Home Kurikulum Modul Ajar: GGL Induksi

Modul Ajar: GGL Induksi

Kurikulum · 22/01/2025 · Comments off

Kelas: XII SMA

Mata Pelajaran: Fisika

Topik: Gaya Gerak Listrik (GGL) Induksi

Kurikulum: Merdeka

Alokasi Waktu: 135 Menit (3 JP)

Tujuan Pembelajaran

Pada akhir pembelajaran, peserta didik diharapkan mampu:

  1. Menjelaskan konsep dasar GGL Induksi dan Hukum Faraday.
  2. Menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi.
  3. Menghitung GGL induksi menggunakan persamaan Hukum Faraday.
  4. Memahami penerapan GGL induksi dalam kehidupan sehari-hari.

Capaian Pembelajaran

  • Peserta didik memahami fenomena induksi elektromagnetik, Hukum Faraday, dan Hukum Lenz.
  • Peserta didik dapat melakukan eksperimen sederhana untuk membuktikan adanya GGL induksi.
  • Peserta didik dapat menerapkan prinsip GGL induksi pada teknologi seperti generator dan transformator.

Karakter Profil Pelajar Pancasila yang Dikembangkan

  • Bernalar kritis: Mampu mengkaji informasi, fenomena, dan data terkait induksi elektromagnetik.
  • Kreatif: Mampu merancang eksperimen sederhana terkait GGL induksi.

Alur Pembelajaran

Pendahuluan (15 Menit)

  1. Apersepsi:
    • Guru memberikan pertanyaan pembuka: “Pernahkah kalian mendengar tentang generator listrik? Bagaimana listrik dapat dihasilkan dari gerakan?”
    • Guru menampilkan video singkat tentang prinsip kerja generator dan fenomena induksi elektromagnetik (sekitar 3-5 menit).
    • Mengaitkan konsep yang akan dipelajari dengan kehidupan sehari-hari, seperti pembangkit listrik dan charger nirkabel.
  2. Tujuan Pembelajaran:
    Guru menyampaikan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai pada sesi ini, serta kaitannya dengan teknologi yang sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari.
  3. Motivasi:
    Menyampaikan kepada peserta didik pentingnya memahami prinsip GGL induksi untuk memahami teknologi modern, seperti motor listrik dan transformator, yang memiliki peranan penting dalam kehidupan sehari-hari.

Inti (100 Menit)

A. Eksplorasi Konsep GGL Induksi (30 Menit)
  1. Penjelasan Hukum Faraday dan Lenz:
    • Guru menjelaskan konsep dasar GGL induksi, dimulai dengan Hukum Faraday: “Besar GGL induksi yang muncul pada suatu rangkaian tertutup berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetik yang melalui rangkaian tersebut”.
    • Guru juga menjelaskan Hukum Lenz: “Arah GGL induksi yang timbul selalu berlawanan dengan perubahan fluks magnetik yang menyebabkannya”.
    • Gunakan contoh sederhana seperti gerakan magnet ke dalam kumparan untuk memperlihatkan perubahan fluks magnetik.
  2. Demonstrasi:
    • Guru melakukan demonstrasi menggunakan magnet dan kumparan kawat yang dihubungkan dengan galvanometer.
    • Guru menunjukkan bagaimana pergerakan magnet yang masuk dan keluar dari kumparan menghasilkan arus listrik, yang terbaca pada galvanometer.
    • Diskusikan bagaimana arah pergerakan magnet mempengaruhi arah GGL induksi.
  3. Diskusi Kelas:
    • Diskusikan hasil pengamatan dari demonstrasi, dan ajak peserta didik untuk merumuskan secara mandiri konsep GGL induksi dan hubungannya dengan perubahan fluks magnetik.
B. Penerapan Hukum Faraday dan Lenz (35 Menit)
  1. Latihan Soal dan Penghitungan GGL Induksi:
    • Guru memberikan rumus dasar dari Hukum Faraday:
      GGL Induksi=−ΔΦ/Δt
      di mana ΔΦ adalah perubahan fluks magnetik, dan Δt adalah waktu yang diperlukan untuk perubahan tersebut.
    • Berikan contoh soal sederhana untuk menghitung GGL induksi dengan mengubah variabel fluks magnetik dan waktu.
    • Minta peserta didik menghitung beberapa kasus sederhana perubahan fluks magnetik yang menghasilkan GGL induksi, baik dalam bentuk soal tertulis atau diskusi kelompok.
  2. Hukum Lenz dalam Perhitungan:
    • Diskusikan bagaimana tanda negatif dalam Hukum Faraday berhubungan dengan Hukum Lenz.
    • Berikan soal tambahan yang melibatkan arah arus listrik akibat perubahan fluks magnetik.
  3. Diskusi Aplikasi:
    Ajak peserta didik untuk membahas penerapan konsep GGL induksi dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada:

    • Generator listrik.
    • Dinamo sepeda.
    • Mikrofon dan speaker.
    • Charger nirkabel.
C. Eksperimen Sederhana GGL Induksi (35 Menit)
  1. Tujuan Eksperimen:
    Membuktikan hubungan antara perubahan fluks magnetik dan besar GGL induksi yang dihasilkan.
  2. Alat dan Bahan:
    • Magnet batang.
    • Kumparan kawat.
    • Galvanometer.
    • Kabel penghubung.
    • Sumber arus listrik.
  3. Langkah-langkah Eksperimen:
    a. Rangkai alat seperti yang diperlihatkan pada demonstrasi.
    b. Gerakkan magnet masuk dan keluar dari kumparan dengan kecepatan berbeda, amati perubahan pada galvanometer.
    c. Ulangi eksperimen dengan variasi jumlah lilitan kawat dan kekuatan magnet yang berbeda.
    d. Catat pengamatan tentang bagaimana perubahan kecepatan gerakan magnet dan jumlah lilitan kawat memengaruhi besar arus listrik yang dihasilkan.
  4. Analisis Data dan Diskusi:
    • Minta peserta didik untuk menyusun laporan hasil eksperimen dan berdiskusi mengenai hubungan antara faktor-faktor seperti jumlah lilitan, kekuatan magnet, dan kecepatan gerakan magnet terhadap besar GGL induksi.
  5. Presentasi Hasil Eksperimen:
    • Minta perwakilan kelompok untuk mempresentasikan hasil eksperimen dan diskusikan hasilnya bersama kelas.

Penutup (20 Menit)

  1. Refleksi:
    • Guru mengajak peserta didik untuk merefleksikan apa yang telah dipelajari hari ini dengan memberikan beberapa pertanyaan pemantik seperti:
      “Apa hubungan antara perubahan fluks magnetik dan GGL induksi?”, “Bagaimana kita bisa mengaplikasikan prinsip GGL induksi di kehidupan sehari-hari?”
    • Berikan kesempatan peserta didik untuk menuliskan kesimpulan pembelajaran di buku catatan.
  2. Penugasan:
    • Berikan tugas rumah berupa soal terkait perhitungan GGL induksi dan penerapannya. Peserta didik juga diminta mencari contoh lain dari penerapan GGL induksi dalam teknologi modern.

Asesmen

Asesmen Formatif

  • Diskusi kelas setelah demonstrasi dan latihan soal.
  • Pengamatan dan evaluasi hasil eksperimen peserta didik.

Asesmen Sumatif

  • Pemberian tugas soal perhitungan GGL induksi.
  • Laporan hasil eksperimen.

Rubrik Penilaian

Aspek Kriteria Baik (4) Kriteria Cukup (3) Kriteria Kurang (2) Kriteria Sangat Kurang (1)
Pemahaman Konsep Peserta didik dapat menjelaskan konsep GGL induksi, Hukum Faraday dan Lenz dengan tepat dan rinci. Peserta didik memahami sebagian besar konsep dengan baik, tetapi ada beberapa kesalahan kecil. Peserta didik memahami sebagian konsep, namun masih memiliki banyak kesalahan dalam penjelasannya. Peserta didik tidak memahami konsep dasar dengan jelas.
Eksperimen Langkah-langkah eksperimen dilakukan dengan benar dan teliti. Hasil pengamatan dicatat dengan rinci dan sesuai teori. Langkah-langkah eksperimen dilakukan dengan cukup baik, namun ada kesalahan kecil dalam pengamatan atau pencatatan data. Langkah-langkah eksperimen dilakukan dengan banyak kesalahan, dan pengamatan kurang sesuai dengan teori. Eksperimen tidak dilakukan dengan benar, banyak data yang salah atau tidak tercatat.
Diskusi dan Analisis Peserta didik dapat menjelaskan hasil eksperimen dengan baik dan menarik kesimpulan yang benar. Peserta didik dapat menganalisis hasil eksperimen, namun kurang rinci dalam menjelaskan kesimpulan. Analisis hasil eksperimen kurang mendalam dan kesimpulan kurang tepat. Peserta didik tidak dapat menganalisis hasil eksperimen dan tidak dapat menarik kesimpulan yang benar.
Kreativitas dan Kolaborasi Peserta didik aktif berpartisipasi, memberikan ide kreatif, dan bekerja sama dengan baik dalam kelompok. Peserta didik cukup aktif berpartisipasi, tetapi ide kreatif dan kerja sama masih kurang. Peserta didik pasif dalam kelompok dan tidak banyak memberikan kontribusi dalam bentuk ide atau kerja. Peserta didik tidak berpartisipasi sama sekali dalam kelompok.

Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD)

Judul: Eksperimen GGL Induksi

Tujuan:
Mempelajari hubungan antara perubahan fluks magnetik dengan besar GGL induksi yang dihasilkan.

Alat dan Bahan:

  1. Magnet batang
  2. Kumparan kawat
  3. Galvanometer
  4. Kabel penghubung
  5. Sumber arus listrik

Langkah-langkah:

  1. Rangkai alat sesuai petunjuk guru.
  2. Gerakkan magnet masuk dan keluar dari kumparan dengan kecepatan berbeda.
  3. Amati perubahan pada galvanometer dan catat besar arus listrik yang terbaca.
  4. Ulangi eksperimen dengan variasi jumlah lilitan kawat dan kekuatan magnet.

Tabel Pengamatan:

No. Kecepatan Gerak Magnet Jumlah Lilitan Kumparan Besar Arus yang Terbaca (A)
1 Lambat 50 lilitan
2 Cepat 50 lilitan
3 Lambat 100 lilitan
4 Cepat 100 lilitan

Analisis:

  1. Bagaimana perubahan kecepatan gerakan magnet mempengaruhi besar arus listrik yang dihasilkan?
  2. Bagaimana jumlah lilitan kawat mempengaruhi besar arus listrik?

Kesimpulan:
Tuliskan kesimpulan dari hasil eksperimen terkait hubungan antara perubahan fluks magnetik dan besar GGL induksi.

Sumber Referensi

  1. Buku Teks Fisika SMA Kelas XII (Sesuai Kurikulum Merdeka).
  2. Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of Physics (10th Edition).
  3. Video pembelajaran dari YouTube, seperti Khan Academy (Electromagnetic Induction).

Dengan adanya rubrik penilaian dan LKPD, modul ini memberikan panduan yang lebih komprehensif untuk guru dalam melaksanakan kegiatan pembelajaran dan mengevaluasi capaian peserta didik.

Budiskj