Pertemuan 3 Bahan ajar Hantaran listrik

BAHAN AJAR

HANTARAN LISTRIK

https://anyflip.com/eeouu/tivw

Penulis:
Agnesia Florent Pandiangan

KELAS IPA 1 KELOMPOK 3
PENDIDIKAN PROFESI GURU DALAM JABATAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
2020

A.Pendahuluan

Listrik dinamis adalah materi pelajaran kelistrikan yang banyak ditemukan dalam
kehidupan sehari-hari. Namun pada kenyataannya peserta didik masih kesulitan karena
dianggap materi yang abstrak dan memiliki kompleksitas yang tinggi sehingga peserta
didik sering mengalami kesulitan dalam memahaminya, bahkan banyak yang salah
konsep.
Dalam bahan ajar ini, siswa diajak untuk terlibat langsung dalam penemuan melalui
berbagai aktivitas belajar. Dengan keterlibatan peserta didik dalam berdiskusi akan
semakin memudahkan peserta didik untuk menemukan konsep yang tepat.

Petunjuk Belajar

Sebelum Anda menggunakan bahan ajar ini, Anda perlu membaca
bagian petunjuk ini. Mengapa diperlukan? Ibarat Anda sedang berlibur di
tempat wisata, Anda tentunya ingin memanfaatkan fasilitas yang ada di
tempat wisata tersebut bukan? Tentunya, agar tujuan tersebut tercapai Anda
akan membaca peta di mana fasilitas itu berada. Begitu juga dengan bahan
ajar ini. Jika Anda ingin memperoleh manfaat yang maksimal dari modul
ini tentu merupakan tindakan yang bijak jika Anda benar-benar
memerhatikan dan memahami bagian petunjuk penggunaan modul ini.

Fitur mari kita cari tahu ini berisi tugas atau permasalahan yang
perlu untuk dicari jawabannya atau untuk mencari pengetahuan tambahan
terkait materi yang dipelajari. Fitur mari kita diskusikan ini berisi suatu
masalah yang berkaitan dengan konsep yang perlu untuk dipecahkan
bersama teman dan guru. Fitur ini dapat melatih Anda dalam
mengungkapkan pendapat atau berkomunikasi dan memecahkan masalah.
Fitur rangkuman ini berisi ringkasan materi dari bab yang telah dipelajari.

Selamat belajar, semoga berhasil

B. Inti

1. Kompetensi Dasar

3.5. Menerapkan konsep rangkaian listrik, energi dan daya listrik, sumber energi listrik dalam
kehidupan sehari-hari termasuk sumber energi listrik alternatif, serta berbagai upaya
menghemat energi listrik

4.5. Menyajikan hasil rancangan dan pengukuran berbagai rangkaian listrik

2. Indikator

Pengetahuan

3.5.7. Menganalisis bahan konduktor, isolator dan semikonduktor berdasarkan
kemampuannya menghantarkan arus listrik

3.5.8. Menganalisis faktor yang memengaruhi besar hambatan jenis kawat penghantar
sesuai dengan data percobaan

Keterampilan

4.5.3 Merancang percobaan pengukuran besar hambatan kawat penghantar dengan
aplikasi PhET.

3. Tujuan Pembelajaran

1) Melalui percobaan menggunaan aplikasi PhET, peserta didik dapat mengelompokkan
bahan konduktor, isolator dan semikonduktor berdasarkan kemampuannya
menghantarkan arus listrik

2) Melalui Percobaan menggunaan aplikasi PhET, Peserta didik dapat mengukur besaran
hambatan jenis kawat penghantar sesuai prosedur

3) Melalui percobaan menggunakan aplikasi PhET, peserta didik dapat membuat grafik
hubungan antara besar hambatan jenis kawat penghantar dengan panjang penghantar dan
luas penampang penghantar sesuai dengan data yang diperoleh

4) Melalui percobaan menggunakan aplikasi PhET, peserta didik dapat menganalisis faktor
yang memengaruhi besar hambatan jenis kawat penghantar sesuai dengan data percobaan

5) Melalui diskusi dengan guru, peserta didik dapat merancang percobaan pengukuran besar
hambatan jenis kawat penghantar dan ukuran kawat penghantar dengan aplikasi PHeT.

4. Uraian Materi

Tidak semua jenis bahan dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Ada bahan yang
dapat menghantarkan arus listrik dengan baik, dan ada pula yang sangat buruk dalam
menghantarkan arus listrik. Berdasarkan kemampuan menghantarkan arus listriknya, benda dapat
dikelompokkan menjadi 3 yaitu konduktor, semi konduktor, dan isolator.

Konduktor adalah zat atau bahan yang mempunyai kemampuan untuk menghantarkan panas atau
arus listrik. Konduktor mampu menghantarkan listrik dengan baik karena mempunyai hambatan
jenis sangat kecil. Besar tahanan ini dipengaruhi oleh jenis material atau bahan penyusunnya,
hambatan, ukuran panjang serta luas penampang bahan.

Bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor antara lain adalah

 Logam biasa seperti tembaga, alumunium, besi.
 Logam campuran (alloy) yaitu sebuah logam dari tembaga atau alumunium yang dicampur

dengan logam lain dalam jumlah tertentu. Hal ini berguna untuk meningkatkan kekuatan
mekanis dari logam.
 Logam paduan, yaitu sebuah campuran dari dua atau lebih beberapa jeni logam yang dipadu
secara kompresi, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding).
 Setiap bahan konduktor mempunyai hambatan jenis yang beragam. Berikut beberapa
bahan konduktor yang sering digunakan dengan nilai hambatan jenisnya ebagai berikut:

Bahan Konduktor Hambatan Jenis (Ohm m)
Perak 1,59 x 10-8
Tembaga 1,68 x 10-8
Emas 2,44 x 10-8
Alumunium 2,65 x 10-8
Tungsten 5,60 x 10-8
Besi 9,71 x 10-8
Platina 10,6 x 10-8
Air raksa 98 x 10-8
Nikrom (logam campuran Ni, Fe, Cr)
100 10-8

Bahan yang paling umum digunakan sebagai penghantar (konduktor) adalah tembaga.
Bahan tembaga mempunyai nilai hambatan jenis relatif sangat kecil dan harga yang murah serta
melimpah di alam. Bahan isolator biasanya dipakai sebagai Isolasi dari bahan konduktor. Seperti
Pembungkus kabel dan gagang tang listrik. Fungsi Isolator adalah mencegah bocornya arus lsitrik
dari konduktor. Bahan isolator yang sering digunakan adalah Karet, Plastik, Kaca dan Keramik.

Pemilihan bahan Isolator tidak sembarangan, sebab setiap bahan isolator memiliki batas
kemampuan menahan tegangan. Keramik adalah contoh isolator padat yang memiliki kemampuan
menahan tegangan listrik yang tinggi. Bahan isolator biasanya dipakai sebagai Isolasi dari bahan
konduktor. Seperti Pembungkus kabel dan gagang tang listrik. Fungsi Isolator adalah mencegah
bocornya arus lsitrik dari konduktor. Bahan isolator yang sering digunakan adalah Karet, Plastik,
Kaca dan Keramik. Pemilihan bahan Isolator tidak sembarangan, sebab setiap bahan isolator
memiliki batas kemampuan menahan tegangan. Keramik adalah contoh isolator padat yang
memiliki kemampuan menahan tegangan listrik yang tinggi.

Kata “Semikonduktor” sangat identik dengan peralatan Elektronika yang kita pakai saat ini. Hampir
setiap peralatan Eletronika canggih seperti Handphone, Komputer, Televisi, Kamera bahkan Lampu
penerang LED juga merupakan hasil dari Teknologi Semikonduktor. Komponen-komponen penting yang
membentuk sebuah Peralatan Elektronika seperti Transistor, Dioda dan Integrated Circuit (IC) adalah
komponen elektronika aktif yang terbuat bahan semikonduktor. Oleh karena itu, bahan Semikonduktor
memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap perkembangan Teknologi Elektronika.

Bahan Semikonduktor (Semiconductor) adalah bahan penghantar listrik yang tidak sebaik
Konduktor (conductor) akan tetapi tidak pula seburuk Insulator (Isolator) yang sama sekali tidak
menghantarkan arus listrik. Pada dasarnya, kemampuan menghantar listrik Semikonduktor berada diantara
Konduktor dan Insulator. Akan tetapi, Semikonduktor berbeda dengan Resistor, karena Semikonduktor
dapat dapat menghantarkan listrik atau berfungsi sebagai Konduktor jika diberikan arus listrik tertentu,
suhu tertentu dan juga tata cara atau persyaratan tertentu.

Untuk mengetahui sifat benda penghantar listrik, lakukan kegiatan berikut.

Mari Kita Cari Tahu
Lakukan percobaan berikut dengan cerma, teliti, hati-hati, dan disiplin sesuai petunjuk kerja.
Tuliskan data hasil percobaan secara jujur, kemudian buat simpulan dari hasil percobaan.

Mengidentifikasi Sifat Benda Penghantar Listrik

Tujuan:

Mengidentifikasi benda-benda disekitar kita yang bersifat penghantar listrik

Alat dan Bahan:

No Komponen Gambar tombol Jumlah
1. Kabel secukupnya

2. Baterai 1

3. Lampu 1

4. Uang dolar 1
1
5. Penjepit 1
kertas

6. Koin

7. Penghapus 1
8. pensil 1

Cara Kerja:
1. Download aplikasi yang digunakan PHeT rangkain listrik DC di link

https://phet.colorado.edu/in/simulation/circuit-construction-kit- dc-virtual-lab
2. Buka aplikasinya sehingga muncul gambar berikut!

3. Rancanglah susunan komponen-komponen kabel, baterai dan lampu pada aplikasi PHeT

sehingga dapat menyalakan lampu!

4. Tambahkan kabel, uang dolar, penjepit kertas, koin, penghapus dan pensil pada rangkaian

secara bergantian!

5. Amatilah nyala lampu yang terjadi dan catat hasil pengamatannya pada tabel berikut!

Komponen Nyala lampu Tidak
No Menyala menyala

tambahan

1. Kabel
2. Uang dolar
3. Penjepit kertas
4. Koin
5. Penghapus
6. Pensil
Mari kita diskusikan:
1. Apa yang terjadi pada lampu jika rangkaian dihubungkan dengan dengan penghapus
ketika saklar pada posisi on?
2. Tuliskan benda-benda yang dapat menyalakan lampu dalam rangkaian tersebut
3. Tuliskan benda-benda yang tidak dapat menyalakan lampu dalam rangkaian tersebut
4. Benda-benda yang dapat menghantarkan arus listrik disebut……, sedangkan benda-
benda yang tidak dapat menghantarkan arus listrik disebut….
5. Mengapa kabel listrik paling banyak terbuat dari bahan tembaga?
Buat kesimpulan dari percobaan ini.

Kamu mungkin pernah bertanya mengapa kawat penghantar banyak menggunakan bahan tembaga.
Hal ini disebabkan besar hambatan kawat penghantar berpengaruh terhadap kuat arus yang
mengalir. Factor-faktor apa saja yang mempengaruhi besar hambatan kawat penghantar? Untuk
memahaminya lakukan kegiatan berikut.

Mari Kita Cari Tahu:
Lakukan kegiatan berikut dengan teliti dan hati-hati, kemudian catatlah hasil pengamatanmu
dengan jujur.

Menentukan perbedaan hambatan dari variasi luas penampang
1. Sediakan kawat tembaga dengan berbagai ukuran diameter, meteran, gunting, dan AVO Meter.
2. -Ukur dan potong tiga kawat tembaga dengan panjang bervariasi, tetapi ukuran dan diameternya

sama
-Ukur hambatan tiap-tiap kawat tembaga

-Catat masing-masing hasilnya pada kolom data pengamatan
3. -Ukur dan potong tiga kawat tembaga dengan diameter bervariasi, tetapi ukuran dan panjangnya

sama
-Ukur hambatan tiap-tiap kawat tembaga
-Catat masing-masing hasilnya pada kolom data pengamatan
4. Buat grafik RxA Terhadap l pada kertas millimeter untuk semua data yang diperoleh
5. Bagaimana hubungan antara hambatan kawat tembaga R, panjang kawat l, dan luas penampang
kawat A?

Hal yang perlu diskusikan:
1. Bagaimana hubungan antara panjang kawat dengan hambatan kawat?
2. Bagaimana hubungan antara luas penampang kawat dengan hambatan kawat?
3. Faktor apa saja yang dapat memengaruhi besar hambatan kawat?
4. Tuliskanlah rumusan yang dapat kita gunakan untuk besar hambatan kawat

Buatlah kesimpulan dari kegiatan yang kamu lakukan

Dari percobaan tersebut, diperoleh bahwa semakin panjang kawat penghantar, semakin besar
hambatannya. Hambatan kabel logam R berbanding lurus dengan panjang kabel l dan
berbanding terbalik dengan luas penampang kabel A. hubungan antara ketiga besaran
tersebut dinyatakan sebagai berikut.

R=ρl

A

Dengan: ρ = hambatan jenis (Ω m)
R = hambatan (Ω)
A = Luas penampang kawat (m2 )
L = Panjang kawat (m)

SOAL LATIHAN

1) Perhatikan beberapa hal berikut.
1. Panjang kawat
2. Suhu kawat
3. Luas penampang kawat
4. Jenis bahan kawat

Factor yang turut menentukan besar hambatan suatu kawat logam adalah…
a. 1 dan 2
b. 1 dan 3
c. 2, 3 dan 4
d. 1, 2, 3, 4

2) Dalam sebuah karton terdapat tembaga, seng, mika dan porselin.
Benda-benda yang termasuk isolator listrik adalah…

a. Tembaga dan seng
b. Tembaga dan porselin
c. Mika dan seng
d. Mika dan porselin
3) Sepotong kawat memiliki panjang 3 m dan jari-jari penampang 0,60 mempunyai hambatan
12 Ω. Jika panjang jari-jarinya diubah menjadi 2 kali semula, maka hambatannya menjadi…
a. 6 Ω
b. 60 Ω
c. 12 Ω
d. 18 Ω

4) Sebuah kawat dengan panjang 20 m memiliki diameter 2 mm serta hambatan jenisnya 3,14
x10 -6 Ωm. Maka hambatan kawat tersebut adalah…
a. 0,2 Ω
b. 2 Ω
c. 20 Ω
d. 200 Ω

5) Pernyataan berikut yang benar adalah…

a. Untuk menghasilkan nilai hambatan yang sekecil mungkin,dibutuhkan penghantar dengan
luas penampang yang lebih kecil, atau dengan memilih bahan suatu penghantar yang
memiliki hambatan jenis lebih besar

b. Untuk menghasilkan nilai hambatan yang sekecil mungkin,dibutuhkan penghantar dengan
luas penampang yang lebih besar, atau dengan memilih bahan suatu penghantar yang
memiliki hambatan jenis kecil

c. Untuk menghasilkan nilai hambatan yang sekecil mungkin,dibutuhkan penghantar dengan
tegangan yang lebih besar, atau dengan memilih bahan suatu penghantar yang memiliki
hambatan jenis lebih besar

d. Untuk menghasilkan nilai hambatan yang terbesar, dibutuhkan penghantar dengan luas
penampang yang lebih besar, atau dengan memilih bahan suatu penghantar yang memiliki
hambatan jenis kecil

PENUTUP

Kesimpulan
1. Berdasarkan kemampuan menghantarkan arus listriknya, benda dapat dikelompokkan menjadi 3

yaitu konduktor, semi konduktor, dan isolator.
2. semakin panjang kawat penghantar, semakin besar hambatannya. Hambatan kabel logam R

berbanding lurus dengan panjang kabel l dan berbanding terbalik dengan luas penampang kabel A.
hubungan antara ketiga besaran tersebut dinyatakan sebagai berikut.

R=ρl

A

Dengan: ρ = hambatan jenis (Ω m)
R = hambatan (Ω)
A = Luas penampang kawat (m2 )
L = Panjang kawat (m)

Saran: Semoga bahan ajar ini dapat bermanfaat bagi para pengguna, dan diharapkan kritik dan saran demi
perbaikan selanjutnya

DAFTAR PUSTAKA

Eka Cahaya Prima. 2019. Modul 5 Gelombang Optik, dan Listrik Magnet. Jakarta; Kementerian
Pendidikan dan Kebudayaan.

https://cerdika.com/listrik-dinamis/, diakses 1 Oktober 2020

https://phet.colorado.edu/in/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab diakses 1 oktober
2020

Tim abdi guru, 2018, IPA TERPADU Untuk SMP/MTs Kelas IX, Jakarta, Erlangga