RPP INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
assalamu'alaikum teman teman semua,,, semoga masih dalam keadaan baik baik saja ya, pada kesempatan ini saya ingin sharing tugas mata kuliah peer teaching, kebetulan saya mengambil sub materi induksi elektromagnetik...
magnetik- nya akan mencapai harga minimum. Hal
ini terlihat pada gambar (5.5).
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
Nama sekolah : Sekolah Menengah Atas
Kelas / Semester : XII / Ganjil
Mata Pelajaran : Fisika
Materi Pokok : Induksi Elektromagnetik
Alokasi Waktu : 2 x 45 menit( 2 kali tatap muka )
A.
KOMPETENSI
INTI
KI.3. Memahami,
menerapkan, dan menjelaskan pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan
metakognitif dalamilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora
dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait
penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan
masalah.
KI.4.
Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri
serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda sesuai
kaidah keilmuan.
B.
KOMPETENSI
DASAR DAN INDIKATOR
3.4 Menganalisis fenomena induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari
Indikator Pencapaian Konsep
3.4.1
Menjelaskan
penyebab adanya arus listrik pada kumparan
3.4.2
Menganalisis gejala fluks magnetik yang
dihasilkan oleh medan magnetik .
4.4 Melakukan
percobaan tentang induksi elektromagnetik berikut presentasi hasilnya
dalam kehidupan sehari-hari
Indikator
Pencapaian Konsep
4.4.1
Menyajikan alat/ bahan percobaan
sederhana tentang fenomena GGL Induksi pada berarus listrik yang diletakkan
didalam medan magnetik.
4.4.2
Menyusun laporan percobaan.
4.4.3
Melakukan presentasi hasil percobaan
C.
TUJUAN
PEMBELAJARAN
1.
Melalui
kegiatan percobaan menggunakan lab virtual PhEt induksi elektromagnetik,
peserta didik dapat menjelaskan skema dengan benar.
2.
Melalui
diskusi buku ajar, peserta didik dapat mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya gaya gerak
listrik induksi (GGL Induksi)..
3. Siswa terampil
mengkomunikasikan hasil diskusi dalam bentuk lisan maupun tulisan mengenai
informasi yang diperoleh berkenaan dengan induksi elektromagnetik
D. MATERI PEMBELAJARAN `
A.
GGL INDUKSI
1. Pengertian Fluks
Magnetik
Konsep
tentang fluks magnetik pertama kali dikemukaan oleh ilmuwan Fisika yang bernama
Michael Faraday untuk menggambarkan medan magnet. Ia menggambarkan medan
magnet dengan menggunakan garis-garis gaya, di mana daerah yang medan magnetnya
kuat digambarkan garis gaya rapat dan yang kurang kuat digambarkan dengan garis
gaya yang kurang rapat. Sedangkan untuk daerah yang memiliki kuat medan yang
homogen digambarkan garis-garis gaya yang sejajar. Garis gaya magnet dilukiskan dari
kutub utara magnet dan berakhir di kutub selatan magnet. Untuk
menyatakan kuat medan magnetik dinyatakan dengan lambang B yang disebut
dengan induksi magnet, induksi magnetic menyatakan kerapatan garis gaya
magnet. Sedangkan fluks magnetik menyatakan banyaknya jumlah garis gaya yang
menembus permukaan bidang secara tegak lurus, yang dapat dinyatakan dalam
persamaan sebagai berikut :
Persamaan (5.2) dipakai apabila arah B tidak tegak lurus
permukaan bidang. Dengan:
= fluks magnetik (Wb = weber)
B = induksi magnet (T atau
WB.m )
A = luas permukaan bidang (m2)
= sudut yang dibentuk antara arah B dengan
garis normal (radian atau derajat)
2. Hukum Faraday
Perhatikan Gambar (5.2). Apabila magnet
batang digerakkan mendekati kumparan, maka jarum galvanometer akan menyimpang
ke kanan dan sebaliknya jika magnet batang digerakkan menjauhi kumparan, maka
jarum galvanometer akan menyimpang ke kiri. Akan tetapi jika magnet batang diam
tidak digerakkan, jarum galvanometer juga diam. Jarum galvanometer yang
bergerak menunjukkan adanya arus listrik yang timbul di dalam kumparan pada
saat terjadi gerak relatif pada magnet batang atau kumparan. Peristiwa ini
disebut induksi elektromagnetik, yaitu timbulnya ggl pada ujung-ujung
kumparan yang disebabkan adanya perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh
kumparan, ggl yang timbul disebut ggl induksi. Berdasarkan hasil
percobaan yang dilakukan oleh Faraday menyimpulkan bahwa besarnya ggl
induksi yang timbul pada ujung-ujung kumparan tergantung pada kecepatan
perubahan fluks magnetic yang dilingkupinya. Kesimpulan ini lebih dikenal
dengan
hukum Faraday yang
berbunyi :
Besarnya ggl induksi yang timbul antara ujung-ujung kumparan
berbanding lurus dengan kecepatan perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh
kumparan tersebut. Secara matematik hukum
faraday dapat dituliskan dalam persamaan :
= ggl induksi pada
ujung-ujung kumparan (Volt)
N = jumlah lilitan
dalam kumparan
= perubahan fluks magnetik (Wb)
= selang waktu perubahan fluks magnetik (s)
= laju perubahan
fluks magnetic (Wb.s-1)
Tanda negatif pada persamaan untuk menyesuaikan dengan hokum
lenz Berdasarkan persamaan (5.2) dapat diketahui bahwa ada tiga faktor yang
mempengaruhi terjadinya perubahan fluks magnetic, yaitu :
a.
Luas bidang kumparan yang melingkupi garis gaya medan magnetik.
b. Perubahan induksi
magnetiknya.
c. Perubahan sudut
antara arah medan magnet dengan garis normal bidang kumparan.
a. Besarnya GGL Induksi karena Perubahan Luas
Penampang Bidang Kumparan
Untuk menyelidiki
ggl induksi yang terjadi akibat perubahan luas penampang, perhatikan Gambar
(5.3). Sebuah kawat penghantar berbentuk huruf U yang di atasnya terdapat buah kawat
penghantar (PQ) yang panjang mudah bergerak bebas pada kawat penghantar U. Kawat penghantar tersebut berada dalam medan
magnet yang arahnya masuk bidang gambar. Apabila kita menggerakkan kawat PQ ke
kanan dengan kecepatan v akan menyebabkan terjadinya perubahan luas penampang
bidang yang melingkupi garis gaya medan magnet. Apabila kawat PQ dalam selang
waktu dt telah berpindah sejauh ds maka selama itu terjadi
perubahan luas penampang sebesar dA = l ds, sehingga besarnya
perubahan luas penampang per satuan waktu adalah :
Sehingga besarnya ggl yang terjadi
dapat dituliskan :
=
Jika pada kumparan
hanya terdiri atas satu lilitan maka ggl induksi dapat dinyatakan :
= -B l v
dengan :
= ggl yang terjadi (Volt)
B = Induksi magnetik (Wb/m2 )
l = panjang kawat penghantar
(m)
v = kecepatan kawat penghantar
Persamaan (5.5) berlaku untuk arah v tegak lurus B, jika
arah v membentuk sudut terhadap B,
maka menjadi :
= -B l v sin
b.
GGL Induksi karena Perubahan Induksi Magnet
Perhatikan Gambar
(5.4), dua buah kumparan kawat yang saling berdekatan pada kumparan pertama
dirangkai dengan sebuah baterai dan sakelar, sedangkan kumparan yang satunya
dirangkai dengan galvanometer. Apabila sakelar ditutup terlihat bahwa jarum
pada galvanometer bergerak, demikian juga pada saat sakelar dibuka. Dengan
membuka dan menutup sakelar menyebabkan arus listrik yang mengalir pada
kumparan I berubah. Karena arus listrik melalui kumparan I, maka akan
menimbulkan perubahan medan magnet di sekitar kumparan. Perubahan medan magnet
inipun terjadi pada kumparan II, sehingga pada kumparan timbul ggl induksi.
Besarnya ggl
induksi yang disebabkan karena perubahan induksi magnet ini digunakan sebagai dasar dalam
pembuatan transformator, secara matematik dapat dinyatakan :
Kumparan dalam transformator keduanya dibelitkan dalam tempat
yang sama, sehingga memiliki luas penampang yang sama dan perubahan induksi
magnet pada kedua kumparan sama. Dengan demikian perbandingan beda potensial
(ggl) pada kedua ujung kumparan berbanding lurus dengan banyaknya lilitan pada
kumparan tersebut, yaitu :
Sehingga
dapat dituliskan sbb :
dengan :
V1 = tegangan listrik (ggl induksi) pada kumparan 1 (primer)
V = tegangan listrik pada kumparan 2 (sekunder)
N2 = jumlah lilitan pada kumparan 1 (primer)
N12 = jumlah lilitan pada kumparan 2
(sekunder)
c.
GGL Induksi karena Perubahan Sudut antara B dan
Garis Normal Bidang Kumparan
Perubahan fluks magnetic dapat juga terjadi jika sebuah kumparan
diputar dalam medan magnet, sehingga akan terjadi perubahan jumlah garis gaya
magnet yang dilingkupi oleh kumparan tersebut. Pada saat bidang kumparan tegak
lurus arah medan magnet, maka fluks magnetik mencapai harga maksimum dan
sebaliknya pada saat bidang kumparan sejajar arah medan magnet, maka fluks
magnetik- nya akan mencapai harga minimum. Hal
ini terlihat pada gambar (5.5).
Ggl induksi karena adanya perubahan
sudut antara arah medan magnet dengan garis normal bidang kumparan merupakan
dasar dari dibuatnya dynamo atau generator. Secara matematik
besarnya ggl dapat dituliskan dalam persamaan :
Gambar 5.6 prinsip kerja generator
Apabila kumparan diputar dengan laju anguler maka dalam selang waktu t sekon,
garis normal bidang kumparan telah menempuh sudut sebesar
=
t sehingga :
=
Dengan
di mana :
= ggl induksi
(Volt)
B = induksi magnetik (Wb.m-2)
A = luas bidang kumparan (m2)
N = jumlah lilitan kumparan
= laju anguler
(rad.s-1)
= ggl induksi maksimum (Volt)
t = lamanya kumparan
berputar
E.
METODE
PEMBELAJARAN
Pendekatan
: Scientific
Learning
Model Pembelajaran : discovery (learning)
Metode
Belajar : Ceramah,
Diskusi, Tanya Jawab, Penugasan.
F.
MEDIA
1.
Lembar Kerja
2.
Laptop berserta aplikasi PhET induksi elektomagnetik
3.
Papan tulis
G.
SUMBER
1.
Buku Paket b
Suharyatno,
Karyono & Palupi, D.S., 2009. Fisika: untuk SMA dan MA kelas XII. Jakarta:
CV. Sahabat
2.
Internet
H.
LANGKAH-LANGKAH
PEMBELAJARAN
Kegiatan
Deskripsi
Alokasi Waktu
Pendahuluan
Orientasi
Ø
Guru mengawali kegiatan pembelajaran dengan
berdoa kepada Tuhan YME.
Ø
Guru memeriksa kehadiran peserta didik sebagai
sikap disiplin
Apersepsi
Ø
Guru Mengaitkan materi pembelajaran yang akan
dilakukan dengan pengalaman peserta didik dengan materi sebelumnya tentang medan
magnet dengan bertanya: Apa itu medan magnet ?
Ø
Guru Menyiapkan fisik dan psikis peserta didik
dalam mengawali kegiatan pembelajaran.
Motivasi
Ø
Guru menyampaikan bahwa dalam kehidupan sehari
hari kita membutuhkan energi yang banyak ditopang oleh listrik. Penerangan,
alat-alat rumah tangga, mesin-mesin pabrik banyak menggunakan energy listrik.
Pemberian Acuan
Ø
Guru menyampaikan tujuan pembelajaran
Ø
Guru membagi kelompok belajar (terdiri dari
3-4 orang tiap kelompok)
10 Menit
Kegiatan Inti
Mengamati (Observing)
Ø Siswa menyimak
dan mengamati ketika guru menjelaskan materi GGL induksi
Ø Siswa
mendengar dan menyimak guru ketika menyelesaikan contoh soal yang kerkenaan
dengan GGL induksi
Menanya (questioning)
Ø Peserta
didik diminta untuk menanyakan apa yang tidak dipahami dari materi yang
dijelaskan oleh guru sebelumnya.
Ø Peserta
didik diminta untuk membantu guru untuk menyelesaikan contoh soal dan diminta
untuk menanyakan apa yang tidak dipahami
Mengumpulkan Informasi/Mencoba
(Experimenting)
Ø Peserta
didik melakukan percobaan / eksperimen dengan enggunakan Phet untuk
memperoleh data
Ø Saat
peserta didik sedang melakukan pengamatan, guru membimbing masing-masing
kelompok dan mengarahkan agar pengamatannya benar.
Ø Setiap
kegiatan, peserta didik wajib untuk mengamati sehingga pertanyaan yang
diajukan bisa terjawab melalui hasil pengamatan.
Menalar/Mengasosiasi (Assosiating)
Ø Berdiskusi
tentang data yang sudah dikumpulkan/terangkum dalam kegiatan sebelumnya.
Ø Mengolah
informasi yang sudah dikumpulkan dari hasil kegiatan/pertemuan sebelumnya mau
pun hasil dari kegiatan mengamati dan kegiatan mengumpulkan informasi yang
sedang berlangsung.
Mengkomunikasikan (Communicating)
Ø Menyampaikan
hasil diskusi berupa kesimpulan berdasarkan hasil analisis secara lisan,
tertulis, atau media lainnya untuk mengembangkan sikap jujur, teliti,
toleransi, kemampuan berpikir sistematis, mengungkapkan pendapat dengan sopan
Ø
Mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara
klasikal.
25 menit
Penutup
Peserta didik
Ø
Membuat kesimpulan dengan bimbingan guru
tentang point-point penting yang muncul dalam kegiatan pembelajaran yang
telah dilakukan.
Ø
Menyampaikan materi yang harus dipelajari pada
pertemuan berikutnya
Guru
Ø
Memberikan penghargaan kepada kelompok yang
memiliki kinerja dan kerjasama yang baik.
Ø
Memberi tugas rumah kepada siswa
Ø
Menutup kegiatan pembelajaran dengan berdoa.
10 menit
I.
Penilaian
Dan Evaluasi
a.Penilaian Afektif
Format
penilaian afektif
b.
Penilaian Kognitif
No
Nama Siswa
Tugas
Skor
Nilai
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
7
Keterangan
:
Nilai
=
c.
Penilian
Psikomotor
Format Penilaian keterampilan
Siswa
No
Aspek yang dinilai
Penilaian
Jumlah
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1
Mengamati computer
2
Menggunakan aplikasi Phet
3
Mempresentasikan hasil pengamatan yang
ditulis kedepan kelas
4
Menggambarkan skema induksi
elektromagnetik
Keterangan :
Nilai
keterampilan dikualifikasikan sebagai berikut :
Sangat
baik = 100
Baik
=
80
Sedang =
60
Cukup = 40
Kurang =
20
Sangat
kurang = 0
Jambi, Desember 2017
Mengetahui,
Kepala SMAN 7
Sarolangun Guru Bidang Studi Fisika
(PATIMAH
, S.Pd, M.Pd) (YULIA NINGSIH)
NIP :
196604051993032003 NIM : A1C315027
J.
LEMBAR
DISKUSI SISWA
(LDS)
Kelompok :
Nama
Anggota : 1.
2.
3.
4.
Kelas/Semester : XII/1
Pokok Bahasan : GGL
induksi
A.
Tujuan
Pembelajaran
1.
Menjelaskan pengertian induksi
elektromagnetik.
2.
Menjelaskan faktor yang mempengaruhi GGL
induksi
B.
Pertanyaan
Berdasarkan Simulasi PhET GGL
induksi yang telah kalian lakukan, diskusikanlah pertanyaan-pertanyaan berikut
ini:
1. Jelaskan pengertian dari induksi
elektromagnetik ?
________________________________________________________________________________________________________________________
2. Mengapa jarum galvanometer diam ketika magnet
tidak digerakkan ?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.
Jelaskan apa yang mempengaruhi terjadinya GGL induksi ?.
________________________________________________________________________________________________________________________
4.
Jelaskan kembali bunyi hukum faraday !
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Buatlah kesimpulan, Presentasikan hasil
diskusi kalian!
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
TUGAS
1
Sub
Bahasan : GGL induksi
Kelas
: XII
Semester
: 1
No
Soal
1
Apa pengertian induksi magnet dan fluks
magnetic ?
2
Sebuah bidang
seluas 200 cm2 berada dalam
medan magnet yang mempunyai kuat medan magnet sebesar 8 x 10-2 T. Tentukan fluks
magnetik pada
bidang tersebut apabila garis normal bidang dengan garis gaya magnet
membentuk sudut :
a. 30
o
b. 60
o
c. 90o
3
Apa bunyi hukum faraday ?
4
Tuliskan faktor yang mempengaruhi
terjadinya perubahan fluks magnetic ?
Solusi
:
No
Soal
Solusi
skor
1
Apa pengertian induksi magnet dan fluks
magnetic ?
induksi magnet yang digunakan
untuk menyatakan kuat medan magnetik dinyatakan dengan lambang B yang
disebut dengan
induksi
magnetikmenyatakan kerapatan garis gaya magnet.
Sedangkan fluks magnetik yang digunakan untuk
menyatakan banyaknya jumlah garis gaya yang menembus permukaan bidang secara
tegak lurus .
20
2
Sebuah bidang
seluas 200 cm2 berada dalam
medan magnet yang mempunyai kuat medan magnet sebesar 8 x 10-2 T. Tentukan fluks
magnetik pada
bidang tersebut apabila garis normal bidang dengan garis gaya magnet
membentuk sudut :
a. 30
o
b. 60
o
c. 90o
a.
= BA cos = 8 x 10-2 x 2 x 10 x cos 30 o
= 16 x 10-4 x1/2
x 10-4 Weber
b.
10-2 x 2 x 10-2 x cos 60°
10-4 x ½ = 8 x 10-4 Weber
c.
= BA cos = 8 x 10-2 x 2 x 10-2 x
cos 90°
= 16 x 10-4 x
0 = 0 Weber
40
3
Apa bunyi hukum faraday ?
Besarnya ggl induksi yang timbul antara ujung-ujung kumparan
berbanding lurus dengan kecepatan perubahan fluks magnetik yang dilingkupi
oleh kumparan tersebut.
20
4
Tuliskan faktor yang mempengaruhi
terjadinya perubahan fluks magnetic ?
a. Luas bidang
kumparan yang melingkupi garis gaya medan magnetik.
b.Perubahan
induksi magnetiknya.
c. Perubahan
sudut antara arah medan magnet dengan garis normal bidang kumparan.
20
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
Nama sekolah : Sekolah Menengah Atas
Kelas / Semester : XII / Ganjil
Mata Pelajaran : Fisika
Materi Pokok : Induksi Elektromagnetik
Alokasi Waktu : 2 x 45 menit( 2 kali tatap muka )
A.
KOMPETENSI
INTI
KI.3. Memahami,
menerapkan, dan menjelaskan pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan
metakognitif dalamilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora
dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait
penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan
masalah.
KI.4.
Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri
serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda sesuai
kaidah keilmuan.
B.
KOMPETENSI
DASAR DAN INDIKATOR
3.4 Menganalisis fenomena induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari
Indikator Pencapaian Konsep
3.4.1
Menjelaskan
penyebab adanya arus listrik pada kumparan
3.4.2
Menganalisis gejala fluks magnetik yang
dihasilkan oleh medan magnetik .
4.4 Melakukan
percobaan tentang induksi elektromagnetik berikut presentasi hasilnya
dalam kehidupan sehari-hari
Indikator
Pencapaian Konsep
4.4.1
Menyajikan alat/ bahan percobaan
sederhana tentang fenomena GGL Induksi pada berarus listrik yang diletakkan
didalam medan magnetik.
4.4.2
Menyusun laporan percobaan.
4.4.3
Melakukan presentasi hasil percobaan
C.
TUJUAN
PEMBELAJARAN
1.
Melalui
kegiatan percobaan menggunakan lab virtual PhEt induksi elektromagnetik,
peserta didik dapat menjelaskan skema dengan benar.
2.
Melalui
diskusi buku ajar, peserta didik dapat mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya gaya gerak
listrik induksi (GGL Induksi)..
3. Siswa terampil
mengkomunikasikan hasil diskusi dalam bentuk lisan maupun tulisan mengenai
informasi yang diperoleh berkenaan dengan induksi elektromagnetik
D. MATERI PEMBELAJARAN `
A.
GGL INDUKSI
1. Pengertian Fluks
Magnetik
Konsep
tentang fluks magnetik pertama kali dikemukaan oleh ilmuwan Fisika yang bernama
Michael Faraday untuk menggambarkan medan magnet. Ia menggambarkan medan
magnet dengan menggunakan garis-garis gaya, di mana daerah yang medan magnetnya
kuat digambarkan garis gaya rapat dan yang kurang kuat digambarkan dengan garis
gaya yang kurang rapat. Sedangkan untuk daerah yang memiliki kuat medan yang
homogen digambarkan garis-garis gaya yang sejajar. Garis gaya magnet dilukiskan dari
kutub utara magnet dan berakhir di kutub selatan magnet. Untuk
menyatakan kuat medan magnetik dinyatakan dengan lambang B yang disebut
dengan induksi magnet, induksi magnetic menyatakan kerapatan garis gaya
magnet. Sedangkan fluks magnetik menyatakan banyaknya jumlah garis gaya yang
menembus permukaan bidang secara tegak lurus, yang dapat dinyatakan dalam
persamaan sebagai berikut :
Persamaan (5.2) dipakai apabila arah B tidak tegak lurus
permukaan bidang. Dengan:
= fluks magnetik (Wb = weber)
B = induksi magnet (T atau
WB.m )
A = luas permukaan bidang (m2)
= sudut yang dibentuk antara arah B dengan
garis normal (radian atau derajat)
2. Hukum Faraday
Perhatikan Gambar (5.2). Apabila magnet
batang digerakkan mendekati kumparan, maka jarum galvanometer akan menyimpang
ke kanan dan sebaliknya jika magnet batang digerakkan menjauhi kumparan, maka
jarum galvanometer akan menyimpang ke kiri. Akan tetapi jika magnet batang diam
tidak digerakkan, jarum galvanometer juga diam. Jarum galvanometer yang
bergerak menunjukkan adanya arus listrik yang timbul di dalam kumparan pada
saat terjadi gerak relatif pada magnet batang atau kumparan. Peristiwa ini
disebut induksi elektromagnetik, yaitu timbulnya ggl pada ujung-ujung
kumparan yang disebabkan adanya perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh
kumparan, ggl yang timbul disebut ggl induksi. Berdasarkan hasil
percobaan yang dilakukan oleh Faraday menyimpulkan bahwa besarnya ggl
induksi yang timbul pada ujung-ujung kumparan tergantung pada kecepatan
perubahan fluks magnetic yang dilingkupinya. Kesimpulan ini lebih dikenal
dengan
hukum Faraday yang
berbunyi :
Besarnya ggl induksi yang timbul antara ujung-ujung kumparan
berbanding lurus dengan kecepatan perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh
kumparan tersebut. Secara matematik hukum
faraday dapat dituliskan dalam persamaan :
= ggl induksi pada
ujung-ujung kumparan (Volt)
N = jumlah lilitan
dalam kumparan
= perubahan fluks magnetik (Wb)
= selang waktu perubahan fluks magnetik (s)
= laju perubahan
fluks magnetic (Wb.s-1)
Tanda negatif pada persamaan untuk menyesuaikan dengan hokum
lenz Berdasarkan persamaan (5.2) dapat diketahui bahwa ada tiga faktor yang
mempengaruhi terjadinya perubahan fluks magnetic, yaitu :
a.
Luas bidang kumparan yang melingkupi garis gaya medan magnetik.
b. Perubahan induksi
magnetiknya.
c. Perubahan sudut
antara arah medan magnet dengan garis normal bidang kumparan.
a. Besarnya GGL Induksi karena Perubahan Luas
Penampang Bidang Kumparan
Untuk menyelidiki
ggl induksi yang terjadi akibat perubahan luas penampang, perhatikan Gambar
(5.3). Sebuah kawat penghantar berbentuk huruf U yang di atasnya terdapat buah kawat
penghantar (PQ) yang panjang mudah bergerak bebas pada kawat penghantar U. Kawat penghantar tersebut berada dalam medan
magnet yang arahnya masuk bidang gambar. Apabila kita menggerakkan kawat PQ ke
kanan dengan kecepatan v akan menyebabkan terjadinya perubahan luas penampang
bidang yang melingkupi garis gaya medan magnet. Apabila kawat PQ dalam selang
waktu dt telah berpindah sejauh ds maka selama itu terjadi
perubahan luas penampang sebesar dA = l ds, sehingga besarnya
perubahan luas penampang per satuan waktu adalah :
Sehingga besarnya ggl yang terjadi
dapat dituliskan :
=
Jika pada kumparan
hanya terdiri atas satu lilitan maka ggl induksi dapat dinyatakan :
= -B l v
dengan :
= ggl yang terjadi (Volt)
B = Induksi magnetik (Wb/m2 )
l = panjang kawat penghantar
(m)
v = kecepatan kawat penghantar
Persamaan (5.5) berlaku untuk arah v tegak lurus B, jika
arah v membentuk sudut terhadap B,
maka menjadi :
= -B l v sin
b.
GGL Induksi karena Perubahan Induksi Magnet
Perhatikan Gambar
(5.4), dua buah kumparan kawat yang saling berdekatan pada kumparan pertama
dirangkai dengan sebuah baterai dan sakelar, sedangkan kumparan yang satunya
dirangkai dengan galvanometer. Apabila sakelar ditutup terlihat bahwa jarum
pada galvanometer bergerak, demikian juga pada saat sakelar dibuka. Dengan
membuka dan menutup sakelar menyebabkan arus listrik yang mengalir pada
kumparan I berubah. Karena arus listrik melalui kumparan I, maka akan
menimbulkan perubahan medan magnet di sekitar kumparan. Perubahan medan magnet
inipun terjadi pada kumparan II, sehingga pada kumparan timbul ggl induksi.
Besarnya ggl
induksi yang disebabkan karena perubahan induksi magnet ini digunakan sebagai dasar dalam
pembuatan transformator, secara matematik dapat dinyatakan :
Kumparan dalam transformator keduanya dibelitkan dalam tempat
yang sama, sehingga memiliki luas penampang yang sama dan perubahan induksi
magnet pada kedua kumparan sama. Dengan demikian perbandingan beda potensial
(ggl) pada kedua ujung kumparan berbanding lurus dengan banyaknya lilitan pada
kumparan tersebut, yaitu :
Sehingga
dapat dituliskan sbb :
dengan :
V1 = tegangan listrik (ggl induksi) pada kumparan 1 (primer)
V = tegangan listrik pada kumparan 2 (sekunder)
N2 = jumlah lilitan pada kumparan 1 (primer)
N12 = jumlah lilitan pada kumparan 2
(sekunder)
c.
GGL Induksi karena Perubahan Sudut antara B dan
Garis Normal Bidang Kumparan
Perubahan fluks magnetic dapat juga terjadi jika sebuah kumparan
diputar dalam medan magnet, sehingga akan terjadi perubahan jumlah garis gaya
magnet yang dilingkupi oleh kumparan tersebut. Pada saat bidang kumparan tegak
lurus arah medan magnet, maka fluks magnetik mencapai harga maksimum dan
sebaliknya pada saat bidang kumparan sejajar arah medan magnet, maka fluks
magnetik- nya akan mencapai harga minimum. Hal
ini terlihat pada gambar (5.5).
Ggl induksi karena adanya perubahan
sudut antara arah medan magnet dengan garis normal bidang kumparan merupakan
dasar dari dibuatnya dynamo atau generator. Secara matematik
besarnya ggl dapat dituliskan dalam persamaan :
Gambar 5.6 prinsip kerja generator
Apabila kumparan diputar dengan laju anguler maka dalam selang waktu t sekon,
garis normal bidang kumparan telah menempuh sudut sebesar
=
t sehingga :
=
Dengan
di mana :
= ggl induksi
(Volt)
B = induksi magnetik (Wb.m-2)
A = luas bidang kumparan (m2)
N = jumlah lilitan kumparan
= laju anguler
(rad.s-1)
= ggl induksi maksimum (Volt)
t = lamanya kumparan
berputar
E.
METODE
PEMBELAJARAN
Pendekatan
: Scientific
Learning
Model Pembelajaran : discovery (learning)
Metode
Belajar : Ceramah,
Diskusi, Tanya Jawab, Penugasan.
F.
MEDIA
1.
Lembar Kerja
2.
Laptop berserta aplikasi PhET induksi elektomagnetik
3.
Papan tulis
G.
SUMBER
1.
Buku Paket b
Suharyatno,
Karyono & Palupi, D.S., 2009. Fisika: untuk SMA dan MA kelas XII. Jakarta:
CV. Sahabat
2.
Internet
H.
LANGKAH-LANGKAH
PEMBELAJARAN
|
Kegiatan
|
Deskripsi
|
Alokasi Waktu
|
|
Pendahuluan
|
Orientasi
Ø
Guru mengawali kegiatan pembelajaran dengan
berdoa kepada Tuhan YME.
Ø
Guru memeriksa kehadiran peserta didik sebagai
sikap disiplin
Apersepsi
Ø
Guru Mengaitkan materi pembelajaran yang akan
dilakukan dengan pengalaman peserta didik dengan materi sebelumnya tentang medan
magnet dengan bertanya: Apa itu medan magnet ?
Ø
Guru Menyiapkan fisik dan psikis peserta didik
dalam mengawali kegiatan pembelajaran.
Motivasi
Ø
Guru menyampaikan bahwa dalam kehidupan sehari
hari kita membutuhkan energi yang banyak ditopang oleh listrik. Penerangan,
alat-alat rumah tangga, mesin-mesin pabrik banyak menggunakan energy listrik.
Pemberian Acuan
Ø
Guru menyampaikan tujuan pembelajaran
Ø
Guru membagi kelompok belajar (terdiri dari
3-4 orang tiap kelompok)
|
10 Menit
|
|
Kegiatan Inti
|
Mengamati (Observing)
Ø Siswa menyimak
dan mengamati ketika guru menjelaskan materi GGL induksi
Ø Siswa
mendengar dan menyimak guru ketika menyelesaikan contoh soal yang kerkenaan
dengan GGL induksi
Menanya (questioning)
Ø Peserta
didik diminta untuk menanyakan apa yang tidak dipahami dari materi yang
dijelaskan oleh guru sebelumnya.
Ø Peserta
didik diminta untuk membantu guru untuk menyelesaikan contoh soal dan diminta
untuk menanyakan apa yang tidak dipahami
Mengumpulkan Informasi/Mencoba
(Experimenting)
Ø Peserta
didik melakukan percobaan / eksperimen dengan enggunakan Phet untuk
memperoleh data
Ø Saat
peserta didik sedang melakukan pengamatan, guru membimbing masing-masing
kelompok dan mengarahkan agar pengamatannya benar.
Ø Setiap
kegiatan, peserta didik wajib untuk mengamati sehingga pertanyaan yang
diajukan bisa terjawab melalui hasil pengamatan.
Menalar/Mengasosiasi (Assosiating)
Ø Berdiskusi
tentang data yang sudah dikumpulkan/terangkum dalam kegiatan sebelumnya.
Ø Mengolah
informasi yang sudah dikumpulkan dari hasil kegiatan/pertemuan sebelumnya mau
pun hasil dari kegiatan mengamati dan kegiatan mengumpulkan informasi yang
sedang berlangsung.
Mengkomunikasikan (Communicating)
Ø Menyampaikan
hasil diskusi berupa kesimpulan berdasarkan hasil analisis secara lisan,
tertulis, atau media lainnya untuk mengembangkan sikap jujur, teliti,
toleransi, kemampuan berpikir sistematis, mengungkapkan pendapat dengan sopan
Ø
Mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara
klasikal.
|
25 menit
|
|
Penutup
|
Peserta didik
Ø
Membuat kesimpulan dengan bimbingan guru
tentang point-point penting yang muncul dalam kegiatan pembelajaran yang
telah dilakukan.
Ø
Menyampaikan materi yang harus dipelajari pada
pertemuan berikutnya
Guru
Ø
Memberikan penghargaan kepada kelompok yang
memiliki kinerja dan kerjasama yang baik.
Ø
Memberi tugas rumah kepada siswa
Ø
Menutup kegiatan pembelajaran dengan berdoa.
|
10 menit
|
I.
Penilaian
Dan Evaluasi
a.Penilaian Afektif
Format
penilaian afektif
|
|
b.
Penilaian Kognitif
|
No
|
Nama Siswa
|
Tugas
|
Skor
|
Nilai
|
||||
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
|
||
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Keterangan
:
Nilai
=
c.
Penilian
Psikomotor
Format Penilaian keterampilan
Siswa
|
No
|
Aspek yang dinilai
|
Penilaian
|
Jumlah
|
|||||||||||||||||||
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
|||
|
1
|
Mengamati computer
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
Menggunakan aplikasi Phet
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
Mempresentasikan hasil pengamatan yang
ditulis kedepan kelas
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
Menggambarkan skema induksi
elektromagnetik
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Keterangan :
Nilai
keterampilan dikualifikasikan sebagai berikut :
Sangat
baik = 100
Baik
=
80
Sedang =
60
Cukup = 40
Kurang =
20
Sangat
kurang = 0
Jambi, Desember 2017
Mengetahui,
Kepala SMAN 7
Sarolangun Guru Bidang Studi Fisika
(PATIMAH
, S.Pd, M.Pd) (YULIA NINGSIH)
NIP :
196604051993032003 NIM : A1C315027
J.
LEMBAR
DISKUSI SISWA
(LDS)
Kelompok :
Nama
Anggota : 1.
2.
3.
4.
Kelas/Semester : XII/1
Pokok Bahasan : GGL
induksi
A.
Tujuan
Pembelajaran
1.
Menjelaskan pengertian induksi
elektromagnetik.
2.
Menjelaskan faktor yang mempengaruhi GGL
induksi
B.
Pertanyaan
Berdasarkan Simulasi PhET GGL
induksi yang telah kalian lakukan, diskusikanlah pertanyaan-pertanyaan berikut
ini:
1. Jelaskan pengertian dari induksi
elektromagnetik ?
________________________________________________________________________________________________________________________
2. Mengapa jarum galvanometer diam ketika magnet
tidak digerakkan ?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.
Jelaskan apa yang mempengaruhi terjadinya GGL induksi ?.
________________________________________________________________________________________________________________________
4.
Jelaskan kembali bunyi hukum faraday !
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Buatlah kesimpulan, Presentasikan hasil
diskusi kalian!
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
TUGAS
1
Sub
Bahasan : GGL induksi
Kelas
: XII
Semester
: 1
|
No
|
Soal
|
|
1
|
Apa pengertian induksi magnet dan fluks
magnetic ?
|
|
2
|
Sebuah bidang
seluas 200 cm2 berada dalam
medan magnet yang mempunyai kuat medan magnet sebesar 8 x 10-2 T. Tentukan fluks
magnetik pada
bidang tersebut apabila garis normal bidang dengan garis gaya magnet
membentuk sudut :
a. 30
o
b. 60
o
c. 90o
|
|
3
|
Apa bunyi hukum faraday ?
|
|
4
|
Tuliskan faktor yang mempengaruhi
terjadinya perubahan fluks magnetic ?
|
Solusi
:
|
No
|
Soal
|
Solusi
|
skor
|
|
1
|
Apa pengertian induksi magnet dan fluks
magnetic ?
|
induksi magnet yang digunakan
untuk menyatakan kuat medan magnetik dinyatakan dengan lambang B yang
disebut dengan
induksi
magnetikmenyatakan kerapatan garis gaya magnet.
Sedangkan fluks magnetik yang digunakan untuk
menyatakan banyaknya jumlah garis gaya yang menembus permukaan bidang secara
tegak lurus .
|
20
|
|
2
|
Sebuah bidang
seluas 200 cm2 berada dalam
medan magnet yang mempunyai kuat medan magnet sebesar 8 x 10-2 T. Tentukan fluks
magnetik pada
bidang tersebut apabila garis normal bidang dengan garis gaya magnet
membentuk sudut :
a. 30
o
b. 60
o
c. 90o
|
a.
= BA cos = 8 x 10-2 x 2 x 10 x cos 30 o
= 16 x 10-4 x1/2
x 10-4 Weber
b.
10-2 x 2 x 10-2 x cos 60°
10-4 x ½ = 8 x 10-4 Weber
c.
= BA cos = 8 x 10-2 x 2 x 10-2 x
cos 90°
= 16 x 10-4 x
0 = 0 Weber
|
40
|
|
3
|
Apa bunyi hukum faraday ?
|
Besarnya ggl induksi yang timbul antara ujung-ujung kumparan
berbanding lurus dengan kecepatan perubahan fluks magnetik yang dilingkupi
oleh kumparan tersebut.
|
20
|
|
4
|
Tuliskan faktor yang mempengaruhi
terjadinya perubahan fluks magnetic ?
|
a. Luas bidang
kumparan yang melingkupi garis gaya medan magnetik.
b.Perubahan
induksi magnetiknya.
c. Perubahan
sudut antara arah medan magnet dengan garis normal bidang kumparan.
|
20
|
Komentar
Posting Komentar