Home Kurikulum Modul Ajar: Motor Listrik

Modul Ajar: Motor Listrik

Kurikulum · 08/02/2025 · Comments off 
Kelas: XII SMA

Alokasi Waktu: 135 Menit (3 JP)

Kurikulum: Merdeka

I. Kompetensi Dasar

  1. Capaian Pembelajaran (CP)
    • Siswa memahami prinsip kerja motor listrik serta komponen-komponen utama yang membentuk motor listrik.
    • Siswa mampu menjelaskan bagaimana gaya magnet dan arus listrik berinteraksi untuk menghasilkan gerakan pada motor listrik.
    • Siswa mampu melakukan analisis sederhana dan merancang model motor listrik sederhana sebagai bagian dari kegiatan praktis.
  2. Profil Pelajar Pancasila yang Dikembangkan
    • Bernalar kritis: Siswa mampu menganalisis prinsip kerja motor listrik dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.
    • Kreatif: Siswa mampu membuat model motor listrik sederhana dan mengeksplorasi berbagai cara untuk meningkatkan kinerja motor.
    • Mandiri: Siswa menunjukkan inisiatif dalam melakukan percobaan dan mengatasi masalah yang muncul selama praktikum.
  3. Tujuan Pembelajaran
    • Siswa dapat menjelaskan prinsip kerja motor listrik dan menerapkan konsep gaya Lorentz dalam pengoperasian motor listrik.
    • Siswa dapat merancang dan membangun model motor listrik sederhana menggunakan bahan-bahan dasar seperti kawat, magnet, dan baterai.
    • Siswa dapat menganalisis interaksi antara medan magnet dan arus listrik yang menghasilkan gerakan rotasi pada motor listrik.

II. Persiapan Pembelajaran

  1. Materi Pokok
    • Prinsip kerja motor listrik (DC dan AC).
    • Gaya Lorentz pada motor listrik.
    • Komponen utama motor listrik: rotor, stator, komutator, sikat, magnet.
    • Aplikasi motor listrik dalam kehidupan sehari-hari, seperti kipas angin, mesin cuci, dan kendaraan listrik.
  2. Media dan Sumber Belajar
    • Media: PowerPoint (PPT), video simulasi motor listrik, alat peraga berupa komponen motor listrik sederhana, video tutorial pembuatan motor listrik sederhana.
    • Sumber Belajar:
      • Buku teks fisika kelas XII.
      • Artikel dan video tentang prinsip kerja motor listrik (misalnya dari YouTube atau simulasi PhET).
      • Bahan bacaan tentang aplikasi motor listrik dalam teknologi modern, seperti kendaraan listrik.
  3. Metode Pembelajaran
    • Diskusi interaktif.
    • Demonstrasi eksperimen.
    • Praktikum kelompok untuk membuat model motor listrik sederhana.
    • Problem-based learning (PBL) dengan studi kasus aplikasi motor listrik.

III. Langkah-langkah Pembelajaran

A. Kegiatan Pembuka (10 menit)
  1. Orientasi dan Apersepsi (5 menit)
    • Guru mengawali pelajaran dengan menjelaskan bagaimana motor listrik digunakan dalam berbagai perangkat sehari-hari, seperti kipas angin, blender, dan mobil listrik.
    • Guru bertanya kepada siswa: “Pernahkah kalian berpikir bagaimana kipas angin bisa berputar terus-menerus saat kita menghidupkannya? Apa yang menyebabkan gerakan ini?”
  2. Motivasi dan Tujuan Pembelajaran (5 menit)
    • Guru menjelaskan bahwa siswa akan mempelajari bagaimana motor listrik bekerja berdasarkan interaksi antara medan magnet dan arus listrik.
    • Tujuan pembelajaran dijelaskan: siswa akan mempelajari prinsip dasar motor listrik, membuat model motor listrik sederhana, dan memahami cara kerja motor dalam aplikasi sehari-hari.
B. Kegiatan Inti (105 menit)
  1. Penjelasan Prinsip Kerja Motor Listrik (30 menit)
    • Pengertian Motor Listrik: Guru menjelaskan bahwa motor listrik adalah perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk gerakan rotasi.
    • Komponen Motor Listrik: Guru menjelaskan komponen-komponen dasar motor listrik, seperti:
      • Rotor: Bagian yang berputar.
      • Stator: Bagian tetap di sekitar rotor yang mengandung medan magnet.
      • Komutator dan Sikat: Komponen yang berfungsi untuk membalik arah arus agar rotor terus berputar.
      • Magnet: Menghasilkan medan magnet yang berinteraksi dengan arus listrik.
    • Gaya Lorentz: Guru menjelaskan bagaimana gaya Lorentz (gaya magnetik) bekerja pada kawat berarus listrik yang berada dalam medan magnet, menghasilkan gerakan rotasi pada rotor motor. Rumus gaya Lorentz dijelaskan: F=B×I×L×sin⁡(θ)
      • F = Gaya magnet (newton).
      • B = Medan magnet (tesla).
      • I = Arus listrik (ampere).
      • L = Panjang kawat dalam medan magnet (meter).
      • θ = Sudut antara arah arus listrik dan medan magnet.
    • Guru memberikan contoh bagaimana motor listrik bekerja, seperti pada kipas angin atau mesin cuci.
  2. Demonstrasi Motor Listrik Sederhana (15 menit)
    • Guru menunjukkan demonstrasi sederhana menggunakan magnet, kawat tembaga, dan baterai untuk membuat model motor listrik kecil.
    • Langkah Demonstrasi:
      1. Gulung kawat tembaga membentuk kumparan (rotor).
      2. Letakkan magnet di dekat kumparan sehingga medan magnet bisa memengaruhi kawat.
      3. Hubungkan kumparan ke baterai untuk menghasilkan arus listrik, dan amati bagaimana kumparan mulai berputar.
    • Guru menjelaskan bagaimana interaksi antara arus listrik dan medan magnet menghasilkan gerakan.
  3. Praktikum: Membuat Motor Listrik Sederhana (45 menit)
    • Tujuan Praktikum: Siswa bekerja dalam kelompok untuk membuat motor listrik sederhana menggunakan alat dan bahan yang tersedia.
    • Alat dan Bahan:
      • Magnet batang.
      • Kawat tembaga (email wire).
      • Baterai.
      • Penjepit kertas.
      • Klem atau alas untuk merakit motor.
    • Langkah-langkah Praktikum:
      1. Membuat Kumparan (Rotor): Siswa menggulung kawat tembaga menjadi kumparan (bentuk lingkaran) yang akan berfungsi sebagai rotor.
      2. Menyusun Komponen Motor: Letakkan magnet di bawah kumparan dan pasang ujung kumparan ke baterai dengan bantuan penjepit kertas agar arus mengalir.
      3. Mengamati Gerakan: Siswa mengamati bagaimana kumparan mulai berputar ketika arus listrik mengalir melalui kawat dalam medan magnet.
      4. Peningkatan Kinerja: Siswa diajak untuk mengeksplorasi berbagai cara meningkatkan putaran motor, seperti menambah jumlah lilitan kumparan atau mengganti kekuatan magnet.
    • Siswa mencatat hasil pengamatan mereka di lembar kerja yang disediakan.
  4. Diskusi dan Analisis Aplikasi Motor Listrik (15 menit)
    • Setelah praktikum, siswa berdiskusi tentang aplikasi motor listrik dalam kehidupan sehari-hari.
    • Guru memberikan studi kasus, misalnya tentang bagaimana motor listrik digunakan pada kendaraan listrik. Siswa diminta untuk menjelaskan prinsip kerja motor listrik dalam aplikasi tersebut.
    • Guru membagikan beberapa soal terkait prinsip kerja motor listrik untuk dikerjakan siswa. Contoh soal:
      • “Jelaskan bagaimana interaksi antara arus listrik dan medan magnet menyebabkan rotor pada motor listrik berputar.”
C. Kegiatan Penutup (20 menit)
  1. Refleksi Pembelajaran (10 menit)
    • Guru meminta siswa untuk merefleksikan apa yang telah mereka pelajari tentang motor listrik dan bagaimana mereka mengaplikasikan konsep ini dalam membuat model motor listrik sederhana.
    • Guru mengajukan pertanyaan seperti: “Apa yang terjadi jika kekuatan magnet yang digunakan dalam motor listrik diperbesar?” atau “Bagaimana motor listrik mempengaruhi perkembangan teknologi kendaraan listrik?”
  2. Penugasan (5 menit)
    • Siswa diberikan tugas untuk menulis laporan praktikum yang berisi langkah-langkah pembuatan motor listrik sederhana, pengamatan, dan analisis bagaimana interaksi antara medan magnet dan arus listrik menghasilkan gerakan.
    • Guru juga meminta siswa untuk meneliti aplikasi motor listrik dalam teknologi modern dan menuliskan satu contoh dalam bentuk esai singkat.
  3. Penutup dan Evaluasi (5 menit)
    • Guru menutup pelajaran dengan merangkum materi yang telah dipelajari dan memberikan evaluasi terhadap keterlibatan siswa dalam proses pembelajaran.
    • Guru menjelaskan topik pembelajaran selanjutnya, seperti induksi elektromagnetik atau generator listrik.

IV. Penilaian

  1. Penilaian Pengetahuan:
    • Soal-soal terkait prinsip kerja motor listrik, komponen motor listrik, dan gaya Lorentz.
  2. Penilaian Keterampilan:
    • Laporan praktikum yang mencakup langkah-langkah pembuatan motor listrik sederhana, pengamatan, dan analisis hasil percobaan.
  3. Penilaian Sikap:
    • Observasi keterlibatan siswa dalam diskusi kelas, kerja kelompok, dan disiplin dalam penyelesaian tugas.

V. Lampiran

  • Lembar Kerja Siswa (LKS): Berisi langkah-langkah praktikum, pengamatan, dan soal-soal diskusi terkait motor listrik.
  • Materi Tambahan: Artikel atau video tutorial tentang motor listrik dan aplikasi teknologinya.

Lampiran 1: Lembar Kerja Siswa (LKS)

Lembar Kerja Siswa: Motor Listrik
Kelas: XII SMA
Nama: …
Tanggal: …

A. Tujuan Kegiatan
  1. Memahami prinsip kerja motor listrik dan komponen-komponennya.
  2. Membuat model motor listrik sederhana menggunakan kawat, magnet, dan baterai.
  3. Menganalisis interaksi antara medan magnet dan arus listrik yang menyebabkan gerakan pada motor listrik.
B. Alat dan Bahan
  • Magnet batang
  • Kawat tembaga (email wire)
  • Baterai
  • Penjepit kertas
  • Klem atau alas untuk merakit motor
C. Langkah-langkah Praktikum
  1. Membuat Kumparan (Rotor): Gulung kawat tembaga menjadi kumparan yang akan digunakan sebagai rotor motor.
  2. Merakit Motor Listrik: Tempatkan magnet di bawah kumparan dan hubungkan ujung kumparan ke baterai dengan bantuan penjepit kertas.
  3. Mengamati Gerakan: Amati pergerakan kumparan yang terjadi ketika arus listrik mengalir dan medan magnet bekerja.
  4. Catatan Pengamatan: Catat hasil pengamatan mengenai putaran kumparan dan analisis bagaimana interaksi medan magnet dan arus listrik menghasilkan gerakan.
D. Pertanyaan Refleksi
  1. Apa yang terjadi ketika arus listrik berhenti mengalir melalui kawat pada motor listrik?
  2. Bagaimana pengaruh jumlah lilitan kumparan terhadap kecepatan putaran motor listrik?
  3. Jelaskan satu aplikasi motor listrik dalam kehidupan sehari-hari yang kalian ketahui.

Lampiran 2: Rubrik Penilaian

A. Penilaian Laporan Praktikum

No Aspek Penilaian Kriteria Penilaian Skor
1 Pembuatan Kumparan (Rotor) Kawat digulung dengan baik dan rapi 0-10
2 Perakitan Motor Komponen motor tersusun dengan baik dan dapat berfungsi 0-10
3 Pengamatan Gerakan Pengamatan dilakukan dengan teliti 0-10
4 Analisis Interaksi Medan Magnet dan Arus Analisis sesuai dengan prinsip kerja motor listrik 0-10
Total Skor 0-40

Dengan modul ini, siswa diharapkan dapat memahami prinsip kerja motor listrik secara teori dan praktik, serta dapat melihat relevansi konsep ini dalam berbagai aplikasi teknologi.

Budiskj