1
Bahan Ajar
Tema 3 = Tokoh dan Penemuan
SubTema = 1. Penemu yang Mengubah Dunia
2. Penemu dan Manfaatnya
3. Ayo, Menjadi Penemu 3.4 Mengidentifikasi komponen –
Kompetensi Dasar komponen listrik dan fungsinya dalam
SUB TEMA 1 rangkaian listrik sederhana
4. 4 Melakukan percobaan rangkaian
listrik sederhana secara seri dan paralel
A. Paparan Masalah
Permasalahan 1
Lihatlah lingkunganmu di malam hari ! Cahaya lampu bersinar menerangi jalan,
sekolah, dan rumah kita. Listrik telah mengubah wajah dunia. Tahukah kamu ? Siapa
tokoh yang berhasil menemukan mesin pembangkit listrik ? Dan bagaimana lampu –
lampu di rumah tersebut bisa menyala ?
Permasalahan 2
Bagaimana senter tersebut dapat menyala ? dan apa saja komponen bagian – bagian
dari senter tersebut ?
1
B. Identifikasi Konsep / Materi dari Masalah
Permasalahan 1 = Mengidentifikasi perubahan sosial budaya dalam kehidupan
masyarakat atas ditemukannya listrik dengan tepat.
Permasalahan 2 = Mengidentifikasi komponen – komponen listrik dan fungsinya
dalam rangkaian listrik sederhana dengan tepat
C. Paparan Konsep / Masalah Secara Detail
Paparan Konsep dari Permasalahan 1
LISTRIK, PENGUBAH WAJAH DUNIA
Listrik telah membawa banyak perubahan dalam
kehidupan masyarakat di dunia. Michael Faraday
adalah tokoh penemu arus listrik. Faraday lahir pada
tahun 1791 di Newington, Inggris. Ia berasal dari
keluarga miskin dan hanya sebentar merasakan
pendidikan di sekolah. Dengan perjuangan keras
dan semangat pantang menyerah, ia akhirnya
berhasil membuat alat sederhana pertama yang
dapat menghasilkan gelombang elektromagnetik.
Tahukah kamu? Bagaimana perjalanan arus listrik
hingga sampai ke rumahmu?
Arus listrik adalah gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang
yang dapat merambat meski tidak ada media perantara. Gelombang
elektromagnetik terbentuk dari hasil perubahan medan magnet dan
medan listrik yang terjadi terus menerus.
Proses tersebut kemudian memicu terjadinya arus yang kemudian kita
kenal sebagai arus listrik. Arus listrik dihasilkan oleh generator raksasa
pada pusat pembangkit listrik. Arus listrik tersebut disalurkan melalui
jaringan listrik tegangan tinggi berupa jaringan kabel pada menaramenara
tinggi yang menuju ke gardu-gardu penerima di berbagai daerah.
Dari gardu-gardu penerima, arus listrik kemudian disalurkan ke rumah
penduduk dan berbagai tempat yang memerlukan.
Arus listrik yang diterima di rumah kemudian disalurkan melalui
rangkaian kabel listrik di dalam rumah. Rangkaian kabel tersebut
umumnya berada di atap untuk tempat dudukan lampu atau di dinding
rumah untuk sakelar dan colokan listrik tempat menghubungkan beragam
peralatan elektronik, seperti televisi, kipas angin, dan kulkas. Rangkaian
listrik di dalam rumah dapat berupa rangkaian seri atau rangkaian paralel.
Rangkaian seri dan paralel merupakan jenis-jenis rangkaian yang dipakai
untuk menyambungkan dua ataupun lebih komponen listrik sehingga
menjadi satu kesatuan utuh. Bila dilihat dari cara penyusunannya, rangkaian
seri disusun dengan cara bersambung atau sejajar dan rangkaian paralel
disusun berderet.
2
Contoh rangkaian seri dalam kehidupan sehari-hari adalah lampu
senter. Rangkaian yang disusun seri pada lampu senter adalah baterai,
karena hanya terdapat satu lampu pada senter. Hal tersebut yang
menyebabkan lampu senter menyala sangat terang namun baterainya
cepat habis. Rangkaian seri dan paralel juga bisa ditemui pada lampulampu
di rumah.
Betapa penting peranan listrik bagi kehidupan manusia. Tanpa listrik,
tentunya kita akan mendapatkan banyak kesulitan dalam mengerjakan
aktivitas sehari-hari. Namun demikian, kita juga harus tetap bijaksana
menggunakan listrik dalam kehidupan sehari-hari.
Paparan Konsep dari Permasalahan 2
Lampu senter dapat menyala karena adanya energi listrik yang berasal dari baterai
mengalir melewati bohlam lampu senter. Nama dan fungsi komponen – komponen
dari senter tersebut adalah :
1. Baterai sebagai penyuplai arus listrik.
2. Reflektor untuk memfokuskan cahaya lampu senter.
3. Logam Penghantar untuk menghantarkan arus listrik dari baterai ke lampu.
4. Saklar untuk menghubungkan dan memutuskan arus listrik yang mengalir ke
lampu.
D. Solusi dari Masalah di atas
Solusi dari Permasalahan 1
Lampu dirumah bisa menyala karena terdapat energi listrik. Karena ada energi berupa
aliran listrik, maka energi listriklah yang diubah menjadi energi cahaya. Arus listrik
akan mengalir dari kutub positif menuju kutub negatif. Adanya arus listrik di dalam
kawat kabel dapat menyebabkan lampu dalam rangkaian itu menyala.
Solusi dari Permasalahan 2
3
Ketika saklar berada pada posisi ON atau terhubung, maka rangkaian listrik menjadi
terhubung secara seri. Kemudian pada saat yang bersamaan, arus listrik mengalir dari
kutub positif ke kutub negatif melewati rangkaian dan bola lampu. Aliran arus listrik
tersebut menyebabkan bola lampu senter menjadi menyala. Begitu juga dengan
sebaliknya, apabila saklar berada pada posisi OFF atau terputus maka rangkaian listrik
juga terputus. Rangkaian listrik seri yang terputus menyebabkan aliran arus listrik
tidak mengalir sehingga bola lampu tidak menyala. Ketika sambungan terputus, cara
kerja lampu senter menjadi tidak berfungsi.
Komponen pada lampu senter kemudian bekerja sesuai dengan fungsinya masing-
masing. Seperti reflektor yang memiliki fungsi untuk memantulkan cahaya yang
mengarah ke belakang menuju ke depan. Melalui fungsi tersebut, nyala lampu senter
menjadi lebih efisien.
SUB TEMA 2
A. Paparan Masalah
Permasalahan 1
4
Seperti halnya televisi yang menggunakan sumber energi listrik. Lampu-lampu di
rumah kalian juga menggunakan energi listrik. Bagaimana membuat rangkaian paralel
lampu sederhana menggunakan energi baterai ?
Permasalahan 2
B. Identifikasi Konsep / Materi dari Masalah
Permasalahan 1 = Dengan membuat rangkaian listrik paralel, siswa mampu menguji
model rangkaian tersebut dengan tepat.
Permasalahan 2 = Dengan membuat rangkaian listrik paralel, siswa mampu
menyajikan laporan hasil percobaan rangkaian paralel dengan sistematis.
C. Paparan Konsep / Masalah Secara Detail
Paparan Konsep dari Permasalahan 1
5
Paparan Konsep dari Permasalahan 2
Lampu lalu lintas di setiap jalan raya menjadi salah satu contoh dari
bentuk rangkaian listrik paralel. Hal ini berfungsi supaya setiap lampu dapat menyala
secara bergantian. Masing – masing lampu juga mempunyai arus berbeda. Alat yang
mengatur lampu supaya dapat menyala secara bergantian yaitu kontroller.
D. Solusi dari Masalah di atas
Solusi dari Permasalahan 1
Rangkaian seri suatu rangkaian dikatakan terhubung secara seri ketika arus yang sama
mengalir melalui semua komponen di rangkaian. Di sirkuit seperti itu, arus hanya
memiliki satu jalur. Misalnya lampu tali hias rumah tangga sebagai contoh rangkaian
seri. Ini tidak lain adalah serangkaian bohlam kecil yang dihubungkan secara seri. Jika
salah satu bohlam sekering, semua bohlam secara seri tidak menyala. Rangkaian
paralel suatu rangkaian dikatakan paralel ketika arus listrik memiliki banyak jalur
untuk mengalir. Komponen yang merupakan bagian dari rangkaian paralel akan
memiliki tegangan konstan di semua ujungnya.
6
Solusi dari Permasalahan 2
Rangkaian listrik paralel yaitu suatu rangkaian beberapa alat listrik yang dihubungkan
dan disusun secara bercabang / berjajar. Rangkaian ini dapat terbentuk jika semua
komponen memiliki sumber daya energi yang sama. Konfigurasi rangkaian listrik
paralel mempunyai lebih dari satu jalur arus dan membentuk cabang antara kedua
kutub sumber energi. Pada setiap cabang disebut dengan rangkaian percabangan. Arus
listrik yang mengalir akan terbagi begitu saja saat memasuki setiap titik percabangan.
Sesudah keluar dari kutub negatif, sumber energi akan melalui rangkaian percabangan
lalu arus listrik menyatu kembali sebelum melalui kutub positif pada sumber energi
listrik. Jadi rangkaian listrik paralel ini dapat diartikan pula sebagai rangkaian yang
berguna untuk membagi arus. Lampu lalu lintas di setiap jalan raya menjadi salah satu
contoh dari bentuk rangkaian listrik paralel. Hal ini berfungsi supaya setiap lampu
dapat menyala secara bergantian. Masing – masing lampu juga mempunyai arus
berbeda. Alat yang mengatur lampu supaya dapat menyala secara bergantian yaitu
kontroller.
SUB TEMA 3
A. Paparan Masalah
Permasalahan 1
7
Dalam kehidupan sehari – hari sering dijumpai dua rangkaian listrik yaitu rangkaian
seri dan rangkaian paralel. Lalu apa sebenarnya perbedaan dari sifat rangkaian listrik
sederhana seri dan paralel ?
Permasalahan 2
Setelah membaca teks tersebut, bagaimana bentuk perbedaan dari rangkaian seri dan
paralel jika disajikan dalam bentuk diagram venn ?
B. Identifikasi Konsep / Materi dari Masalah
8
Permasalahan 1 = Dengan Percobaan, siswa mampu mengidentifikasikan perbedaan
sifat rangkaian listrik sederhana seri dan paralel dengan tepat.
Permasalahan 2 = Siswa mampu mempresentasikan perbedaan karakteristik
perbedaan karakteristik rangkaian seri dan paralel dalam bentuk diagram venn.
C. Paparan Konsep / Masalah Secara Detail
Paparan Konsep dari Permasalahan 1 =
Perbedaan rangkaian seri dan paralel
1. Pemasangan rangkaian seri lebih mudah daripada paralel.
2. Kabel yang digunakan rangkaian seri lebih sedikit daripada paralel.
3. Rangkaian seri hanya memiliki satu jalur untuk dilalui arus listrik. Sedangkan
rangkaian paralel lebih dari satu, tergantung pembuatannya.
4. Hambatan pada rangkaian seri lebih besar daripada paralel.
5. Arus listrik pada rangkaian seri berbeda-beda, sedangkan paralel sama.
6. Kerusakan pada rangkaian seri lebih mudah dideteksi daripada paralel.
7. Lampu terjauh pada rangkaian seri akan lebih redup.
8. Rangkaian paralel lebih boros listrik.
Paparan Konsep dari Permasalahan 2 =
XY Z
Keterangan
Rangkaian Seri (X)
1. Pemasangan lebih mudah.
2. Menggunakan kabel lebih sedikit.
3. Rangkaian seri hanya memiliki satu jalur untuk dilalui arus listrik.
4. Hambatan rangkaian seri lebih besar daripada rangkaian paralel.
5. Arus listrik pada rangkaian seri berbeda-beda.
6. Kerusakan rangkaian seri lebih mudah didekteksi dari pada paralel
7. Lampu terjauh pada rangkaian seri akan lebih redup.
8. Rangkaian seri lebih hemat dari pada rangkaian paralel
9
Persamaan Rangkaian Seri dan Paralel (Y)
1. Daya dan arus listrik rangakaian seri dan paralel memiliki kesamaan dalam
kebutuhan sumber listriknya.
2. Memiliki kabel untuk menyalurkan arus listrik.
3. Rangkaian seri dan paralel pasti membutuhkan kabel karena arus listrik akan lebih
mudah disalurkan kebagian-bagian yang jauh dari pusat sumber listrik.
4. Dapat digunakan bersamaan.
5. Rangkaian seri dan paralel dapat digunakan dalam satu rangkaian arus listrik
seperti dirumah-rumah. Ada bagian yang menggunakan rangkaian seri dan ada
bagian yang menggunakan rangkaian paralel sesuai kebutuhan yang ada dalam
rumah tersebut.
6. Hambatan akan menjadi besar apabila kabel yang digunakan semakin panjang.
Saat rangkaian seri dan paralel memilik kabel yang panjang di dalamnya terdapat
banyak juga banyak hambatan, mulai dari awal arus listrik masuk hingga keluar.
Rangkaian Paralel (Z)
1. Pemasangan lebih rumit dari pada pemasangan rangkaian seri.
2. Boros kabel.
3. Rangkaian paralel lebih dari satu jalur untuk dilalui arus listrik, tergantung
pembuatannya.
4. Hambatan rangkaian paralel lebih besar.
5. Arus listrik pada rangkaian paralel sama.
6. Kerusakan rangkaian paralel lebih sulit dideteksi dari pada seri.
7. Rangkaian paralel lebih boros listrik.
D. Solusi dari Masalah di atas
Solusi dari Permasalahan 1 =
1. Komponen dalam rangkaian seri disusun dalam satu jalur dari satu ujung suplai ke
ujung lainnya. Namun, beberapa komponen dalam rangkaian paralel disusun
dalam beberapa jalur di kedua terminal ujung baterai.
2. Dalam rangkaian seri, arus bersama mengalir melalui semua komponen
rangkaian. Sedangkan dalam rangkaian paralel, jumlah arus yang berbeda
mengalir melalui setiap cabang rangkaian paralel.
3. Di rangkaian seri, tegangan berbeda ada di setiap komponen di
rangkaian. Sedangkan di rangkaian paralel, tegangan yang sama ada di beberapa
komponen di rangkaian.
4. Sebuah kesalahan di salah satu komponen dari rangkaian seri menyebabkan
hambatan dalam operasi sirkuit lengkap. Sebagai lawan kesalahan dalam satu
komponen dalam jaringan paralel tidak menghalangi fungsi bagian lain dari
rangkaian.
10
5. The deteksi kesalahan dalam kasus rangkaian seri adalah sulit, tetapi cukup mudah
dalam sirkuit paralel.
6. The setara resistensi dalam kasus rangkaian seri selalu lebih dari nilai tertinggi
perlawanan di sambungan seri. Sementara resistansi ekuivalen dalam rangkaian
paralel selalu lebih kecil dari resistansi individu mana pun dalam kombinasi
paralel.
7. Pada rangkaian seri, jika V.t adalah tegangan total maka itu sama dengan V1 + V2
+ V3. Sedangkan pada rangkaian pararel Jika V.t adalah tegangan total maka sama
dengan V1 = V2 = V3.
Solusi dari Permasalahan 2 =
Setiap rangkaian memiliki persamaan, kelebihan, dan kekurangan masing – masing.
Dalam memilih suatu rangkaian yang akan digunakan bisa disesuaiakan dengan
kebutuhan yang kita perlukan.
11