1. ARUS LISTRIK

Listrik Dinamis dalam Kehidupan Sehari-hari Modul 1 Arus Listrik Disusun Oleh: Rila Mayasari

ARUS LISTRIK KOMPETENSI INTI (KI), KOMPETENSI DASAR (KD) SERTA INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) dan TUJUAN PEMBELAJARAN POKOK BAHASAN TENTANG : ARUS LISTIK A. Kompetensi Inti KI-1 : Menghargai dan menghayati ajaran agama yang dianutnya. KI-2 : Menunjukkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (toleran, gotong royong), santun, dan percaya diri dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam dalam jangkauan pergaulan dan keberadaannya. KI-3 : Memahami dan menerapkan pengetahuan (faktual, konseptual, dan prosedural) berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya terkait fenomena dan kejadian tampak mata. KI-4 : Mengolah, menyaji, dan menalar dalam ranah konkret (menggunakan, mengurai, merangkai, memodifikasi, dan membuat) dan ranah abstrak (menulis, membaca, menghitung, menggambar, dan mengarang) sesuai dengan yang dipelajari di sekolah dan sumber lain yang sama dalam sudut pandang/teori. B. Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK) 3.5 Menerapkan konsep rangkaian listrik, 3.5.1. Menjelaskan definisi arus listrik 3.5.2. Menentukan besar kuat arus listrik energi dan daya listrik, sumber energi 3.5.3. Menjelaskan cara mengukur kuat arus listrik dalam kehidupan sehari-hari termasuk sumber energi listrik listrik alternatif. 4.5 Menyajikan hasil rancangan berbagai 4.5.1 Membuat alat sederhana yang menerapkan rangkaian listrik konsep listrik dinamis C. Tujuan Pembelajaran Menuntun peserta didik untuk mengamati (membaca) permasalahan, menganalisis, menuliskan penyelesaian, dan mempresentasikan hasilnya di depan kelas tentang materi Arus Listrik dengan penuh rasa ingin tahu, displin, percaya diri serta selalu mensyukuri anugrah ciptaan Tuhan Yang Maha Esa selama proses pembelajaran dan bekerjasama dalam kelompok.



ARUS LISTRIK MATERI PEMBELAJARAN Sebelumnya telah kalian ketahui tentang muatan listrik. Ada muatan listrik positif dan muatan listrik negatif. Muatan negatif (elektron) dapat berpindah dari satu atom ke atom yang lain. Dalam bab ini, akan kita pelajari tentang listrik dinamis. Materi listrik dinamis mencakup arus lsitrik, hantaran listrik, rangkaian listrik, energi dan daya istrik, serta sumber energi lsitrik. Pada pertemuan ini kita akan mempelajari tentang Arus Listrik. A. Arus Listrik Sebelum kita bahas lebih jauh tentang arus listrik, kita perhatikan dulu gambar berikut Sumber : kapan lagi.com Indah bukan? Tentu kalian tahu bahwa air mengalir dari tempat tinggi ke tempat yang rendah. Air dapat mengalir dengan lancar jika tidak ada hambatan yang dilewatinya. Tetapi, jika tidak ada yang menghambat, air akan mengalir dengan sangat deras, bahkan bisa membahayakan. Nah, arus listrik pun demikian. Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Arus listrik didefinisikan sebagai banyaknya muatan yang mengalir tiap detik II =QQtt dimana I = kuat arus listrik (ampere), Q = besar muatan ( Coulomb), dan t – waktu (sekon)

A. Rangkaian Terbuka dan Tertutup Arah arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial antara kedua benda Arus listrik mengalir dari potensial tinggi menuju ke potensial rendah Sumber : prakaryarekayasa.blogspot.com Perhatikan gambar di atas, jika kran dibuka, maka air dari tangki A akan mengalir menuju tangki B. Air hanya akan mengalir jika tangki A dan B terhubung. Demikian pula arus listrik. Hanya dapat mengalir melalui sebuah rangkaian yang tertutup. Seperti pada gambar berikut Gambar Rangkaian terbuka (kiri) dan rangkaian tertutup (kanan) Sumber : kemdikbud.go.id Jika arus listrik seperti air yang mengalir, pasti ada sumbernya. Seperti sungai yang berasal dari mata air. Sumber arus listrik bisa berasal dari baterai. Bahkan buah pun bisa sebagai sumber arus listrik dan dapat menghasilkan arus listrik contohnya jeruk. Ya, jeruk dapat menghasilkan arus lsitrik. Sumber : solichahhasan28.blogspot.com dan bp.blogspot.com

ARUS LISTRIK Buah dapat berperan sebagai baterai karena adanya penggunaan lempeng seng dan lempeng besi yang berfungsi untuk menimbulkan beda potensial dalam buah. Lempeng seng berfungsi sebagai kutub negatif dan lempeng besi berfungsi sebagai kutub positif. Adanya beda potensial dalam buah inilah yang kemudian mendorong elektron-elektron untuk bergerak hingga memicu aliran listrik dalam rangkaian. B. Hantaran Listrik Listrik mengalir melalui suatu penghantar. Penghantar tersebut bisa berupa kabel, bahkan saraf manusia. Lalu apa saja sebenarnya yang dapat menghantarkan listrik. 1. Konduktor Konduktor adalah bahan- bahan yang mudah mengahntarkan listrik. Misalnya : besi, tembaga, seng, alumunium, emas, perak, dan air. Air adalah konduktor,, tetapi tergolong konduktor yang buruk. 2. Isolator Isolator merupakan bahan – bahan yang sulit menghantarkan listrik. Misalnya, kayu, plastik, dan udara. Jika udara adalah isolator, bagaimana petir bisa sampai ke bumi? petir merupakan listrik yang sangat besar, sehingga tidak ada yang kuasa untuk menahannya. 3. Semi konduktor Merupakan bahan – bahan yang berupa isolator ketika bersuhu rendah dan menjadi konduktor jika suhunya tinggi. Misalnya karbon, silikon , dan germanium. Beberapa jenis zat cair juga dapat menghantarkan arus listrik. Cairan yang dapat menghantarkan arus listrik disebut dengan larutan elektrolit dan yang tidak dapat menghantarkan listrik disebut nonelektrolit. Contoh larutan elektrolit adalah garam, dan yang non elektrolit adalah larutan gula. Larutan garam dapat menghantarkan listrik karena saat garam NaCl dilarutkan dalam air, akan terionisasi menjadi ion Na+ dan Cl-. Adanya ion-ion tersebutlah yang menyebabkan arus dapat mengalir. Saat gula dilarutkan dalam air, molekul gula akan tetap (tidak terionisasi), sehingga tidak dapat menghantarkan arus listrik. Apakah setiap konduktor tidak memiliki hambatan, sehingga dapat dengan mudah menghantarkan listrik? Ternyata, konduktor pun memiliki hambatan. Hambatan dalam suatu penghantar diengaruhi oleh tiga hal yaitu : 1. Hambat jenis 2. Panjang penghantar, dan 3. luas penampang penghantar

ARUS LISTRIK secara matematis dituliskan sebagai berikut : R  .l A Dimana R = hambatan listrik (ohm), = hambat jenis (ohm.m), l = panjang penghantar (m), dan A = luas penampang (m2) Hubungan ketiganya dapat dilihat dalam grafik berikut : 1) Untuk panjang sama dengan luas penampang sama dan jenis penghantar berbeda 2) Untuk jenis penghantar sama dengan luas penampang sama dan panjang berbeda 3) Untuk jenis penghantar sama dengan panjang sama dan luas penampang berbeda

ARUS LISTRIK Mari Kita Lakukan Aktivitas 3.7 Baterai Buah Apa yang Anda perlukan? 1. 1 lempeng seng, 2. 1 lempeng besi/paku besi, 3. 1 penjepit buaya warna hitam dan 1 warna merah, 4. 1 gunting, 5. 1 pisau, 6. 1 LED 3 mA, 7. 1 amperemeter, 8. 1 sakelar, 9. 1 buah semangka, dan 10. 1 buah jeruk. Apa yang harus Anda lakukan? 1. Tancapkan lempeng seng dan paku besi pada semangka. Lihat Gambar 3.24. Perhatikan sambungan kutub positif dengan kutub negatif baterai pada amperemeter agar arus yang terukur tidak bernilai negatif. 2. Hubungkan lempeng, lampu, sakelar, dan amperemeter dengan menggunakan kabel penjepit buaya. 3. Aturlah amperemeter dengan batas ukur arus paling kecil, kemudian nyalakan sakelar (on). 4. Bacalah kuat arus yang ditimbulkan oleh buah dan amati nyala lampu. 5. Ulangi langkah 1-4 dengan menggunakan buah lainnya dengan menggunakan variasi jumlah sebanyak 3, 4, 5, 6, dst, disusun secara seri maupun paralel. Lakukan kegiatan ini secara bertahap sampai lampu menyala. 6. Catat hasil pengamatan Anda dalam bentuk tabel.

ARUS LISTRIK Gambar 3.25 Rangkaian Percobaan Baterai Buah Sumber: Dokumen Kemdikbud Apa yang Anda diskusikan? 1. Bandingkan hasil pengamatan besarnya kuat arus dengan jumlah buah yang digunakan. Bagaimanakah hubungan besarnya kuat arus dengan jumlah buah? 2. Bandingkan hasil pengamatan nyala lampu dengan jumlah buah yang digunakan. Bagaimanakah hubungan nyala lampu dengan jumlah buah? 3. Mengapa buah dapat digunakan untuk menyalakan lampu? 4. Apa fungsi pemberian lempeng seng dan paku besi pada percobaan baterai buah ini? Apa yang Anda simpulkan? Berdasarkan hasil percobaan Anda, buatlah kesimpulan! Catatan: untuk kegiatan ini Anda cobalah gunakan buah-buahan yang ada di sekitar Anda dan bandingkan hasilnya.

ARUS LISTRIK Untuk lebih jelas mengenai materi ini silahkan Ananda tonton video di bawah ini: https://youtu.be/nl7aN_xSgog

ARUS LISTRIK RANGKUMAN Selamat Ananda ibu telah selesai mempelajari materi Arus Listrik dengan baik. Dengan selesainya Ananda ibu mempelajari modul ini, Ananda dapat menjelaskan arus listrik serta dapat menghitung kuat arus pada suatu rangkaian listrik. Dan Ananda dapat melakukan percobaan. Semoga Ananda berhasil dalam mengikuti tes akhir modul. Kemudian Ananda dapat melanjutkan belajar pada modul berikutnya, tapi sebelum itu bacalah rangkuman berikut ini! 1. Alat ukur kuat arus listrik adalah amperemeter. 2. Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu 3. Arus listrik mengalir dari potensial tinggi (+) ke potensial rendah (-) 4. Kuat arus adalah jumlah muatan yang mengalir tiap satuan waktu dirumuskan: I = Q / t , dimana: I = kuat arus listrik (coulomb/ sekon = ampere) Q = muatan listrik (coulomb) t = waktu (sekon) 5. Arah arus elektron dari potensial rendah menuju ke potensial tinggi. 6. Berdasarkan kemampuan bahan untuk menghantarkan arus listrik, bahan digolongkan menjadi konduktor, semikonduktor, dan isolator. 7. Konduktor listrik merupakan bahan-bahan yang dapat digunakan untuk menghantarkan listrik. Contoh bahan konduktor listrik diantaranya tembaga, perak, dan emas. 8. Isolator listrik merupakan bahan yang sangat buruk untuk menghantarkan listrik. Contoh bahan isolator listrik diantaranya plastik dan karet. 9. Bahan semikonduktor listrik adalah bahan-bahan yang jika berada pada suhu rendah bersifat sebagai isolator, sementara pada suhu tinggi bersifat sebagai konduktor. Contoh bahan semikonduktor listrik adalah karbon, silikon, dan germanium. LATIHAN Untuk mengerjakan Latihan silahkan Ananda Ibu klik link di bawah ini: http://gg.gg/Evaluasi-Arus-listrik

ARUS LISTRIK DAFTAR PUSTAKA Zubaidah, S., dkk. 2018. Ilmu Pengetahuan Alam Kelas IX Semester 1. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.(hal:198-211) Zubaidah, S., dkk. 2018. Buku Guru Ilmu Pengetahuan Alam Kelas IX. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.(hal:218-233) http://www.academia.edu/35405693/Bahan_Ajar_Listrik_Dinamis (diakses pada tanggal 03 September 2020) http://duniatekniklistrik.blogspot.com/2017/01/kwh-meter.html (03 September 2020) https://www.kompasiana.com/dennysimply/54f9659da3331176038b4de0/perjalanan-listrik- hingga-bisa-kita-nikmati (diakses pada tanggal 03 September 2020) GLOSARIUM A Amperemeter : alat untuk mengukur besar kuat arus listrik yang mengalir di dalam rangkain tertutup. Arus Listrik : aliran elektron-elektron di dalam konduktor. L Listrik Dinamis : aliran elektron dari tempat yang mempunyai energi potesial lebih tinggi ke tempat berenergi potensial rendah di dalam suatu rangkaian. M Muatan negatif : benda menerima elektron sehingga jumlah elektron lebih banyak Muatan positif : benda kehilangan sebagaian elektronya sehingga jumlah proton lebih banyak R Rangkaian tertutup: ujung-ujung sumber tegangan dan beban terhubung sehingga memungkinkan elektron-elektron mengalir