Kurikulum: Merdeka
Mata Pelajaran: Fisika
Kelas: XII SMA
Topik: Arus Listrik, Hambatan Ohmik, dan Hambatan Non-Ohmik
Waktu: 135 menit (3 JP)
Tujuan Pembelajaran
Setelah menyelesaikan pembelajaran ini, peserta didik diharapkan dapat:
- Menjelaskan konsep arus listrik, hambatan ohmik, dan hambatan non-ohmik.
- Membedakan karakteristik hambatan ohmik dan non-ohmik berdasarkan hukum Ohm.
- Menghitung nilai arus, tegangan, dan hambatan pada rangkaian listrik sederhana dengan menggunakan hukum Ohm.
- Menganalisis pengaruh hambatan non-ohmik dalam perangkat elektronik sehari-hari.
Capaian Pembelajaran
Peserta didik mampu memahami konsep dasar arus listrik, menerapkan hukum Ohm dalam rangkaian listrik sederhana, serta mengenali perbedaan karakteristik hambatan ohmik dan non-ohmik dalam kehidupan sehari-hari.
Materi Pembelajaran
- Arus Listrik
- Definisi dan konsep dasar arus listrik
- Satuan dan alat ukur arus listrik (Ampere, Amperemeter)
- Pengertian elektron sebagai pembawa muatan
- Hubungan antara arus listrik, tegangan, dan resistansi (Hukum Ohm)
- Hambatan Ohmik
- Hukum Ohm: V=I×R
- Contoh benda dengan hambatan ohmik (kawat penghantar)
- Grafik hubungan arus vs tegangan untuk resistor ohmik (garis lurus)
- Aplikasi hukum Ohm dalam kehidupan sehari-hari (contoh: kabel penghantar listrik)
- Hambatan Non-Ohmik
- Definisi hambatan non-ohmik
- Perbedaan dengan hambatan ohmik
- Contoh benda dengan hambatan non-ohmik (lampu pijar, diode, transistor)
- Grafik hubungan arus vs tegangan untuk resistor non-ohmik (kurva tidak linier)
- Aplikasi hambatan non-ohmik dalam teknologi (contoh: semikonduktor pada alat elektronik)
Alokasi Waktu (135 Menit)
- Pendahuluan (15 Menit)
Guru memberikan apersepsi tentang arus listrik dan mengaitkan materi dengan kehidupan sehari-hari, seperti penggunaan listrik di rumah. - Kegiatan Inti (100 Menit)
- Pengenalan Arus Listrik (20 Menit)
- Guru menjelaskan tentang definisi arus listrik, satuan, dan arah gerak muatan. Siswa diminta untuk mengamati aliran listrik melalui simulasi atau video interaktif.
- Diskusi mengenai penerapan arus listrik dalam rangkaian sehari-hari, seperti penggunaan baterai pada senter atau perangkat elektronik.
- Hambatan Ohmik (30 Menit)
- Penjelasan tentang Hukum Ohm, rumus dasar V=I×R, serta contoh penerapan.
- Guru menampilkan grafik hubungan antara arus dan tegangan untuk resistor ohmik, menunjukkan hubungan linier.
- Praktikum sederhana: Mengukur arus dan tegangan pada rangkaian resistor dengan menggunakan alat ukur Amperemeter dan Voltmeter, serta menghitung resistansinya.
- Hambatan Non-Ohmik (30 Menit)
- Guru menjelaskan tentang hambatan non-ohmik dan karakteristiknya.
- Penjelasan mengenai komponen yang bersifat non-ohmik seperti diode, lampu pijar, dan transistor.
- Diskusi dan pengamatan grafik hubungan arus vs tegangan pada hambatan non-ohmik, menunjukkan karakteristik yang tidak linier.
- Contoh aplikasi praktis: bagaimana hambatan non-ohmik digunakan dalam teknologi, seperti pada sensor atau perangkat semikonduktor.
- Latihan dan Diskusi Kelompok (20 Menit)
- Siswa dibagi ke dalam kelompok kecil untuk menyelesaikan beberapa soal latihan mengenai arus listrik, hukum Ohm, serta menganalisis grafik hubungan arus-tegangan untuk hambatan ohmik dan non-ohmik.
- Setiap kelompok mempresentasikan hasil diskusi mereka.
- Pengenalan Arus Listrik (20 Menit)
- Penutup (20 Menit)
Guru melakukan review bersama siswa, menanyakan hal-hal penting dari materi yang sudah dipelajari. Guru memberikan soal evaluasi singkat sebagai refleksi akhir untuk menilai pemahaman siswa.
Pendekatan dan Metode Pembelajaran
- Pendekatan: Scientific Learning (Pembelajaran Ilmiah), Discovery Learning
Pembelajaran berfokus pada pengamatan, eksperimen, serta penyelidikan terhadap fenomena listrik. Siswa diajak untuk menemukan sendiri konsep-konsep dasar dari arus listrik dan hambatan melalui kegiatan praktis. - Metode:
- Diskusi Interaktif: Siswa berpartisipasi dalam diskusi untuk memahami konsep arus listrik, hukum Ohm, serta perbedaan hambatan ohmik dan non-ohmik.
- Praktikum: Siswa melakukan percobaan sederhana untuk mengukur arus, tegangan, dan hambatan pada resistor. Percobaan ini membantu siswa memahami secara praktis penerapan hukum Ohm.
- Simulasi: Penggunaan simulasi rangkaian listrik untuk memberikan visualisasi yang lebih jelas tentang konsep arus listrik dan hambatan.
Alat dan Bahan
- Multimeter (Amperemeter dan Voltmeter)
- Sumber tegangan (baterai)
- Resistor, diode, lampu pijar
- Kawat penghantar
- Papan rangkaian (breadboard)
- Kabel penghubung
- Laptop/Proyektor untuk simulasi atau video interaktif
Penilaian
- Penilaian Formatif:
- Soal latihan individu mengenai hukum Ohm dan penerapannya.
- Pengamatan selama diskusi kelompok, di mana siswa diharapkan mampu menjelaskan perbedaan hambatan ohmik dan non-ohmik.
- Penilaian Sumatif:
- Ujian tertulis dengan soal pilihan ganda dan esai singkat mengenai konsep arus listrik, hukum Ohm, serta grafik arus-tegangan untuk hambatan ohmik dan non-ohmik.
- Laporan praktikum mengenai pengukuran arus dan tegangan pada rangkaian listrik.
Refleksi Guru
Setelah kegiatan, guru dapat melakukan refleksi terhadap efektivitas metode yang digunakan. Apakah siswa mampu memahami konsep arus listrik dengan baik? Apakah praktikum membantu dalam memahami perbedaan antara hambatan ohmik dan non-ohmik?
Rencana Tindak Lanjut
- Jika siswa kesulitan memahami hukum Ohm, guru bisa memberikan latihan tambahan berupa soal-soal sederhana yang melibatkan perhitungan arus, tegangan, dan hambatan.
- Guru dapat memperkenalkan aplikasi lebih lanjut tentang hambatan non-ohmik dalam perangkat teknologi yang lebih kompleks, seperti penggunaan semikonduktor pada sensor suhu atau perangkat ponsel.
Lampiran Soal Latihan
Soal 1:
Sebuah rangkaian listrik terdiri dari sebuah resistor dengan nilai hambatan 10 ohm. Jika tegangan yang diberikan sebesar 20 Volt, berapa besar arus yang mengalir melalui rangkaian tersebut?
Soal 2:
Sebuah lampu pijar dinyalakan dengan menggunakan sumber tegangan sebesar 12 Volt. Apakah lampu pijar termasuk hambatan ohmik atau non-ohmik? Jelaskan jawaban Anda!
Soal 3:
Di sebuah rangkaian terdapat diode yang dialiri arus sebesar 0,02 A ketika tegangan yang diberikan 1 Volt. Apakah diode tersebut mengikuti hukum Ohm? Jelaskan alasanmu dengan melihat grafik hubungan arus dan tegangan yang tepat.
Sumber Referensi
- Buku Fisika Kelas XII, Kemdikbud.
- H.C. Verma, Concepts of Physics.
- Paul G. Hewitt, Conceptual Physics.
Rubrik Penilaian
1. Penilaian Praktikum
| Aspek | Kriteria | Skor (1-4) |
|---|---|---|
| Persiapan Alat dan Bahan | 4: Siswa mempersiapkan alat dan bahan dengan lengkap dan benar serta sesuai instruksi. 3: Siswa mempersiapkan alat dan bahan dengan baik, namun terdapat kekurangan minor. 2: Siswa kurang teliti dalam mempersiapkan alat dan bahan. 1: Siswa tidak mempersiapkan alat dan bahan dengan baik atau tidak lengkap. |
1-4 |
| Proses Pelaksanaan | 4: Siswa mengikuti seluruh prosedur praktikum dengan benar dan sesuai petunjuk. 3: Siswa mengikuti prosedur praktikum dengan baik, tetapi terdapat kesalahan minor. 2: Siswa mengikuti prosedur dengan banyak kesalahan. 1: Siswa tidak mengikuti prosedur praktikum atau melakukan kesalahan fatal. |
1-4 |
| Pengukuran dan Perhitungan | 4: Siswa melakukan pengukuran arus, tegangan, dan hambatan dengan tepat dan akurat serta melakukan perhitungan dengan benar. 3: Siswa melakukan pengukuran dengan baik, namun ada sedikit kesalahan dalam perhitungan. 2: Pengukuran tidak akurat atau perhitungan banyak salah. 1: Pengukuran salah total dan perhitungan tidak benar. |
1-4 |
| Analisis Data | 4: Siswa mampu menganalisis data dengan baik, mengidentifikasi hubungan arus, tegangan, dan hambatan sesuai hukum Ohm dan perbedaan hambatan ohmik dan non-ohmik. 3: Siswa dapat menganalisis, tetapi ada beberapa kesalahan dalam menginterpretasi data. 2: Siswa kesulitan dalam menganalisis data. 1: Siswa tidak dapat melakukan analisis. |
1-4 |
| Kesimpulan | 4: Kesimpulan yang ditarik siswa akurat, sesuai dengan hasil pengamatan, dan mencakup semua aspek penting. 3: Kesimpulan cukup akurat, namun ada beberapa aspek yang terlewat. 2: Kesimpulan kurang tepat dan tidak lengkap. 1: Kesimpulan tidak sesuai atau tidak relevan. |
1-4 |
Total Skor Maksimum: 20
Keterangan:
- Nilai akhir praktikum = (Total skor/20) x 100
2. Penilaian Diskusi Kelompok
| Aspek | Kriteria | Skor (1-4) |
|---|---|---|
| Partisipasi Aktif | 4: Siswa sangat aktif dalam diskusi, memberikan ide, pendapat, dan saran dengan relevansi yang baik. 3: Siswa aktif dalam diskusi, memberikan kontribusi meski tidak selalu dominan. 2: Siswa berpartisipasi minim dalam diskusi. 1: Siswa pasif, tidak berkontribusi dalam diskusi. |
1-4 |
| Pemahaman Konsep | 4: Siswa memahami konsep arus listrik, hambatan ohmik, dan non-ohmik dengan sangat baik, dan menjelaskan dengan jelas dalam diskusi. 3: Siswa memahami konsep, tetapi ada sedikit kesalahan dalam menjelaskan. 2: Siswa kurang paham, dengan banyak kesalahan dalam menjelaskan konsep. 1: Siswa tidak memahami konsep yang dibahas. |
1-4 |
| Kerjasama dalam Kelompok | 4: Siswa bekerja sama dengan sangat baik, mendengarkan dan menghargai pendapat teman. 3: Siswa bekerja sama dengan baik, meskipun kadang kurang dalam mendengarkan teman. 2: Siswa kurang berkolaborasi dengan baik. 1: Siswa tidak bekerja sama atau tidak terlibat dalam kelompok. |
1-4 |
| Keterampilan Komunikasi | 4: Siswa mampu mengkomunikasikan ide dengan jelas, relevan, dan mendukung diskusi kelompok. 3: Siswa dapat menyampaikan ide, meskipun ada sedikit ketidakjelasan. 2: Siswa kesulitan menyampaikan ide atau terlalu ringkas. 1: Siswa tidak mampu mengkomunikasikan idenya. |
1-4 |
Total Skor Maksimum: 16
Keterangan:
- Nilai akhir diskusi kelompok = (Total skor/16) x 100
3. Penilaian Individu (Tes Tertulis)
| Aspek | Kriteria | Skor (1-4) |
|---|---|---|
| Pemahaman Arus Listrik | 4: Siswa memahami konsep arus listrik secara komprehensif, mampu menjelaskan dengan tepat dan memberikan contoh yang sesuai. 3: Siswa memahami konsep arus listrik dengan baik, meskipun kurang mampu memberikan contoh yang tepat. 2: Siswa memahami konsep arus listrik, tetapi ada banyak kesalahan dalam penjelasan. 1: Siswa tidak memahami konsep arus listrik. |
1-4 |
| Pemahaman Hukum Ohm | 4: Siswa mampu menjelaskan hukum Ohm dengan baik dan mengaplikasikan dengan benar dalam perhitungan sederhana. 3: Siswa memahami hukum Ohm tetapi ada sedikit kesalahan dalam perhitungan. 2: Siswa memahami hukum Ohm tetapi banyak kesalahan dalam perhitungan. 1: Siswa tidak memahami hukum Ohm dan tidak dapat mengaplikasikannya. |
1-4 |
| Perbedaan Hambatan Ohmik dan Non-Ohmik | 4: Siswa mampu menjelaskan perbedaan hambatan ohmik dan non-ohmik secara jelas dan tepat, serta memberikan contoh aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari. 3: Siswa dapat menjelaskan perbedaan, meskipun kurang rinci. 2: Siswa kesulitan menjelaskan perbedaan hambatan ohmik dan non-ohmik. 1: Siswa tidak memahami perbedaan antara hambatan ohmik dan non-ohmik. |
1-4 |
| Analisis Grafik Arus-Tegangan | 4: Siswa mampu menganalisis grafik hubungan arus-tegangan untuk hambatan ohmik dan non-ohmik secara akurat dan mendetail. 3: Siswa dapat menganalisis grafik dengan baik, meskipun tidak sangat rinci. 2: Siswa kesulitan menganalisis grafik dengan banyak kesalahan. 1: Siswa tidak dapat menganalisis grafik arus-tegangan. |
1-4 |
Total Skor Maksimum: 16
Keterangan:
- Nilai akhir tes tertulis = (Total skor/16) x 100
4. Penilaian Tugas (Laporan Praktikum)
| Aspek | Kriteria | Skor (1-4) |
|---|---|---|
| Kelengkapan Data | 4: Data yang disajikan lengkap, rapi, dan sesuai dengan hasil pengamatan. 3: Data cukup lengkap namun ada sedikit kekurangan. 2: Data kurang lengkap dan tidak rapi. 1: Data tidak lengkap dan tidak sesuai dengan pengamatan. |
1-4 |
| Kebenaran Perhitungan | 4: Semua perhitungan dalam laporan benar dan sesuai prosedur. 3: Perhitungan sebagian besar benar, ada beberapa kesalahan kecil. 2: Banyak kesalahan dalam perhitungan. 1: Perhitungan salah atau tidak dilakukan. |
1-4 |
| Analisis dan Pembahasan | 4: Analisis data sangat baik, menjelaskan hubungan antara arus, tegangan, dan hambatan dengan jelas. 3: Analisis cukup baik, namun ada beberapa kesalahan atau kurang lengkap. 2: Analisis kurang baik, banyak kesalahan. 1: Analisis tidak sesuai atau tidak dilakukan. |
1-4 |
| Kesimpulan | 4: Kesimpulan tepat dan sesuai dengan hasil praktikum serta mencakup semua aspek penting. 3: Kesimpulan cukup tepat, tetapi ada beberapa aspek yang terlewat. 2: Kesimpulan kurang tepat dan tidak mencakup semua aspek. 1: Kesimpulan tidak sesuai dengan hasil atau tidak dibuat. |
1-4 |
Total Skor Maksimum: 16
Keterangan:
- Nilai akhir laporan praktikum = (Total skor/16) x 100
Kriteria Penilaian Akhir
Nilai akhir dari siswa dapat dihitung dengan bobot sebagai berikut:
- Praktikum: 30%
- Diskusi Kelompok: 20%
- Tes Tertulis: 30%
- Laporan Praktikum: 20%
Contoh perhitungan nilai akhir siswa:
Jika siswa mendapatkan nilai praktikum 85, diskusi kelompok 90, tes tertulis 80, dan laporan praktikum 75, maka nilai akhirnya:
Nilai Akhir=(85×0,3)+(90×0,2)+(80×0,3)+(75×0,2)=25,5+18+24+15=82,5
Jadi, nilai akhir siswa adalah 82,5.