15. Rpp Arus Ac Edit.docx

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Sekolah Mata Pelajaran Program keahlian Kelas/Semester Alokasi Waktu

: SMK Negeri 1 Adiwerna Tegal : Fisika : Semua Program Keahlian : X/Genap : 2 x pertemuan (6 X 45 menit)

A. Kompetensi Inti 1. Pengetahuan (KI – 3) Memahami, menerapkan dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah 2. Keterampilan (KI – 4) Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung. B. Kompetensi Dasar 1. KD pada KI Pengetahuan 3.15 Menganalisis rangkaian listrik arus bolak balik (AC) 2. KD pada KI Keterampilan 4.15 Memecahkan masalah teknologi yang berkaitan dengan listrik arus bolak balik (AC) C. Indikator Pencapaian Kompetensi 1. Indikator KD pada KI Pengetahuan 1) Menentukan konsep rangkaian listrik arus bolak-balik 2) Menganalisis rangkaian listrik arus bolak-balik D. Indikator KD pada KI Keterampilan 1) Melakukan percobaan dengan menggunakan osiloskop (CRO) untuk menentukan tegangan dan frekuensi arus AC E. Tujuan Pembelajaran 1. Tujuan Pembelajaran pada KI Pengetahuan Setelahberdiskusidanmenggaliinformasi, pesertadidikakandapat: 1) Memahami prinsip-prinsip rangkaian listrik arus bolakbalik dengan percaya diri 2) Memahami rangkaian arus listrik dengan bertanggung jawab 2. Tujuan Pembelajaran pada KI Keterampilan Disediakanperalatan, pesertadidikakandapatmendemonstrasikantentang : 1) Melakukan percobaan dengan menggunakan osiloskop (CRO) untuk menentukan tegangan dan frekuensi arus AC dengan percaya diri F. Materi Pembelajaran Arus listrik bolak-balik adalah arus atau tegangan yang nilainya selalu berubah-ubah terhadap waktu secara periodik.

75

1.

Arus dan Tegangan Sinusoida Sumber arus bolak-balik adalah generator AC, yang dapat menghasilkan ggl induksi (tegangan) sebesar V = Vm sin ωt Jika pada rangkaian arus bolak-balik dipasang hambatan R, maka berlaku juga hukum ohm. Dengan demikian besar kuat arusnya : I = V = Vm sin ωt sehingga R R I = Im sin ωt

2.

Nilai Efektif dan Nilai Maksimum Nilai efektif arus atau tegangan bolak-balik adalah kuat arus/tegangan yang setara dengan arus/tegangan searah yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama. Nilai efektif ditunjukan oleh alatalat ukur listrik. Hubungan arus/tegangan efektif dengan arus/tegangan maksimum : Ief = Im Ief = 0,707. Im  Im = √2. Ief √2 Vef = Vm Vef = 0,707.Vm  Vm = √2. Vef √2 Induktor dalam rangkaian arus AC Jika sebuah induktor (kumparan) dipasang pada arus bolak-balik, maka rangkaiannya disebut rangkaian induktif. Besarnya tegangan dan arus pada rangkaian induktif dinyatakan dengan persamaan : V = Vm sin ωt dan I = Im sin (ωt - 90o) Dari kedua persamaan dapat disimpulkan bahwa pada rangkain induktif tegangan (V) mendahului arus ( I ) sebesar 90o atau ½ π radian. Besarnya hambatan yang timbul pada induktor L pada rangkaian arus AC disebut reaktansi induktif (XL). Persamaannya : XL = reaktansi/hambatan induktif (Ω) XL = ω.L = 2πf. L ω = kecepatan sudut (rad/s) f = frekuensi arus AC (Hz) L = induktansi diri (henry) Dengan menggunakan hukum ohm, maka dapat ditentukan hubungan antara tegangan dan arus pada rangkaian induktif. VL = tegangan pada induktor (V) VL = IL . XL IL =arus pada induktor (A)

3.

4.

Kapasitor dalam rangkaian arus AC Jika sebuah kapasitor dipasang pada arus bolak-balik, maka rangkaiannya itu disebut rangkaian kapasitif. Besarnya tegangan dan arus pada rangkaian kapasitif dinyatakan dengan persamaan : V = Vm sin ωt dan I = Im sin (ωt + 90o) Dari kedua persamaan dapat disimpulkan bahwa pada rangkain kapasitif tegangan (V) tertinggal arus ( I ) sebesar 90o atau ½ π radian. Besarnya hambatan yang timbul pada kapasitor C pada rangkaian arus AC disebut reaktansi kapasitif (XC). Persamaannya : XC = reaktansi/hambatan kapasitif (Ω) XC = 1 = 1 ω = kecepatan sudut (rad/s) ω.C 2πf. C f = frekuensi arus AC (Hz) C = kapasitas kapasitor (Farad)

76

5.

6.

7.

Rangkaian R – L seri Jika hambatan R dan induktor (L) dipasang secara seri pada arus AC, maka : Hambatan total/pengganti disebut impedansi rangkaian Z = √ R2 + XL2 Z = impedansi rangkaian (Ω) Besarnya tegangan total ~ V = √ VR2 + VL2; V = tegangan total (v) VR = I x R ; VR = tegangan pada hambatan VL = I x XL ; VL = tegangan pada induktor Kuat arus dalam rangkaian (sesuai hukum ohm) I=V/Z Rangkaian R – C seri Jika hambatan R dan kapasitor ( C ) dipasang secara seri pada arus AC, maka : Hambatan total/pengganti disebut impedansi rangkaian Z = √ R2 + XC2 Z = impedansi rangkaian (Ω) Besarnya tegangan total V = √ VR2 + VC2 ; V = tegangan total (v) VR = I x R ; VR = tegangan pada hambatan VC = I x XC ; VC = tegangan pada kapasitor Rangkaian RLC seri Jika hambatan R, induktor (L) dan kapasitor (C) dipasang seri pada arus AC, maka : Hambatan total/pengganti disebut impedansi rangkaian Z = √ R2 + ( XL - XC )2 Z = impedansi rangkaian (Ω) Besarnya tegangan total V = √ VR2 + ( VL - VC )2 ; V = tegangan total (v) Pada rangkaian RLC seri, mempunyai 3 kemungkinan : a. Jika XL> XC, maka rangkaian bersifat induktif ( tegangan mendahului arus ) b. Jika XL< XC, maka rangkaian bersifat kapasitif ( tegangan tertinggal oleh arus c. Jika XL = XC, maka rangkaian bersifat resistif ( Z = R ) Pada saat XL = XC frekuensi arus bolak-balik mencapai keadaan frekuensi resonansi. Besarnya frekuensi resonansi : f = frekuensi resonansi (Hz) f = 1 . L = induktansi (Henry) 2π√L.C C = kapasitas kapasitor (Farad)

G. Pendekatan, Model dan Metode Pendekatan : Saintifik Model Pembelajaran : Discovery Learning Metode : Tanya Jawab, Diskusi, Praktik H. Kegiatan Pembelajaran Pertemuan I ( 3 x 45 menit) Kegiatan

Alokasi Waktu Guru membuka pelajaran dengan mengucapkan salam 15 menit dilanjutkan dengan berdo’a, kemudian memeriksa presensi peserta didik. Guru mengkondisikan (memberi motivasi) peserta didik agar siap untuk memulai pembelajaran. Guru menyampaikan tujuan pembelajaran hari ini sekaligus menginformasikan sistem evaluasi yang akan dilakukan pada pembelajaran ini. Guru memberi stimulan untuk merangsang anak mengulang kompetensi yang telah dipelajari dan Deskripsi Kegiatan

Pendahuluan a)

b) c)

d)

77

Inti

dikembangkan sebelumnya terkait dengan kompetensi yang akan dipelajari. 100 menit Mengamati: a) Siswa mendapat informasi tentang arus dan tegangan sinusoida, nilai efektif dan nilai maksimum b) Siswa mendapat informasi tentang induktor dan kapasitor dalam rangkaian arus AC. Menanya: a) Siswamendapattugastentang arus dan tegangan sinusoida, nilai efektif dan nilai maksimum b) Siswamendapattugastentang induktor dan kapasitor dalam rangkaian arus AC. MengumpulkanInformasi: a) Siswa dimintamenentukan arus dan tegangan sinusoida, nilai efektif dan nilai maksimum b) Siswadiminta menentukan induktor dan kapasitor dalam rangkaian arus AC Menalar: a) Siswa mendapattugasuntuk menentukan arus dan tegangan sinusoida, nilai efektif dan nilai maksimum b) Siswa mendapattugas untuk menentukan induktor dan kapasitor dalam rangkaian arus AC Mengomunikasikan: a) Siswa mengkomunikasikan hasil pembacaan grafik pada CRO b) Siswa menerima tanggapan dari siswa lain dan guru.

Penutup

a) Guru membuat rangkuman/simpulan pelajaran. b) Guru merefleksikan kegiatan yang sudah dilaksanakan. c) Guru merencanakan kegiatan tindak lanjut dalam bentuk tugas kelompok/ perseorangan (jika diperlukan). d) Guru menyampaikan rencana pembelajaran pada pertemuan berikutnya.

20 menit

Pertemuan II ( 3 x 45 menit) Kegiatan Pendahuluan a)

b) c)

d)

Inti

Alokasi Waktu Guru membuka pelajaran dengan mengucapkan salam 15 menit dilanjutkan dengan berdo’a, kemudian memeriksa presensi peserta didik. Guru mengkondisikan (memberi motivasi) peserta didik agar siap untuk memulai pembelajaran. Guru menyampaikan tujuan pembelajaran hari ini sekaligus menginformasikan sistem evaluasi yang akan dilakukan pada pembelajaran ini. Guru memberi stimulan untuk merangsang anak mengulang kompetensi yang telah dipelajari dan dikembangkan sebelumnya terkait dengan kompetensi yang akan dipelajari. Deskripsi Kegiatan

100 menit

Mengamati: a) Siswa mendapat informasi tentang R-L Seri b) Siswa mendapat informasi tentang R-C Seri c) Siswa mendapat informasi tentang R-L-C Seri Menanya: a) Siswamendapattugas

untuk

menyatakan

tentang 78

rangkaian R-L Seri b) Siswamendapattugas untuk menyatakan tentang rangkaian R-C Seri c) Siswamendapattugas untuk menyatakan tentang rangkaian R-L- C Seri MengumpulkanInformasi: a) Siswa diminta menentukan rangkaian R-L Seri b) Siswadiminta menentukan rangkaian R-C Seri c) Siswadiminta menentukan rangkaian R-L-C Seri Menalar: a) Siswa mendapattugas untuk menentukanrangkaian R-L Seri, R-C Seri dan R-L-C Seri Mengomunikasikan: a) Siswa mengkomunikasikan hasil pembacaan grafik b) Siswa menerima tanggapan dari siswa lain dan guru. Penutup

a) Guru membuat rangkuman/simpulan pelajaran. b) Guru merefleksikan kegiatan yang sudah dilaksanakan. c) Guru merencanakan kegiatan tindak lanjut dalam bentuk tugas kelompok/ perseorangan (jika diperlukan). d) Guru menyampaikan rencana pembelajaran pada pertemuan berikutnya.

20 menit

I. Penilaian Pembelajaran, Remedial dan Pengayaan Kompetensi Dasar 3.15. Menganalisis rangkaian listrik arus bolak balik (AC)

Indikator Soal Menentukan reaktansi induktif dan arus dalam rangkaian

Jenis Soal

Uraian

Soal 1. Sebuah induktor mempunyai induktansi 50 mH dipasang pada arus AC 200 V, 50Hz. Tentukan reaktansi induktif dan arus dalam rangkaian !

Menentukan reaktansi kapasitif dan arus dalam rangkaian

Uraian

1. Sebuah kapasitor mempunyai kapasitas 400 μF dipasang pada arus AC 100 V, 50/π Hz. Tentukan reaktansi kapasitif Sebuah kapasitor mempunyai kapasitas 400 μF dipasang pada arus AC 100 V, 50/π Hz. dan arus dalam rangkaian !

Menghitung impedansi dan arus rangkaian

Uraian

3. Sebuah induktor dengan induktansi 300 mH dipasang seri dengan hambatan R = 40 Ω pada arus AC 100 V, 50/π Hz. Tentukan impedansi dan arus dalam rangkaian !

Menghitung impedansi dan arus dalam rangkaian, tegangan masing-masing komponen

Uraian

4. Sebuah kapasitor dengan

reaktansi kapasitif 150 Ω dipasang seri dengan hambatan R = 200 Ω pada arus AC 200 V. Tentukan impedansi dan arus dalam rangkaian dan tegangan masing-masing komponen !

79

Menghitung frekuensi resonansinya

4.15.Memecahkan masalah teknologi yang berkaitan dengan listrik arus bolak balik (AC)

Melakukan percobaan dengan menggunakan osiloskop (CRO) untuk menentukan tegangan dan frekuensi arus AC

5. Suatu rangkaian resonansi seri dengan R = 200 Ω, L = 0,5 H dan C = 50μF dipasang pada arus AC dengan tegangan 100 volt. Hitunglah frekuensi resonansinya !

Uraian

Pengamatan Pada percobaan yang menggunakan osiloskop (CRO) data ditunjukkan pada layar monitor dengan skala vertikal 2V/cm dan skala horisontal 5 ms/cm (gelombang yang terbentuk 4 kotak) tentukan : a. Tegangan maksimum b. Tegangan efektif c. Frekuensi arus AC

Kunci Jawaban : Uraian : 1. XL = 5  I = 40/ ampere 2. XC =25 ohm I= 4A 3. XL = 2πf. L = 2π x (50/π) x 0,3 = 30 Ω Z = √ 402 + 302 = √ 2500 = 50 Ω I = V = 100 = 2 A Z 50 4. Z = √ 1502 + 2002 = √ 62500 = 250 Ω I = V = 200 = 0,8 A Z 250 VC = I x XC = 0,8 x 150 = 120 volt VC = I x R = 0,8 x 200 = 160 volt 5. f = 100/π Hz Keterampilan: a. V maks = 4 Volt b. V eff = 4/√2 volt c. f = 50 Hz J. Teknik Penilaian KD

Teknik Penilaian

Instrumen

SkorPenilaian

3.15. Menganalisis rangkaian listrik arus bolak balik (AC)

Tes Tertulis

Soal tes tertulis

Skor maksimal =5 x 10 = 50 Nilai maks = 50 x 2 = 100

4.15. Memecahkan masalah teknologi yang berkaitan dengan listrik arus bolak balik (AC)

Tes praktik/ unjuk kerja

Lembar soal praktik

Langkah kerja sesuai : 40 Data hasil percobaan : 20 Analisa data benar : 20 Kesimpulan benar ; 20 Skor maksimal : 100

80

K. Media, Alat/Bahan, dan Sumber Belajar 1. Alat : Komputer, LCD, Osiloskop (CRO), whiteboard, spidol 2. Bahan : Kertas grafik 3. Sumber Belajar : Fisika Kelas X, XI dan XII SMK Kelompok Teknologi dan Rekayasa, Sudirman, 2016

Mengetahui, Kepala Sekolah

Tegal, 17Juli 2017 Guru Mata Pelajaran,

Drs. Parman, M.Pd. NIP. 19600629 198803 1 002

Deker Raharjo, S.Pd. NIP. 19680516 199203 1 011

81