matematis dirumuskan:

V = Vm sin ( t + )

Grafik arus berbentuk sinusoida, maka secara matematis arus bolak-balik dirumuskan:

I = Im sin ( t + )

b. Kuat Arus dan Tegangan pada Fasor

Hubungan amplitudo tegangan atau arus bolak-balik dengan sudut fase dapat dinyatakan secara grafik dalam diagram fasor. Fasor digunakan untuk melukiskan tegangan atau arus listrik bolak-balik. Panjang/besar fasor menyatakan tegangan/arus maksimum. Arah fasor menyatakan sudut fase gelombang pada saat itu.

c. Nilai Rata-rata dan Nilai Efektif

1) Nilai Rata-rata Arus Bolak-Balik (Ir)

Nilai rata-rata arus bolak-balik adalah kuat arus bolak-balik yang nilainya setara dengan kuat arus searah untuk memindahkan sejumlah muatan listrik yang sama dalam waktu yang sama.Dirumuskan: Ir = = 0,637 Im

2) Tegangan Rata-rata Arus Bolak-Balik (Vr)

Dirumuskan: Vr = = 0,637 Vm

3) Nilai Efektif Arus Bolak-BalikNilai efektif arus bolak-balik adalah arus bolak-balik yang setara dengan arus searah untuk menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika

- Infomasi

- Ceramah

- Diskusi

- Tanya jawab

- Tugas

- Siswa mampu memahami menerapkan Konsep Listrik Arus Bolak-balik

2 x pertemuan



26

melalui suatu resistor dalam waktu yang sama.

Dirumuskan:Ief = = 0,707 Im

4) Nilai Efektif Tegangan Bolak-BalikNilai efektif tegangan bolak-balik adalah tegangan bolak-balik yang setara dengan arus searah untuk menghasilkan jumlah kalor yang sama.

Dirumuskan:Vef = =0,707 Vm

5) Alat Ukur Arus dan Tegangan Bolak-Balik

Voltmeter AC dan ampermeter AC dapat digunakan untuk mengukur tegangan efektif dan arus efektif khusus untuk arus bolak-balik. Sedangkan alat ukur yang merupakan gabungan dari pengukur beberapa besaran yaitu kuat arus, tegangan dan hambatan yang disebut avometer/multimeter/multitester. Untuk mengukur nilai sesaat dan nilai maksimum dapat digunakan osiloskop. Osiloskop merupakan alat yang langsung menampilkan bentuk arus tegangan terhadap waktu.

2. Hubungan antara Arus, Tegangan, dan Hambatan pada Rangkaian Arus Bolak-Balik

a. Resistor pada Rangkaian Arus Bolak-Balik

Berlaku pula hubungan:Vm = Im · R dan

Vef = Ief · R

b.Induktor pada Rangkaian Arus Bolak-Balik1)InduktorInduktor adalah kumparan kawat yang dililitkan pada inti besi. Suatu induktor idealnya memiliki hambatan kawat nol.Dari pengamatan suatu percobaan, besarnya GGL induksi pada kumparan sebanding dengan laju kenaikan arus yang masuk. Konstanta pembandingnya tergantung pada karakteristik induktor, yang dinamakan induktansi diri.

Tanda (–) menunjukkan bahwa GGL Induksi melawan perubahan kenaikan arus.2)Induktor dalam Rangkaian ACArus pada induktor merupakan fungsi sinus, maka GGL induksi yang dihasilkan adalah fungsi cosinus.Hubungan antara arus maksimum Im

27

dan tegangan induksi maksimum Vm

adalah:

XL = 2f . L= kecepatan sudut

L=

induktansi diri kumparanBerbeda dengan resistor, reaktansi induktif besarnya tergantung pada frekuensi. Semakin tinggi frekuensi semakin besar reaktansi induktif.Untuk arus efektif, berlaku hubungan:

c.Kapasitor pada Rangkaian Arus Bolak-Balik

Maka berlaku hubungan:

atau Ief =

d.Rangkaian RL

Tegangan pada resistor VR = IRTegangan pada induktor Vl = I XLTegangan total dapat dicari dengan menjumlahkan VR dan VL secara

vektor.

tan =

Kesimpulan: Pada rangkaian RL, tegangan total mendahului arus dengan sudut fase .

e.Rangkaian Seri RC

Tegangan pada resistor:VR = I . R

Tegangan pada kapasitor:Vc = I . XcBesarnya sudut fase () dirumuskan:

tan =

Pada rangkaian RC, tegangan total ketinggalan dari arus dengan sudut fase Impedansi rangkaian RC

Z =

f. Rangkaian Seri RLC

Dari rangkaian RLC •Tegangan pada resistorVR = I . R

•Tegangan pada induktorVL = I . XL•Tegangan pada kapasitorVC = I . XCTelah kita pelajari, bahwa:1)Tegangan resistor sefase dengan arus yang melalui resistor2)Tegangan induktor mendahului arus

28

yang melalui indutor 90°3)Tegangan kapasitor ketinggalan dari arus sebesar 90°

Jika XC > XL, maka Z =

g.Resonansi

Pada rangkaian RLC besar impedansi tergantung pada frekuensi. Ketika frekuensi sumber arus bolak-balik = frekuesi resonansi, berlaku:Z = R (nilai Z max)

I = (nilai i maksimum)

3.Daya dan Energi pada Rangkaian Arus Bolak-Balik

a. Daya

Adapun besarnya daya, dibedakan menjadi:1) Daya sesaat (P)Dari rumusan umum daya yaituP =V · I, maka dengan memasukkan V = Vm sin dan I = Im sin wt maka

diperoleh rumusan:

2)Daya rata-rata Daya rata-rata diperoleh dengan memasukkan nilai rata-rata dan nilai rata-rata

P = I2 · Rb.Energi ListrikDirumuskan:

W = V · I · t

= I2 · R · t

=



NIP NIP

PENGEMBANGAN SISTEM PENILAIANSatuan Pendidikan : STM

29

Mata Pelajaran : FISIKAKelas/Semester : XII/1Tahun Ajaran : 2008 – 2009Standar Kompetensi : Menerapkan Konsep Listrik Arus Bolak-balik.

Kompetensi Dasar

Materi PelajaranTeknik Penilaian

Ranah Penilaian K

et.Jenis


Instrumen K P A

1. Menguasai hukum kelistrikan arus bolak-balik.2

Menguasai hubungan antara tegangan, impedansi dan arus.3.

Menghitung daya dan energi listrik arus bolak-balik.

1. Tegangan dan Arus Bolak-Balik



Listrik bolak-balik dihasilkan oleh generator listrik bolak-balik atau generator AC. Prinsip dasar generator arus balok-balik adalah sebuah kumparan berputar dengan kecepatan sudut yang berada di dalam medan magnet. Generator menghasilkan tegangan dan arus listrik induksi yang berbentuk sinusoida.Grafik berbentuk sinusoida maka secara matematis dirumuskan:

V = Vm sin ( t + )

Grafik arus berbentuk sinusoida, maka secara matematis arus bolak-balik dirumuskan:

I = Im sin (t + )





Nilai rata-rata arus bolak-balik adalah kuat arus bolak-balik yang nilainya setara dengan kuat arus searah untuk memindahkan sejumlah muatan

Kuis, penugaSan

- Pilihan ganda

- Isian- Uraian

1. Sebuah sumber tegangan AC diatur pada besar 100 volt. Sebuah alat listrik dengan hambatan 20 ohm dihubungkan ke sumber tegangan tersebut. Hitung nilai efektif, nilai maksimum dan nilai rata-rata, tegangan sumber dan arus listrik yang mengalir!

v

30

Dirumuskan:Ir = = 0,637 Im


Dirumuskan:Vr = = 0,637 Vm

3) Nilai Efektif Arus Bolak-BalikNilai efektif arus bolak-balik adalah arus bolak-balik yang setara dengan arus searah untuk menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu resistor dalam waktu yang sama.Dirumuskan:

Ief = = 0,707 Im


Dirumuskan:

Vef = = 0,707 Vm





Berlaku pula hubungan:

Vm = Im · R dan

Vef = Ief · R

b.Induktor pada Rangkaian Arus Bolak-Balik1)InduktorInduktor adalah kumparan kawat yang dililitkan pada inti besi. Suatu

Kuis, penugaSan

- Pilihan ganda

- Isian- Uraian

31

kenaikan arus yang masuk. Konstanta pembandingnya tergantung pada karakteristik induktor, yang dinamakan induktansi diri.

Tanda (–) menunjukkan bahwa GGL Induksi melawan perubahan kenaikan arus.2)Induktor dalam Rangkaian ACArus pada induktor merupakan fungsi sinus, maka GGL induksi yang dihasilkan adalah fungsi cosinus.Dirumuskan:Vl= Vm IL = Im sin ( – 90°)

Hubungan antara arus maksimum Im dan tegangan induksi

maksimum Vm adalah:

dengan = XL = 2f . L

= kecepatan sudut

LBerbeda dengan resistor, reaktansi induktif besarnya tergantung pada frekuensi. Semakin tinggi frekuensi semakin besar reaktansi induktif.Untuk arus efektif, berlaku hubungan:c.Kapasitor pada Rangkaian Arus Bolak-Balik


atau Ief =

d.Rangkaian RL

Tegangan pada resistorVR = IRTegangan pada induktorVl = I XLTegangan total dapat dicari dengan menjumlahkan VR dan VL secara vektor.

tan =


e.Rangkaian Seri RC


Tegangan pada kapasitor:Vc = I .

XcBesarnya sudut fase () dirumuskan:

tan =

32


Z =



•Tegangan pada induktorVL= I . XL•Tegangan pada kapasitorVC = I .

XCTelah kita pelajari, bahwa:1)Tegangan resistor sefase dengan arus yang melalui resistor2)Tegangan induktor mendahului arus yang melalui indutor 90°3)Tegangan kapasitor ketinggalan dari arus sebesar 90°

Impedansi RLCJika XC > XL, maka Z =

g.Resonansi

Pada rangkaian RLC besar impedansi tergantung pada frekuensi. Ketika frekuensi dinaikkan XL bertambah tetapi XC berkurang sehingga impedansi Z = akan berubah nilainya. Frekuensi dapat diatur sehinga XL = XC,

yang disebut rangkaian dikatakan berada dalam resonansi listrik. XC = XL 2f0L =

Ketika frekuensi sumber arus bolak-balik = frekuesi resonansi, berlaku:Z = R (nilai Z max)I= (nilai i maksimum)


a. Daya

Adapun besarnya daya, dibedakan menjadi:1) Daya sesaat (P)Dari rumusan umum daya yaituP

=V · I, maka dengan memasukkan V = Vm sin dan I = Im sin wt maka

diperoleh rumusan:


P = I2 · R=b.Energi ListrikDirumuskan:W = V · I · t

= I2 · R · t

33



NIP NIP

34


Satuan Pendidikan : STMMata Pelajaran : FISIKAKelas/Semester : XII/1Materi Pokok : Listrik Statis dan Listrik DinamisPertemuan ke : 5 dan 6Metode : Informasi, ceramah, diskusi, tanya jawab dan tugas

1. Standar Kompetensi : Menginterpertasikan listrik statis dan dinamis2. Kompetensi Dasar :

1. Membedakan konsep listrik statis dan dinamis2. Menjelaskan penerapan listrik statis dan dinamis

3. Materi Pelajaran :1. Tegangan dan Arus Bolak-Balik



Listrik bolak-balik dihasilkan oleh generator listrik bolak-balik atau generator AC. Prinsip dasar generator arus balok-balik adalah sebuah kumparan berputar dengan kecepatan sudut yang berada di dalam medan magnet. Generator menghasilkan tegangan dan arus listrik induksi yang berbentuk sinusoida.

Grafik berbentuk sinusoida maka secara matematis dirumuskan:V = Vm sin (t + )

Grafik arus berbentuk sinusoida, maka secara matematis arus bolak-balik dirumuskan:I = Im sin (t + )





Nilai rata-rata arus bolak-balik adalah kuat arus bolak-balik yang nilainya setara dengan kuat arus searah untuk memindahkan sejumlah muatan listrik yang sama dalam waktu yang sama.

Dirumuskan:

Ir = = 0,637 Im


Dirumuskan:

Vr = = 0,637 Vm

3) Nilai Efektif Arus Bolak-BalikNilai efektif arus bolak-balik adalah arus bolak-balik yang setara dengan arus searah untuk menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu resistor dalam waktu yang sama.

Dirumuskan:Ief = = 0,707 Im


Dirumuskan:Vef = = 0,707 Vm





Berlaku pula hubungan:

Vm = Im · R dan

35

Vef = Ief · R

b.Induktor pada Rangkaian Arus Bolak-Balik1)Induktor

Induktor adalah kumparan kawat yang dililitkan pada inti besi. Suatu induktor idealnya memiliki hambatan kawat nol.Dari pengamatan suatu percobaan, besarnya GGL induksi pada kumparan sebanding dengan laju kenaikan arus yang masuk. Konstanta pembandingnya tergantung pada karakteristik induktor, yang dinamakan induktansi diri.

Tanda (–) menunjukkan bahwa GGL Induksi melawan perubahan kenaikan arus.2)Induktor dalam Rangkaian ACArus pada induktor merupakan fungsi sinus, maka GGL induksi yang dihasilkan adalah fungsi cosinus.Dirumuskan:Vl= Vm IL = Im sin ( – 90°)

Hubungan antara arus maksimum Im dan tegangan induksi maksimum Vm adalah:

dengan XL = = 2f . L = kecepatan sudut

L = induktansi diri kumparanBerbeda dengan resistor, reaktansi induktif besarnya tergantung pada frekuensi. Semakin tinggi frekuensi semakin

besar reaktansi induktif.Untuk arus efektif, berlaku hubungan:c.Kapasitor pada Rangkaian Arus Bolak-Balik


atau Ief =

d.Rangkaian RL

Tegangan pada resistor VR = IRTegangan pada induktor Vl = I XLTegangan total dapat dicari dengan menjumlahkan VR dan VL secara vektor.

tan =


e.Rangkaian Seri RC


Tegangan pada kapasitor:Vc = I . XcBesarnya sudut fase () dirumuskan:

tan =


Z =



•Tegangan pada induktorVL = I . XL•Tegangan pada kapasitorVC = I . XCTelah kita pelajari, bahwa:1)Tegangan resistor sefase dengan arus yang melalui resistor2)Tegangan induktor mendahului arus yang melalui indutor 90°

36

3)Tegangan kapasitor ketinggalan dari arus sebesar 90°

Impedansi RLCJika XC > XL, maka Z =

g.Resonansi

Pada rangkaian RLC besar impedansi tergantung pada frekuensi. Ketika frekuensi dinaikkan XL bertambah tetapi

XC berkurang sehingga impedansi Z = akan berubah nilainya. Frekuensi dapat diatur sehinga XL = XC, yang

disebut rangkaian dikatakan berada dalam resonansi listrik. XC = XL 2f0L =

Ketika frekuensi sumber arus bolak-balik = frekuesi resonansi, berlaku:Z = R (nilai Z max)I= (nilai i maksimum)


a. Daya

Adapun besarnya daya, dibedakan menjadi:1) Daya sesaat (P)Dari rumusan umum daya yaituP =V · I, maka dengan memasukkan V = Vm sin dan I = Im sin wt maka diperoleh rumusan:


P = I2 · Rb.Energi ListrikDirumuskan:

W = V · I · t

= I2 · R · t =

4. Strategi Pembelajaran :Kegiatan Waktu Aspek Life Skill yang Dikembangkan

I. Pendahuluan- Motivasi : Pentingnya siswa memahami

listrik arus bolak balik- Prasyarat : Siswa pernah mempelajari

tentang listrik arus searahII. Kegiatan inti

- Guru : Menjelaskan tentang segala sesuatu yang berkaitan dengan listrik satatis dan dinamis

- Murid : Memperhatikan penjelasan guru, bertanya jika belum paham, menyampaikan pendapat tentang materi yang diberikan guru.

III. Penutup- Tugas- Pelatihan, uji kompetensi, dan ulangan

harian

20 menit

570 menit

220 menit




5. Media Pembelajaran : 6. Penilaian :

a. Jenis tagihan : Kuisb. Tindak lanjut : - Siswa dinyatakan berhasil jika tingkat pencapaiannya 65% atau lebih


37


7. Sumber bacaan : - Buku paket FISIKA kelas XII- Buku FISIKA lain yang relevan



NIP NIP

38

Perangkat Fis Xii Stm

Documents