11. sma kelas xii rpp kd 3.6;4.6 arus bolak balik (karlina 1308233)

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Nama Sekolah : SMAN 1 CikembarMata Pelajaran : FisikaKelas/Semester : XII/1Materi Pokok : Rangkaian Arus Bolak-BalikAlokasi Waktu : 12 JP (3x4 JP)+2JP

A. Kompetensi Inti1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya2. 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 Kompetensi1.1 Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan keteraturan dan kompleksitas alam

dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang menciptakannya1.2 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan keseimbangan perubahan medan listrik

dan medan 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 dan berdiskusi

2.2 Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi melaksanakan percobaan dan melaporkan hasil percobaan

3.6 Menganalisis rangkaian arus bolak-balik (AC) serta penerapannyaIndikator:Setelah melakukan percobaan, demonstrasi, diskusi, dan tanya jawab dengan sikap ilmiah siswa mampu menganalisis rangkaian arus bolak-balik (AC) serta penerapannya

4.6 Memecahkan masalah terkait rangkaian arus bolak-balik (AC) dalam kehidupan sehari-hariIndikator:Setelah melakukan percobaan, demonstrasi, diskusi, dan tanya jawab dengan sikap ilmiah siswa mampu memecahkan masalah terkait rangkaian arus bolak-balik (AC) dalam kehidupan sehari-hari

1

C. Kegiatan PembelajaranPertemuan-1: Tegangan dan Arus Bolak-Balik(AC) (4 JP)1. Tujuan Pembelajaran

Setelah melakukan demonstrasi, tanya jawab, dan berdiskusi diharapkan siswa memiliki sikap ilmiah dan mampu:1) Membedakan arus DC dengan arus AC2) Mendeskripsikan arus AC3) Merumuskan persamaan tegangan dan arus AC4) Menyebutkan definisi diagram fasor5) Menggambarkan diagram fasor tegangan dan arus AC6) Menentukan nilai efektif pada tegangan dan arus AC 7) Menjelaskan hubungan nilai efektif dengan nilai maksimum tegangan dan arus AC8) Menentukan nilai rata-rata tegangan dan arus AC

2. Materi Pembelajaran1) Alat ukur tegangan dan arus AC

Perbedaan arus DC dengan arus AC Definisi arus AC

2) Persamaan tegangan dan arus bolak-balik (AC) Persamaan tegangan AC Persamaan arus AC

3) Diagram fasor tegangan dan arus AC Diagram fasor tegangan AC Diagram fasor arus AC Nilai efektif pada tegangan dan arus AC Hubungan nilai efektif dengan nilai maksimum Nilai rata-rata tegangan dan arus AC

3. Metode Pembelajaran1) Model : Problem based learning2) Metode : Demonstrasi, tanya jawab, dan diskusi3) Pendekatan : Saintifik

4. Media, Alat, dan Sumber Belajar1) Media : Slide Power Point, papan tulis, infocus, dan animasi2) Alat dan Bahan : Osiloskop

3) Sumber Belajar :a. Giancoli, Douglas. (2005). PHYSICS: Principles with Aplication. USA: 6th ed.

Pearson Prentice Hallb. Siswanto, dkk. (2009). Kompetensi Fisika Kelas XII untuk SMA/MA. Jakarta: Pusat

Perbukuan Departemen Pendidikan Nasionalc. Paul A, Tipler. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlanggad. Sutrisno. (2003). Ilmu FISIKA untuk SMA/MA Kelas 3 Edisi Pertama. Bandung:

Acarya Media Utama5. Langkah Pembelajaran

a) Pendahuluan (20 menit) Pembelajaran dibuka dengan mengucapkan salam dan berdoa, kemudian guru

memeriksa kehadiran siswa. 2

Sebagai apersepsi, siswa diberi kesempatan untuk mengingat kembali tentang generator AC melalui pertanyaan yang diberikan guru, ”Bagaimana prinsip kerja dari generator AC? Sebutkan factor-faktor yang mempengaruhi besar ggl induksi pada generator AC?“

Guru menggali konsepsi awal siswa dan motivasidengan menunjukkan gambar 1.1 tentanglampu sepeda kemudian bertanya pada siswa, “Tahukah kalian lampu sepeda pada gambar 1.1 dapat menyala tanpa menggunakan baterai? Darimanakah sumber energy untuk menyalakan lampu tersebut? Ketika sepeda berhenti mengapa lampunya padam? Adakah hubungan nyala lampu dengan dynamo pada sepeda?”

Gambar 1.1 Lampu sepedab) Kegiatan Inti (140 Menit)

Membagi siswa ke dalam kelompok yang terdiri dari 4-5 orang setiap kelompoknya.1. Mengamati

Melalui demonstrasi pada osiloskop (gambar 1.2) siswa dapat mengamatitegangan dan bentuk grafik untuk rangkaian arus DC dan arus AC.

Gambar 1.2 Osiloskop Melalui animasi diagram fasor (gambar 1.3) siswa dapat mengamati bentuk

diagram fasor untuk tegangan dan arus AC.

Gambar 1.3 Diagram fasor2. Menanya

Berdasarkan fenomena yang ditampilkan siswa dibimbing untuk menanya: Bagaimanakah bentuk grafik untuk rangkaian arus DC dan arus AC pada

osiloskop? Apa yang dimaksud dengan arus AC? Tuliskan persamaan tegangan dan arus AC? Gambarkan diagram fasor tegangan dan arus AC dengan benar? Apa yang dimaksud dengan diagram fasor? Berapakah nilai efektif pada tegangan dan arus AC? Bagaimana hubungan nilai efektif dengan nilai maksimum pada tegangan dan arus

AC? Bagaimana menentukan tegangan dan arus AC?

3

3. Mengumpulkan InformasiUntuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, siswa mengumpulkan informasi dengan cara: Melakukan demonstrasi pada osiloskop secara berkelompok, melakukan diskusi

secara berkelompok, dan melakukan studi literatur untuk membedakan arus DC dengan arus AC, mendeskripsikan arus AC, merumuskan persamaan tegangan dan arus AC.

Melakukan tanya jawab di kelas, diskusi berkelompok, dan studi literature berdasarkan animasi diagram fasor (pada gambar 1.3) untuk menyebutkan definisi diagram fasor, menggambarkan diagram fasor tegangan dan arus AC, menentukan nilai efektif pada tegangan dan arus AC, menjelaskan hubungan nilai efektif dengan nilai maksimum tegangan dan arus AC, dan menentukan nilai rata-rata tegangan dan arus AC.

4. MengasosiasikanBerdasarkan informasi yang telah didapat, siswa mengasosiasikanhasil pengumpulan informasi dengan cara: Mengolah data hasil demonstrasi pada osiloskop dan hasil diskusi mengenai

perbedaan arus DC dengan arus AC, definisi arus AC, persamaan tegangan AC, dan persamaan arus AC.

Merumuskan hasil tanya jawab di kelas, hasil diskusi kelompok, dan studi literature mengenai definisi diagram fasor, gambar diagram fasor tegangan AC, gambar diagram fasor arus AC, nilai efektif pada tegangan AC, nilai efektif pada arus AC, hubungan nilai efektif dengan nilai maksimum tegangan AC, hubungan nilai efektif dengan nilai maksimum arus AC, nilai rata-rata tegangan AC, dan nilai rata-rata arus AC.

5. Mengkomunikasikan Masing-masing kelompok membuat laporan tertulis dan mempresentasikan hasil

demonstrasi pada osiloskop, hasil tanya jawab, dan hasil diskusitentang tegangan dan arus AC serta merespon pertanyaan/sanggahan yang dikemukakan oleh kelompok siswa lainnya.

Guru menyampaikan penguatan dan koreksi mengenaimateri ajar, hasil demonstrasi pada osiloskop, hasil tanya jawab, dan hasil diskusi kelompok yang dilakukan mengenaitegangan dan arus AC.

c) Kegiatan penutup (20 menit) Guru memberikan kesempatan pada siswa untuk menyampaikan kesimpulan dan

refleksi tentang pembelajaran hari ini yang berkaitan dengan tegangan dan arus AC. Siswa diinstruksikan untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan formatif berikut:

1 Sebutkan perbedaan arus DC dengan arus AC?2 Jelaskan apa yang dimaksud dengan arus AC?3 Tuliskan persamaan tegangan AC dan persamaan arus AC?4 Gambarkan diagram fasor untuk tegangan dan arus AC!5 Tuliskan masing-masing rumus dari nilai efektif, nilai maksimum, dan nilai rata-

rata pada tegangan dan arus AC! Guru memberikan tugas mandiritentang tegangan dan arus AC dan menutup

pembelajaran dengan berdoa dan mengucapkan salam.

4

6 Penilaian sikapDilaksanakan secara terpadu selama proses pembelajaran dengan menggunakan format observasi penilaian sikap sebagai berikut:Pedoman observasi penilaian sikap

No Aspek yang dinilai Nilai4 3 2 1

1. Keseriusan dalam pembelajaran2. Kerjasama dalam kelompok

Total skorRubrik

No Aspek yang dinilai

Rubrik Penilaian sikap Skor

1. Keseriusan dalam pembelajaran

Siswa memperhatikan demonstrasi dengan baik dan memperhatikan apa yang dibicarakan oleh guru.

Siswa memperhatikan demonstrasi dengan baik tetapi tidak memperhatikan apa yang dibicarakan oleh guru.

Siswa tidak memperhatikan demonstrasi tetapi siswa masih memperhatikan guru.

Siswa tidak memperhatikan demonstrasi dan tidak memperhatikan guru.

4

3

2

1

2. Kerjasama dalam kelompok

Siswa terlibat aktif dalam diskusi kelompok dan menyelesaikan permasalahan

Siswa terlibat aktif dalam diskusi kelompok dan tidak terlibat menyelesaikan permasalahan

Siswa sesekali terlibat dalam diskusi kelompok dan menyelesaikan permasalahan

Siswa tidak terlibat aktif dalam diskusi kelompok dan menyelesaikan permasalahan

4

3

2

1

Bahan Ajar-1 : Tugas Mandiri-1Kerjakan tugas berikut dengan benar!1. Suatu sumber tegangan bolak-balik mempunyai harga tegangan sebagai fungsi waktu, yaitu

V=100√2 sin 100t volt. Tentukan:a. Tegangan maksimumb. Tegangan efektifc. Frekuensi anguler

d. Periodee. Frekuensif. Tegangan pada saat t = 0,0025π sekon.

2. Diagram di bawah ini menunjukkan tampilan gelombang tegangan AC ketika dihubungkan pada terminal masukan vertical sebuah osiloskop.

Bila penguat vertical diatur pada 2 V/cm, waktu sapu horizontal 5 ms/mc dan tiap kotak mempunyai ukuran 1 cm, tentukanlah:

a. Tegangan maksimum sumber ACb. Frekuensi sumber AC

5

Pertemuan-2: Rangkaian Arus Bolak-Balik pada RLC (4 JP)1. TujuanPembelajaran

Setelah melakukan demonstrasi, percobaan, tanya jawab, dan berdiskusi diharapkan siswa memiliki sikap ilmiah dan mampu:1) Menggambarkan resistor pada rangkaian arus bolak-balik (AC)2) Menentukan persamaan kuat arus listrik dalam rangkaian AC pada resistor3) Menggambarkan grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada

resistor4) Menggambarkan induktor pada rangkaian arus bolak-balik (AC)5) Menentukan persamaan kuat arus listrik dalam rangkaian AC pada induktor6) Menentukan reaktansi induktif7) Menggambarkan grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada

induktor8) Menggambarkan kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik (AC)9) Menentukan persamaan kuat arus listrik dalam rangkaian AC pada kapasitor10) Menentukan reaktansi kapasitif11) Menggambarkan grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada

kapasitor12) Menggambarkan rangkaian seri RLC13) Menentukan tegangan maksimum pada rangkaian seri RLC14) Menentukan kuat arus maksimum pada rangkaian seri RLC15) Menggambarkan grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada

rangkaian seri RLC16) Menentukan impedansi pada rangkaian seri RLC17) Menentukan sudut fase pada rangkaian seri RLC

2. Materi Pembelajaran1) Resistor (R) Pada Rangkaian Arus Bolak-Balik (AC)

Gambarresistor pada rangkaian AC Persamaan kuat arus listrik dalam rangkaian AC pada resistor Grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada resistor

2) Induktor (L) Pada Rangkaian Arus Bolak-Balik (AC) Gambar induktor pada rangkaian AC Persamaan kuat arus listrik dalam rangkaian AC pada inductor Reaktansi induktif Grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada induktor

3) Kapasitor (C) Pada Rangkaian Arus Bolak-Balik (AC) Gambar kapasitor pada rangkaian AC Persamaan kuat arus listrik dalam rangkaian AC pada kapasitor Reaktansi kapasitif Grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada kapasitor

4) Rangkaian Seri RLC Gambar rangkaian seri RLC Tegangan maksimum pada rangkaian seri RLC Kuat arus maksimum pada rangkaian seri RLC Grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada rangkaian seri RLC

6

Impedansi rangkaian seri RLC Sudut fase rangkaian seri RLC

3. Metode Pembelajaran1) Model : Problem based learning 2) Metode : Tanya jawab, demonstrasi, percobaan, dan diskusi3) Pendekatan : Saintifik

4. Media, Alat, dan Sumber Belajar1) Media : Slide Power Point, papan tulis, infocus, animasi, dan LKS

(terlampir)2) Alatdanbahan :

a) Potensionmeter 50 kΩb) Kabel penghubung merahc) Kabel penghubung hitamd) Model kompase) Amperemeterf) Papan rangkaian

g) Saklar satu kutubh) Jembatan penghubungi) Catu dayaj) Kumparan 1000 lilitank) Kumparan 500 lilitanl) Inti besi I

3) Sumber Belajar :a. Sutrisno. (2003). Ilmu FISIKA untuk SMA/MA Kelas 3 Edisi Pertama. Bandung:

Acarya Media Utamab. Siswanto, dkk. (2009). Kompetensi Fisika Kelas XII untuk SMA/MA. Jakarta: Pusat

Perbukuan Departemen Pendidikan Nasionalc. Budianto, Joko. (2009). Fisika untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan

Departemen Pendidikan Nasionald. Handayani, Sri. (2009). Fisika Kelas XII untuk SMA/MA. Jakarta: Pusat Perbukuan

Departemen Pendidikan Nasionale. Pudak Scientific, Kumpulan Panduan KIT, Laboratorium Fisika Sekolah 2 Jurusan

Pendidikan Fisika UPIf. Paul A, Tipler. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga

5. Langkah-langkah Pembelajarana. Pendahuluan (20 menit)

Guru membuka pembelajaran dengan mengucapkan salam, berdoa, memeriksa kehadiran siswa, dan mengatur tempat duduk secara berkelompok.

Sebagai apersepsi, siswa diberi kesempatan untuk mengingat kembali konsep tegangan dan arus bolak-balik dengan memberikan pertanyaan, “Tuliskan persamaan tegangan dan arus bolak-balik? Gambarkan diagram phasor untuk arus dan tegangan bolak-balik!”

Sebagai penggalian konsepsi awal dan motivasi, guru menunjukkan resistor, inductor,kapasitor, dan sumber tegangan AC kemudian memberikan pertanyaan pada siswa, ”Bagaimanakah arus dan tegangan bolak-balik pada resistor (R), inductor (L), dan kapasitor (C)? Jika resistor (R), inductor (L), dan kapasitor (C) dirangkai seri dan dihubungkan dengan tegangan bolak-balik, bagaimanakah nilai arus bolak-balik pada rangkaian tersebut? Bagaimanakah gambar diagram phasor dari rangkaian seri RLC?”

b. Kegiatan inti (140 menit)7

1) Mengamati Melalui animasi pada gambar 2.1 tentang resistor pada rangkaian arus bolak-balik

siswa mengamatigerakan titik materi pada grafik arus bolak-balik terhadap waktu untuk resistor pada rangkaian arus bolak-balik, gerakan titik materi pada grafik tegangan bolak-balik terhadap waktu untuk resistor pada rangkaian arus bolak-balik, dan gambar pembentukan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik untuk resistor pada rangkaian arus bolak-balik.

Gambar 2.1 animasi resistor pada rangkaian arus bolak-balik Melalui animasi pada gambar 2.2 tentang induktor pada rangkaian arus bolak-

balik siswa mengamatigerakan titik materi pada grafik arus bolak-balik terhadap waktu untuk induktor pada rangkaian arus bolak-balik, gerakan titik materi pada grafik tegangan bolak-balik terhadap waktu untuk inductor pada rangkaian arus bolak-balik, dan gambar pembentukan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik untuk induktor pada rangkaian arus bolak-balik.

Gambar 2.2 animasi induktor pada rangkaian arus bolak-balik Melalui animasi pada gambar 2.3 tentang kapasitor pada rangkaian arus bolak-

balik siswa mengamatigerakan titik materi pada grafik arus bolak-balik terhadap waktu untuk kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik, gerakan titik materi pada grafik tegangan bolak-balik terhadap waktu untuk kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik, dan gambar pembentukan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik untuk kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik.

Gambar 2.3 animasi kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik Melalui percobaan rangkaian seri RLC (LKS-2) siswa mengamatigerakan jarum

yang menunjukkan angka tertentu pada voltmeter untuk resistor, inductor, kapasitor, dan rangkaian seri RLC.

2) MenanyaBerdasarkan fenomena yang ditampilkan, siswa dibimbing untuk menanya: Bagaimanakah persamaan kuat arus listrik dalam rangkaian AC pada resistor,

inductor, dan kapasitor? Bagaimanakah gambar grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik

pada resistor, inductor, dan kapasitor?

8

Bagaimana cara menentukan nilai reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif? Bagaimanakah gambar grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik

pada rangkaian seri RLC Bagaimana cara menentukan tegangan total pada rangkaian seri RLC? Bagaimanakah cara menentukan impedansi pada rangkaian seri RLC?

3) Mengumpulkan InformasiUntuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, siswa mengumpulkan Informasi dengan cara: Melakukan tanya jawab di kelas, diskusi, dan studi literature mengenai rangkaian

arus bolak-balik pada RLC untuk menggambarkan resistor, inductor, dan kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik (AC), menentukan persamaan kuat arus listrik dalam rangkaian AC pada resistor, inductor, dan kapasitor, menggambarkan grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada resistor, inductor, dan kapsitor, menentukan reaktansi induktif, menentukan reaktansi kapasitif, menggambarkan rangkaian seri RLC, menentukan tegangan maksimum pada rangkaian seri RLC, menentukan kuat arus maksimum pada rangkaian seri RLC, menggambarkan grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada rangkaian seri RLC, menentukan impedansi pada rangkaian seri RLC, dan menentukan sudut fase pada rangkaian seri RLC.

Melakukan percobaan rangkaian seri RLC secara berkelompok sesuai panduan pada LKS-2 (Bahan Ajar-1) dan melakukan diskusi secara berkelompok untuk mempelajari sifat tegangan bolak-balik pada rangkaian seri hambatan (R), induktor (L), dan kapasitor (C).

4) MengasosiasikanBerdasarkan informasi yang telah didapat, siswa mengasosiasikanhasil pengumpulan informasi dengan cara: Merumuskan hasil tanya jawab di kelas, diskusi, dan studi literature mengenai

gambar resistor, inductor, dan kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik (AC), persamaan kuat arus listrik dalam rangkaian AC pada resistor, inductor, dan kapasitor, gambar grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada resistor, inductor, dan kapsitor, reaktansi induktif, reaktansi kapasitif, gambar rangkaian seri RLC, tegangan maksimum pada rangkaian seri RLC, kuat arus maksimum pada rangkaian seri RLC, gambar grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada rangkaian seri RLC, impedansi pada rangkaian seri RLC, dan sudut fase pada rangkaian seri RLC.

Mengolah data hasil percobaan rangkaian seri RLC secara berkelompok sesuai panduan pada LKS-2 (Bahan Ajar-1) dalam bentuk tabel 2.1, menjawab pertanyaan pada LKS-2, dan melakukan diskusi secara berkelompok untuk mempelajari sifat tegangan bolak-balik pada rangkaian seri hambatan (R), induktor (L), dan kapasitor (C).

5) Mengkomunikasikan Masing-masing kelompok mempresentasikan hasil percobaan rangkaian seri RLC,

diskusi, tanya jawab, dan studi literature tentang rangkaian arus bolak-balik pada RLC serta merespon pertanyaan/sanggahan yang dikemukakan oleh kelompok siswa lainnya.

9

Guru menyampaikan penguatan dan koreksi mengenaimateri ajar, hasil demonstrasi, hasil percobaan rangkaian seri RLC, tanya jawab, dan diskusi yang dilakukan mengenairangkaian arus bolak-balik pada RLC.

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. Gambarkan masing-masing untuk resistor, inductor, dan kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik (AC)?

2. Tuliskan persamaan kuat arus listrik dalam rangkaian AC pada resistor, inductor, dan kapasitor?

3. Sumber tegangan bolak-balik dihubungkan dengan induktor murni dan timbul reaktansi induktif 30 Ω memiliki persamaan V = 120 sin 60t, tentukan persamaan kuat arusnya?

4. Kapasitor 2 μF dihubungkan pada tegangan AC dengan frekuensi sudut 2000 rad/s. Hitunglah reaktansi kapasitifnya!

5. Gambarkan grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-balik pada rangkaian seri RLC!

Guru menginformasikan tugas mandiri (Bahan Ajar-2) dan materi pelajaran untuk pertemuan yang akan datang adalah resonansi pada rangkaian RLC dan daya pada arus AC, kemudian menutup pembelajaran dengan berdoa dan mengucapkan salam.

6. Penilaian Proses1) Penilaiansikap

Dilaksanakan secara terpadu selama proses pembelajaran dengan menggunakan format observasi penilaian sikap sebagai berikut:Pedoman observasi penilaian sikap


3. Keseriusan dalam pembelajaran4. Kerjasama dalam kelompok5. Kejujuran6. Tanggung jawab

Total skorRubrik








4

3

2

1


Siswa terlibat aktif dalam diskusi kelompok dan menyelesaikan permasalahan pada LKS

Siswa terlibat aktif dalam diskusi kelompok dan tidak terlibat menyelesaikan permasalahan pada LKS

Siswa sesekali terlibat dalam diskusi kelompok dan

4

3

210



menyelesaikan permasalahan pada LKS Siswa tidak terlibat aktif dalam diskusi kelompok dan

menyelesaikan permasalahan pada LKS1

5. Kejujuran Siswa mengisi LKS sesuai dengan pengamatannya Siswa mengisi LKS dengan melihat lembar kerja

temannya Siswa tidak mengisi LKS

32

16. Tanggung jawab Siswa mengumpulkan LKS tepat waktu dan mengisi

LKS dengan lengkap Siswa mengumpulkan LKS tepat waktu dan mengisi

LKS hanya sebagian saja Siswa mengumpulkan LKS tidak tepat waktu dan

mengisi LKS dengan lengkap Siswa tidak mengumpulkan LKS

4

3

2

12) 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 Nilai1 2 3

1 Menggunakan alat ukur (voltmeter)2 Merangkai alat percobaan rangkaian seri RLC3 Melakukan pengamatan4 Data hasil percobaan5 Kesimpulan

Total skorRubrik

Aspek yang dinilai

Penilaian1 2 3

Menggunakan alat ukur (voltmeter)

Menggunakan alat tidak benar

Menggunakan alat benar, tetapi tidak rapi atau tidak memperhatikan keselamatan kerja

Menggunakan alat benar, rapi, dan memperhatikan keselamatan kerja

Merangkai alat percobaan rangkaian seri RLC

Merangkai alat tidak sesuai prosedur percobaan

Merangkai alat sesuai prosedur percobaan tapi masih ada kesalahan

Merangkai alat sesuai prosedur percobaan dan benar

Pengamatan Pengamatan tidak cermat

Pengamatan cermat, tetapi mengandung interpretasi

Pengamatan cermat dan bebas interpretasi

Data yang diperoleh

Data tidak lengkap Data lengkap, tetapi tidak terorganisir, atau ada yang salah tulis

Data lengkap, terorganisir, dan ditulis dengan benar

Kesimpulan Tidak benar atau tidak sesuai tujuan

Sebagian kesimpulan ada yang salah atau tidak sesuai tujuan

Semua benar atau sesuai tujuan

Bahan Ajar-1 :Lembar Kegiatan Siswa (Terlampir)Bahan Ajar-2 : Tugas Mandiri-2

11

Kerjakan tugas berikut dengan benar!1. Sebuah resistor 100Ω dipasang pada sebuah sumber tegangan bolak-balik V = 12 sin 100πt

dengan V dalam volt dan t dalam detik. Tentukan a) berapa kuat arus maksimum yang mengalir dalam resistor dan b) persamaan kuat arus listrik dalam resistor!

2. Sebuah kapasitor yang kapasitansinya 1000 mF dipasang pada sebuah sumber tegangan bolak-balik V = 110 sin 50πt dengan V dalam volt dan t dalam detik. Tentukan a) reaktansi kapasitif dan b) arus maksimum!

3. Resistor 5 Ω, inductor (0,06/π) H, dan kapasitor (1,25/π)x103 mikrofarad dihubungkan seri kemudian dipasang pada sebuah sumber arus bolak-balik yang memenuhi persamaan i = 2 sin 100πt, dengan i dalam ampere dan t dalam detik. Tentukan a) impedansi, b) beda sudut fase tegangan dan arus, dan c) tegangan maksimum pada rangkaian seri RLC!

Pertemuan-3: Resonansi Pada RangkaianSeri RLC dan Daya Pada Arus AC (4 JP)1. Tujuan Pembelajaran

Setelah melakukan tanya jawab dan berdiskusi diharapkan siswa mampu:

12

1) Menjelaskan sifat rangkaian seri RLC2) Menyebutkan syarat terjadinyaresonansi pada rangkaian seri RLC3) Menentukan besaran fisika yang mempengaruhi frekuensi resonansirangkaian seri RLC4) Menentukan impedansi rangkaian seri RLC saat keadaan resonansi5) Menentukan kuat arus rangkaian seri RLC saat keadaan resonansi6) Menjelaskan daya pada rangkaian arus AC7) Menyebutkan besaran fisika yang mempengaruhi daya pada rangkaian arus AC8) Menentukan besar factor daya pada rangkaian arus AC

2. Materi Pembelajaran1) Sifat rangkaian seri RLC2) Resonansi Pada Rangkaian Seri RLC

Syarat terjadinya resonansi pada rangkaian seri RLC Frekuensi resonansi rangkaian seri RLC Impedansi rangkaian Kuat arus rangkaian

3) Daya Pada Arus AC Daya Faktor Daya

3. Metode Pembelajaran1) Model : Problem Based Learning2) Metode : Diskusi dan tanya jawab3) Pendekatan : Saintifik

4. Media, Alat, dan Sumber Belajar1) Media : Slide Power Point, papan tulis, infocus, dan animasi2) Alat dan bahan : 3) Sumber belajar :

a. Giancoli, Douglas. (2005). PHYSICS: Principles with Aplication. USA: 6th ed. Pearson Prentice Hall

b. Siswanto, dkk. (2009). Kompetensi Fisika Kelas XII untuk SMA/MA. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

c. Budianto, Joko. (2009). Fisika untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

d. Handayani, Sri. (2009). Fisika Kelas XII untuk SMA/MA. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

e. Sutrisno. (2003). Ilmu FISIKA untuk SMA/MA Kelas 3 Edisi Pertama. Bandung: Acarya Media Utama

f. Paul A, Tipler. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga5. Langkah-langkah Pembelajaran

a) Pendahuluan (20 menit) Guru membuka pembelajaran dengan menjawab salam dari siswa, berdoa, dan

memeriksa kehadiran siswa. Sebagai apersepsi, guru memberi siswa kesempatan untuk mengingat kembali

tentang nilai efektif arus dan tegangan bolak-balik serta rangkaian seri RLC dengan mengajukan beberapa pertanyaan, “Tuliskan hubungan nilai efektif dengan nilai

13

maksimum pada arus dan tegangan bolak-balik? Gambarkan grafik arus dan tegangan bolak-balik pada rangkaian seri RLC?”

Guru menggali konsepsi awal dan motivasisiswa dengan memberikan pertanyaan, “Pada pertemuan minggu lalu kalian sudah belajar rangkaian seri RLC, sekarang tahukah kalian bahwa rangkaian seri RLC bisa mengalami resonansi? Bagaimanakah syarat terjadinya resonansi pada rangkaian seri RLC? Besaran fisika apa saja yang mempengaruhi frekuensi resonansi pada rangkaian seri RLC? Bagaimanakah daya pada arus AC? Bagaimana cara menentukan besar factor dayanya?”

b) Kegiatan inti (140 menit)1. Mengamati

Melalui gambar 3.1 siswa dapat mengamati grafik untuk impedansi Z dengan sudut fase φ.

Gambar 3.1 grafik untuk impedansi Z dengan sudut fase φ Melalui animasi tentang resonansi pada rangkaian arus bolak-balik pada gambar

3.2 siswa mengamatigerakan titik materi pada grafik tegangan bolak-balik terhadap waktu untuk resistor pada rangkaian seri RLC arus bolak-balik, gerakan titik materi pada grafik tegangan bolak-balik terhadap waktu untuk induktor pada rangkaian seri RLC arus bolak-balik, gerakan titik materi pada grafik tegangan bolak-balik terhadap waktu untuk kapasitor pada rangkaian seri RLC arus bolak-balik, dan gerakan titik materi pada grafik tegangan bolak-balik terhadap waktu untuk rangkaian seri RLC arus bolak-balik.

Gambar 3.2resonansi pada rangkaian arus bolak-balik2) Menanya

Berdasarkan fenomena yang ditampilkan, siswa dibimbing untuk menanya: Bagaimanakah sifat rangkaian seri RLC jika dilihat dari grafik pada gambar 3.1? Sebutkan syarat terjadiya resonansi pada rangkaian seri RLC? Bagaimana menentukan frekuensi resonansi pada rangkaian seri RLC?

3) Mengumpulkan InformasiUntuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, siswa mengumpulkan Informasi dengan cara: Melakukan diskusi, tanya jawab, dan studi literature di kelas mengenai resonansi

pada rangkaian seri RLC dan daya pada arus AC untuk menjelaskan sifat rangkaian seri RLC, menyebutkan syarat terjadinyaresonansi pada rangkaian seri RLC, menentukan besaran fisika yang mempengaruhi frekuensi resonansirangkaian seri RLC, menentukan impedansi rangkaian seri RLC saat

14

keadaan resonansi, menentukan kuat arus rangkaian seri RLC saat keadaan resonansi, menjelaskan daya pada rangkaian arus AC, menyebutkan besaran fisika yang mempengaruhi daya pada rangkaian arus AC, dan menentukan besar factor daya pada rangkaian arus AC.

4) MengasosiasikanBerdasarkan informasi yang telah didapat, siswa mengasosiasikanhasil pengumpulan informasi dengan cara: Merumuskan hasil tanya jawab di kelas, diskusi, dan studi literature mengenai

sifat rangkaian seri RLC, syarat terjadinya resonansi pada rangkaian seri RLC, besaran fisika yang mempengaruhi frekuensi resonansi rangkaian seri RLC, impedansi rangkaian seri RLC saat keadaan resonansi, kuat arus rangkaian seri RLC saat keadaan resonansi, daya pada rangkaian arus AC, besaran fisika yang mempengaruhi daya pada rangkaian arus AC, dan besar factor daya pada rangkaian arus AC.

5) Mengkomunikasikan Masing-masing kelompok mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya dan

saling memberikan tanggapan serta sanggahan kepada kelompok lain yang tampil mempresentasikan.

Guru menyampaikan penguatan dan koreksi mengenai proses belajar mengajar maupun materi ajar yang berkaitan dengan resonansi pada rangkaian seri RLC dan daya pada arus AC.

c) Penutup (20 menit) Siswa diberi kesempatan untuk membuat rangkuman dan melakukan refleksi

terhadap pengalaman belajar yang telah dilakukan. Siswa diberi kesempatan untuk bertanya mengenai hal-hal yang kurang dimengerti

pada pembelajaran hari ini tentang resonansi pada rangkaian seri RLC dan daya pada arus AC.

Siswa mengerjakan beberapa soal uraian sebagai tes formatif: 1 Jelaskantiga sifat rangkaian seri RLC?2 Sebutkan syarat terjadinyaresonansi pada rangkaian seri RLC!3 Tuliskan rumus frekuensi resonansi rangkaian seri RLC!4 Sebutkan besaran fisika yang mempengaruhi daya pada rangkaian arus AC?5 Tuliskan rumus tentang factor daya!

Guru menginformasikan Tugas Mandiri (Bahan Ajar-1)dan ulangan harian tentang rangkaian arus bolak-balik untuk pertemuan yang akan datang kemudian menutup pembelajaran dengan doa serta mengucapkan salam.

6. PenilaiansikapDilaksanakan secara terpadu selama proses pembelajaran dengan menggunakan format observasi penilaian sikap sebagai berikut:Pedoman observasi penilaian sikap


7. Keseriusan dalam pembelajaran8. Kerjasama dalam kelompok

Total skorRubrik

15








4

3

2

1


Siswa terlibat aktif dalam diskusi kelompok dan menyelesaikan permasalahan

Siswa terlibat aktif dalam diskusi kelompok dan tidak terlibat menyelesaikan permasalahan

Siswa sesekali terlibat dalam diskusi kelompok dan menyelesaikan permasalahan

Siswa tidak terlibat aktif dalam diskusi kelompok dan menyelesaikan permasalahan

4

3

2

1

Bahan Ajar-1 : Tugas Mandiri-3Kerjakan tugas berikut dengan benar!

1. Suatu rangkaian seri RLC dihubungkan dengan tegangan bolak-balik. Apabila induktansi 1/25π2 H dan kapasitas kapasitor 25 µF, maka resonansi rangkaian terjadi pada frekuensi?

2. Sebuah rangkaian seri yang terdiri ats sebuah kumparan dan kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik 110 V, 375 rad/s. Induktansi kumparan 0,8 H, hambatan kumparan 40 Ω, dan kapasitansi kapasitor 8µF?a. Hitung arus efektif rangkaian!b. Tentukan daya yang dipakai oleh rangkaian!

Pertemuan-4: Penilaian diri dan ulangan harian (+2 JP)1. Penilaian Tugas Mandiri

Dilaksanakan pada saat tugas mandiri selesai dikerjakan, untuk kunci jawaban dan skornya sebagai berikut: Pedoman penilaian tugas mandiri (untuk pertemuan-1)

16

No Kunci jawaban Skor

1 a. 100√2 voltb. 100 voltc. 100 rad/sd. π/50 se. 50/π Hzf. 100 volt

60

2 a. 4 voltb. 25 Hz

40

Total skor 100

Pedoman penilaian tugas mandiri (untuk pertemuan-2)No Kunci jawaban Skor

1 a) 120 mAb) i = 120 sin 100πt (i dalam mA dan t dalam detik)

30

2 a) 6,37Ωb) 17,26 A

30

3 a) 5,39Ωb) -0,12πradc) 10,77 volt

40

Total skor 100

Pedoman penilaian tugas mandiri (untuk pertemuan-3)No Kunci jawaban Skor

1 0,5 kHz 40

2 a. 2 Ab. 193,6 watt

60

Total skor 100

2. Penilaian DiriDilaksanakan sebelum ulangan harian dengan menggunakan lembar penilaian diri dan rubrik sebagai berikut:Lembar Penilaian Diri

No Pernyataan Nilai17

Ya Tidak1 Saya bisa membedakan arus DC dengan arus AC2 Saya memahami dengan baik persamaan tegangan dan arus AC3 Saya memahami dengan baik nilai efektif tegangan dan arus AC4 Saya memahami dengan baik nilai rata-rata tegangan dan arus AC5 Saya bisa menggambarkan rangkaian seri RLC6 Saya memahami dengan baik tegangan maksimum dan kuat arus maksimum pada

rangkaian seri RLC7 Saya bisa menggambarkan grafik dan diagram phasor arus dan tegangan bolak-

balik pada rangkaian seri RLC8 Saya memahami dengan baik sifat rangkaian seri RLC9 Saya memahami dengan baik syarat terjadinya resonansi pada rangkaian seri RLC10 Saya memahami dengan baik factor daya pada rangkaian arus AC

TotalRubrik: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:

0-5 dikategorikan tidak positif 6-10 dikategorikan kurang positif 11-15 dikategorikan positif 16-20 dikategorikan sangat positif

3. Ulangan HarianDilaksanakan setelah penilaian diri dengan menggunakan instrumen tes berbentuk pilihan ganda yang disusun berdasarkan kisi-kisi sebagai berikut:

18

KISI-KISI ULANGAN HARIAN RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIKIndikator Soal No

SoalBentuk

soalAspek Soal Kunci

JawabanC1 C2 C3 C4 C5 C6Membaca angka yang tertera pada jarum voltmeter

1 PG x Jarum suatu voltmeter yang dipergunakan untuk mengukur sebuah tegangan bolak-balik menunjukkan angka 110 volt. Ini berarti tegangan itu…a. tetapb. berubah antara 0 dan 110 voltc. berubah antara 0 dan 110 √2 voltd. berubah antara -110 volt dan +110 volte. berubah antara -110√2 volt dan +110√2 volt

E

Menentukan besar impedansi dari rangkaian seri RLC

2 PG x Perhatikan gambar di bawah ini!

G adalah generator arus bolak-balik. R=2000Ω, L=0,5 H, dan 0,2 mikrofarad. Kecepatan sudut=2000 rad/s. Impedansi antara A dan E adalah mendekati…a. 1000 Ωb. 2000 Ωc. 2500 Ωd. 4000 Ωe. 5000 Ω

C

Menentukan tegangan pada ujung-ujung resistor dan kapasitor

3 PG x Suatu rangkaian dari resistor dan kapasitor murni dihubungkan seri dengan sumber arus bolak-balik. Voltmeter menunjukkan 30 V jika dihubungkan antara kedua ujung resistor dan 40 V jika dihubungkan antara kedua ujung kapasitor. Tegangan yang ditunjukkan voltmeter jika dihubungkan antara ujung-ujung resistor dan kapasitor adalah… .a. 10 Vb. 30 Vc. 40 Vd. 50 Ve. 70 V

D

Menghitung kuat arus efektif yang mengalir pada rangkaian seri RLC

4 PG x A

19

Rangkaian R, L, C seri terdiri dari R=30Ω, L=60mH, dan C=10µF dihubungkan pada tegangan bolak-balik V=50 sin 1000t seperti pada gambar. Kuat arus efektif yang mengalir pada rangkaian adalah… .a. ½ √2 Ab. 1 Ac. 5/12 √2 Ad. 5/6 √2 Ae. 5/4 √2 A

Menghitung kuat arus pada rangkaian seri RLC

5 PG x Sebuah kumparan dengan reaktansi induktif 50 Ω dan hambatan ekivalen 200 Ω, dan sebuah kapasitor dengan reaktansi kapasitif 200 Ω dihubungkan seri pada sumber tegangan bolak-balik 12 V. Arus dalam rangkaian tersebut adalah… .a. 0,48 Ab. 0,4 Ac. 0,2 Ad. 0,1 Ae. 0,048 A

E

Menentukan nilai hambatan pada rangkaian seri RLC

6 PG x Rangkaian seri resistor murni dan inductor murni menarik arus 2,5 A bila dihubungkan ke sumber tegangan bolak-balik 120 volt. Tegangan antara kedua ujung resistor dan nduktor sama besar. Hambatan resistor bernilai… .a. 25 Ωb. 12 √2 Ωc. 24 Ωd. 24 √2 Ωe. 25 √2 Ω

D

Menentukan beda fase antara arus dan tegangan pada rangkaian seri RLC

7 PG x Resistor (R) 50 Ω dan kumparan (L) dengan reaktansi induktif 150 Ω dan kapasitor (C) dengan reaktansi kapasitif 100 Ω dihubungkan seri pada sumber tegangan bolak-balik. Beda fase antara arus dan tegangan pada rangkaian adalah sebesar… .a. 00

b. 300

c. 450

d. 600

e. 900

C

Memilih syarat terjardinya resonansi pada rangkaian seri RLC

8 PG x Sebuah sumber tegangan bolak-balik diberikan ke sebuah rangkaian seri dan sebuah kapasitor C, sebuah inductor

B

20

dengan induktansi Ldan sebuah resistor dengan hambatan R. Pada keadaan resonansi….a. arus nolb. impedansi adalah sama dengan Rc. frekuensi sama dengan 1/(2πLC)d. reaktansi kapasitif sama dengan hambatan Re. beda potensial di ujung-ujung susunan seri tidak sefase dengan arus

Menentukan besar induktansi yang harus dipasang pada rangkaian seri RLC agar terjadi resonansi

9 PG x Suatu rangkaian seri resistor 20 ohm dan kapasitor 1µF dihubungkan ke sumber arus bolak-balik dengan frekuensi 250 rad/det. Besar induktansi dari inductor yang harus dipasang seri dengan rangkaian agar terjadi resonansi adalah… .a. 4 Hb. 8 Hc. 16 Hd. 4π He. 8π H

C

Menghitung factor daya dari rangkaian seri RLC

10 PG x Pada sebuah rangkaian seri RLC yang dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik yang memiliki nilai efektif 100 V (R=0,1 kΩ), tegangan efektif ujung-ujung resistornya 60 V. Faktor daya rangkaiannya adalah… .a. 0,40b. 0,48c. 0,60d. 0,76e. 0,80

C

Mengetahui;Kepala Sekolah,

DRS. SHODIQ,M.M.PDNIP. 19621217 198903 1 005

Cikembar, 01 Juli 2015Guru Bidang Studi,

ELI PRIYATNA,S.PDNIP. 19720409 201410 1 001

21

11. sma kelas xii rpp kd 3.6;4.6 arus bolak balik (karlina 1308233)

Education