IPA SMP Kelas IX semester 1

Kuat medan listrik di rumuskan sebagai besarnya gaya Coulomb untuk setiap
satuan muatan. Secara matematis rumus medan listrik


E =

Keterangan
E = kuat medan listrik (N/C)
F = gaya coulomb (F)
q = muatan uji (C)
Arah kuat medan listrik yang dialami oleh muatan uji bergantung pada jenis
muatan uji dan muatan sumber. Jika positi dan negatif maka akan tarik menarik
tapi jika jenis muatannya sama kan tolak menolak.

4. Beda Potensial dan Energi Listrik

Kejadian petir dan kilat merupakan gejala listrik statis. Dalam ilmu fisika
sekolah, petir berasal dari pemuaian udara yang cepat akibat dilalui oleh loncatan
bunga api listrik. Loncatan bunga api listrik yang lebih besar sering terjadi pada
saat awan mendung atau sedang terjadinya hujan. Sekumpulan awan hitam dapat
memperoleh muatan listrik yang sangat kuat karena pergesekan dengan udara. Hal
ini menimbulkan bunga api listrik yang sangat besar dari kelompok awan
ke awan lain yang muatannya berlawanan. Loncatan bunga api listrik kita kenal
dengan kilat.

Loncatan bunga api listrik menimbulkan panas yang sangat besar sehingga
menyebabkan udara yang dilaluinya memuai dengan cepat. Pemuaian yang cepat
dan tiba-tiba menimbulkan suara keras yang dikenal dengan guruh atau guntur.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 151
SEMESTER 1

Perpindahan muatan listrikPerpindahan muatan listrik (elektron) tersebut
disebabkan oleh adanya perbedaan potensial listrik (beda potensial listrik).
Besarnya beda potensial listrik dapat dihitung dengan membandingkan besar
energi listrik yang diperlukan untuk memindahkan sejumlah muatan listrik. Secara
matematis dituliskan sebagai berikut.


V =
Keterangan:
V = Beda potensial listrik (volt)
W = energi listrik (joule)
Q = muatan listrik (coulomb)

5. Kelistrikan pada Sel Saraf

Selain pada kabel, ternyata tubuh kita juga dialiri oleh arus listrik,
khususnya pada syaraf yaitu dengan adanya impuls listrik. Bidang yang khusus
mempelajari tentang aliran impuls listrik pada tubuh manusia disebut biolistrik.
Tegangan pada tubuh berbeda dengan yang kita bayangkan seperti listrik rumah
tangga. Kelistrikan pada tubuh hanya berkaitan dengan komposisi ion yang
terdapat dalam tubuh, bukan listrik yang mengalir seperti pada kabel listrik di
rumah-rumah. Salah satu contoh kelistrikan dalam tubuh adalah perjalanan impuls
saraf menuju ke efektor/otot sangat cepat karena proses kelistrikan pada sel saraf.

Tubuh manusia mengandung ion positif dan ion negatif. Ion penyebab
muatan negatif di dalam tubuh manusia adalah Cl-, sedangkan penyebab muatan
positif adalah Ca2+ dan Na+. Salah satu peristiwa fisiologi yang menggunakan
gejala kelistrikan di dalam tubuh manusia adalah penghantaran impuls saraf.
Unit struktural dari sistem saraf adalah sel saraf atau yang disebut neuron. Neuron
tersusun dari badan sel dan uluran-uluran yang keluar dari badan sel. Di Efektor
dalam badan sel terdapat inti, mitokondria, badan/kompleks golgi, dan neurofibril,
sehingga neuron mampu bermetabolisme. Uluran neuron yang pendek dan
bercabang-cabang disebut dendrit dan yang panjang disebut neurit atau akson.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 152
SEMESTER 1

Dendrit menghantarkan impuls saraf menuju badan sel, sebaliknya neurit
mengantarkan impuls saraf dari badan sel saraf menuju otot.Muatan yang ada di
luar dan di dalam sel saraf tidak dapat saling tarik menarik dengan sendirinya
karena ada pemisah berupa membran sel saraf. Tarik menarik antar muatan akan
terjadi jika ada rangsangan dari neurotransmitter.

Sumber: Dokumen Kemdikbud

Gambar 5.1. Ilustrasi Muatan Listrik pada Sel Saraf Tidak Bermyelin

1.Saat sel saraf tidak menghantarkan impuls, muatan positif Na+ melingkupi
bagian luar membran sel. Pada kondisi demikian, membran sel saraf bagian luar
bermuatan listrik positif dan membran sel bagian dalam bermuatan listrik
negatif (Cl-).Saat neurotransmiter dilepaskan dari sel saraf lain, impuls
(rangsangan) akan diteruskan ke sel saraf berikutnya. Neurotransmiter
mengakibatkan muatan positif Na+ masuk ke dalam sel saraf.

2.Saat muatan positif Na+ masuk ke dalam sel saraf melewati membran sel,
rangsang listrik mengalir ke ujung akhir sel saraf.

3.Saat rangsangan telah mencapai ujung sel saraf, neurotransmiter akan
dilepaskan kembali menuju sel saraf lain atau sel saraf tujuan.
Setiap manusia memiliki sistem saraf yang dapat mengontrol gerak otot.

Sistem saraf terdiri atas sel-sel saraf berfungsi untuk menerima, mengolah, dan
mengirim rangsangan yang diterima panca indera. Rangsangan ini disebut impuls.
Setiap sel saraf terdiri atas 3 bagian, yaitu badan sel saraf, dendrit, dan akson atau
neurit. Selain ketiga bagian tersebut, pada sel saraf juga terdapat bagian tambahan
berupa selubung myelin.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 153
SEMESTER 1

Myelin sebetulnya bukan bagian sel saraf, tetapi terdiri dari sel pembentuk

myelin yang berfungsi menyelubungi akson. Berdasarkan keberadaan myelin,

terdapat dua macam neuron, yaitu neuron yang berselubung myelin dan neuron

yang tidak berselubung myelin.

No Bagian sel saraf Deskripsi Fungsi

1 Dendrit Penonjolan badan sel Menerima impuls dari

yang sel lain dan

bercabang-cabang dan meneruskannya

berbentuk seperti cabang ke badan sel

pohon

2 Badan sel Di dalamnya terdapat inti Meneruskan impuls dari

sel yang dikelilingi oleh dendrit ke akson

sitoplasma. Sitoplasma

mengandung organela

sel seperti mitokondria,

ribosom, badan golgi dan

retikulum endoplasma

khusus milik sel saraf

yang

disebut badan nissl.

3 Akson/ Penonjolan badan sel Meneruskan impuls dari

Neurit berbentuk panjang dan badan sel saraf ke sel

silindris. Setiap satu sel saraf lain atau ke sel

saraf hanya memiliki otot atau ke sel

satu akson. Ujung akhir kelenjar.

akson disebut dengan Pada bonggol sinaptik

terminal akson. Terminal terjadi proses sinapsis,

ini memiliki beberapa yaitu komunikasi antara

percabangan dan sel saraf satu dengan

berbonggol. Padabonggol yang lain atau sel saraf

inilah akan dilepaskan dengan sel otot dan sel

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 154
SEMESTER 1

No Bagian sel saraf Deskripsi Fungsi

neurotransmitter dan kelenjar menggunakan

disebut sebagai bonggol neurotransmitter.

sinaptik.

4 Myelin Selubung lemak berlapis Mempercepat impuls

lapis,dihasilkan oleh sel saraf dengan membantu

Schwann. Lapisan lemak terjadinya loncatan

myelin sulit ditembus muatan

oleh ion-ion yang keluar

dan masuk membran sel

saraf pada bagian akson.

5 Nodus Daerah akson terbuka Tempat terjadinya tarik

ranvier yang tidak diselubungi menarik muatan listrik

myelin di membran sel saraf.

Sumber: medicalxpress.com

Gambar 5.2. Neuron Bermyelin

6. Hantaran Listrik

a. Konduktor Listrik

Konduktor dalam rekayasa elektronik adalah zat yang dapat melakukan
arus listrik, baik dalam bentuk padat, cair atau gas. Karena itu konduktif, itu
disebut konduktor. Baik konduktor adalah bahwa memiliki resistivitas kecil.
Secara umum, logam konduktif. Emas, perak, tembaga, aluminium, seng, besi
baris memiliki resistivitas yang lebih besar. Jadi emas adalah konduktor yang
sangat baik, tetapi karena sangat mahal, secara ekonomi tembaga dan aluminium
yang paling banyak digunakan.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 155
SEMESTER 1

b. Isolator Listrik

Isolator listrik adalah bahan yang tidak dapat atau sulit untuk mentransfer
muatan listrik. Dalam bahan isolasi terikat erat elektron valensi dalam atom.
Bahan-bahan ini digunakan dalam perangkat elektronik sebagai isolator, atau
menghambat aliran arus listrik. Isolator juga berguna sebagai beban atau
pemisahan antara konduktor tanpa membuat arus yang mengalir keluar atau hanya
antara konduktor. Istilah ini juga digunakan untuk nama alat yang digunakan
untuk mendukung kabel transmisi listrik pada tiang-tiang listrik. Beberapa bahan :
Kaca, Kertas, atau Teflon adalah isolator yang sangat baik. Beberapa bahan
sintetis masih “cukup baik” digunakan sebagai insulator kabel. misalnya, plastik
atau karet. Bahan-bahan ini dipilih sebagai isolator kabel karena lebih mudah
dibentuk / diproses sementara masih bisa memblokir aliran listrik di tegangan
menengah (ratusan, mungkin ribuan volt).

c. Semikonduktor Listrik
Semikonduktor adalah bahan dengan konduktivitas listrik antara insulator
dan konduktor. Semikonduktor juga disebut setengah bahan elektrik konduktif.
Sebuah semikonduktor adalah sebagai isolator jika tidak diberi arus listrik dengan
cara dan sejumlah saat ini, tetapi suhu, aliran tertentu, prosedur dan persyaratan
fungsi kerja semikonduktor sebagai konduktor, tertentu seperti penguat saat ini,
penguat tegangan dan power amplifier. Untuk menggunakan semikonduktor untuk
fungsi harus mengetahui spesifikasi dan karakter semikonduktor, jika tidak
memenuhi persyaratan operasi itu tidak akan berhasil dan rusak. Bahan
semikonduktor yang umum digunakan adalah silikon, germanium, dan gallium
arsenide.
Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik, karena
konduktansinya yang dapat diubah dengan menyuntikkan bahan yang biasa
disebut sebagai penderma elektron. Salah satu alasan utama adalah kegunaan
semikonduktor elektronik dalam sifat elektronik dapat berubah banyak dengan
cara yang terkendali dengan menambahkan sejumlah kecil kotoran. Kotoran ini
disebut dopan. Besar hambatan setiap jenis kawat yang panjangnya satu satuan

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 156
SEMESTER 1

panjang persatu satuan luas penampang disebut hambatan jenis () besar
hambatan jenis berbeda-beda untuk setiap jenis kawat . maka besar hambatan
kawat (R) yang panjangnya (L) dan luas penampangnya (A) adalah:

Dengan:
R = hambatan kawat ()
 = hambatan jenis kawat (m)
L = panjang kawat (m)
A = luas penampang kawat (m2)

7. Hewan-hewan Penghasil Listrik

a. Ikan Belalai Gajah ( Elephant Nose Fish)
Ciri-ciri ikan ini adalah memiliki tonjolan di ujung kepalanya dan dapat
ditemui didaerah Afrika. Ikan ini memiliki bagian mulut yang panjangnya
menyerupai belalai gajah. Ia dapat tumbuh hingga 30 centimeter (cm). Ikan
belalai gajah ini sangat menyukai cacing beku atau cacing sutra. Ikan ini bisa
menghasilkan energi listrik kusus yang ada di Ekornya. Kemampuan tenaga
Listrik yang dimiliki ikan ini biasanya digunakan untuk mendeteksi lawan dan
mampu membedakan antara Mangsa atau Predator.

Sumber: sebilasinpo.com/2015 Page 157

Gambar 5.3 ikan belalai gajah

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021
SEMESTER 1

b. Ikan Pari Elektrik (Electric Ray)

Hewan ini menghabiskan sebagian besar waktunya didasar laut dan
menggunakan kemampuan elektrosense miliknya untuk mengambil medal listrik
lemah yang berasal dari udang, siput laut dan kerang-kerang. Ikan pari elektrik
menjadi salah satu hewan bermuatan listrik paling berbahaya. Sebab, organ
produksi listrik yang berada di kedua sisi kepalanya dapat menghasilkan
tegangan listrik dari hingga 220 volt. Sengatan listrik dari ikan pari elektrik ini
dapat menyebabkan kekakuan pada otot bahkan kelumpuhan. Ikan ini hanya
menggunakan listrik untuk mempertahankan diri dari predator, dan
menggunakannya sebagai cara untuk berkomunikasi dengan sesamanya

Sumber: sebilasinpo.com/2015

Gambar 5.4 ikan pari listrik

c. Hiu Kepala Martil
Hiu martil ini adalah predator yang memakan ikan-ikan kecil dan udang.
Hiu ini sangat mudah di temui diperairan hangat seperti perairan dekat pantai
yang airnya tidak terlalu dalam. Kepala yang seperti martil tersbeut yang
membantu hiu ini berbelok dengan cepat. Selain itu hiu ini memiliki kemampuan
untuk mendeteksi sinyal listrik setengah milyar volt. yang digunakan sebagai GPS
untuk menyesuaikan diri dari arus laut yang bergeran dalam medan magnet bumi,
jadi kemungkinan hiu ini memiliki energi listrik yang sedikit hanya digunakan
sebagai GPS. Hiu kepala martil bisa disebut sebagai ikan dengan sensitivitas
listrik terbesar di bawah laut. Organ pendeteksi muatan listrik itu juga dapat
membantu ikan ini menyesuaikan diri dengan arus laut.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 158
SEMESTER 1

Sumber: sebilasinpo.com/2015

Gambar 5.5 Hiu kepala martil

d. Landak Elektrik (Echidnas)
Hewan ini sangat mirip dengan Landak yang memiliki duri di
punggungnya. Echidnas masih ada dipapua dan Australia. Memiliki moncong
yang panjang daigunakan sebagai hidung dan sekaligus mulut. Moncong ini juga
bisa mengirim sinyal listrik yang bisa membantu mencari serangga disekitarnya,
listrik yang dimiliki cenderung ia gunakan untuk mencari makan dibandingkanb
mempertahankan diri Hewan yang paling mirip dengan landak ini masih banyak
ditemukan di wilayah Papua dan Australia.

Sumber: sebilasinpo.com/2015

Gambar 5.6 Echidnas

e. Belut Listrik
Ikan jenis ini sering juga disebut sebagai belut listrik. belut sendiri
memiliki banyak sekali spesies kurang lebih ada 19 spesies yang berbeda.
Beberapa jenis lele tersebut bisa mengeluarkan listrik dari tubuhnya untuk
melindungi diri. Lele jenis listrik bisa ditemui didaerah sungai tropis seperti di
Afrika dan sungai NIL. Lele ini mampu menghasilkan listrik sampai 300 Volt.
Bahkan sebuah penelitian menunjukkan bahwa belut listrik bisa menghasilkan

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 159
SEMESTER 1

kejutan intermiten tanpa lelah selama satu jam. Tegangan listrik ini dapat dengan
mudah mematikan manusia.

Sumber: Rivanputra.wordpress.com

Gambar 5.7 Belut Listrik

f. Lele Listrik
Lele listrik (order Siluriformes) keluarga Malapteruridae. Keluarga ini
mencakup dua genera, Malapterurus dan Paradoxoglanis dengan 19 spesies.
Beberapa spesies dari keluarga ini memiliki kemampuan untuk menghasilkan
kejutan listrik hingga 350 volt. Lele listrik ditemukan di daerah tropis Afrika dan
Sungai Nil. Lele listrik biasanya aktif di malam hari dan makanan utamanya ikan-
ikan kecil, dia dapat melumpuhkan mangsanya dengan sengatan listrik. Mereka
bisa tumbuh hingga panjang 1 m.

Sumber: sebilasinpo.com/2015

Gambar 5.8 lele Listrik

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 160
SEMESTER 1

Listrik Dinamis

1. Arus Listrik

Arus listrik adalah aliran dari muatan listrik dari satu titik ke titik yang
lain. Arus listrik terjadi karena adanya media penghantar antara dua titik yang
mempunyai beda potensial. Semakin besar beda potensial listrik antara dua titik
tersebut maka semakin besar pula arus yang mengalir. Dari aliran arus listrik
inilah diperoleh tenaga listrik yang disebut dengan daya.Dalam aplikasinya, arus
listrik terjadi saat muatan pada tegangan listrik dialirkan melalui beban.
Contohnya saat kita menyalakan televisi maka arus listrik rumah kita mengalir
dari titik phase ke titik netral.

Dalam hal ini televisi dianggap sebagai beban yang dialiri oleh arus listrik
dan tenaga atau daya yang ditimbulkan karena aliran listrik inilah yang
menyebabkan televisi bisa menyala. Besarnya arus listrik yang mengalir pada
suatu rangkaian disebut dengan kuat arus. Dan karena mengalir maka arus listrik
merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang mempunyai arah. Arah yang
dimaksud adalah arah aliran muatan listrik.Simbol dari besaran kuat arus
dinyatakan dengan huruf I besar berasal dari kata dalam bahasa perancis, Intensite
yang berarti intensitas. Kuat arus merupakan muatan listrik yang mengalir dalam
waktu tertentu. Dalam hal ini dapat dirumuskan bahwa besarnya kuat arus
merupakan jumlah muatan (Q) dibagi dengan waktu (t).

Keterangan:
I = arus listrik (ampere)
q = muatan listrik (coulomb)
t = waktu (detik)

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 161
SEMESTER 1

Pada rangkaian listrik tertutup, pembawa muatan listrik adalah elektron
sehingga besarnya muatan ditentukan oleh jumlah elektron, yaitu;

q = N . e sehingga I = N . e /t
Keterangan:
I = Arus listrik (ampere)
N = jumlah muatan listrik
e = muatan elektron (coulomb)
t = waktu (detik)

2. Rangkaian Listrik

a. Rangkaian Hambatan Listrik Seri

Rangkaian seri terdiri dari dua atau lebih beban listrik yang dihubungkan
ke catu daya lewat satu rangkaian. Rangkaian listrik seri adalah suatu rangkaian
listrik, di mana input suatu komponen berasal dari output komponen lainnya. Hal
inilah yang menyebabkan rangkaian listrik seri dapat menghemat biaya
(digunakan sedikit kabel penghubung). Selain memeliki kelebihan, rangkaian
listrik seri juga memiliki suatu kelemahan, yaitu jika salah satu komponen dicabut
atau rusak, maka komponen yang lain tidak akan berfungsi sebagaimana
mestinya. Misal tiga buah bola lampu dirangkai seri, maka input dari lampu satu
akan datang dari output lampu yang lain. Jika salah satu lampu dicabut atau rusak,
maka lampu yan lain akan ikut padam.

Rangkaian seri dapat berisi banyak beban listrik dalam satu rangkaian.
Contoh yang baik dari beberapa beban rangkaian dihubung seri adalah lampu
pohon Natal. ( kurang lebih 20 lampu dalam rangkaian seri ).Dua buah elemen
berada dalam susunan seri jika mereka hanya memiliki sebuah titik utama yang
tidak terhubung menuju elemen pembawa arus pada suatu jaringan. Karena semua
elemen disusun seri, maka jaringan tersebut disebut rangkaian seri. Dalam
rangkaian seri, arus yang lewat sama besar pada masing-masing elemen yang
tersusun seri.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 162
SEMESTER 1

Sifat-sifat Rangkaian Seri:
 Arus yang mengalir pada masing beban adalah sama.
 Tegangan sumber akan dibagi dengan jumlah tahanan seri jika besar tahanan

sama. Jumlah penurunan tegangan dalam rangkaian seri dari masing-masing
tahanan seri adalah sama dengan tegangan total sumber tegangan.
 Banyak beban listrik yang dihubungkan dalam rangkaian seri, tahanan total
rangkaian menyebabkan naiknya penurunan arus yang mengalir dalam
rangkaian. Arus yang mengalir tergantung pada jumlah besar tahanan beban
dalam rangkaian.
 Jika salah satu beban atau bagian dari rangkaian tidak terhubung atau putus,
aliran arus terhenti.

Sumber: fisikazone.com
Gambar 5.9 Rangkaian Seri Hambatan Listrik

Jika VAB= I × R1, VBC = I × R2, VAC = VAB + VBC; maka:
VAC = VAB + VBC
VAC = I × R1 + I × R2
VAC = I (R1 + R2)
Jika kita ganti kedua hambatan yang dirangkai seri dengan sebuah hambatan
pengganti (Rs) lihat gambar (c) diatas, maka VAC = I × Rs , sehingga kita dapatkan
persamaan sebagai berikut.
VAC = I(R1 + R2)
I × Rs = I(R1 + R2)
Rs = R1 + R2

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 163
SEMESTER 1

Jadi, bentuk umum hambatan pengganti yang dirangkai seri adalah sebagai
berikut.
Rs = R1 + R2 + R3 + … + Rn (n = banyaknya hambatan)

b. Rangkaian Hambatan Listrik Paralel

Rangkaian Paralel merupakan salah satu yang memiliki lebih dari satu
bagian garis edar untuk mengalirkan arus. Dalam kendaraan bermotor, sebagian
besar beban listrik dihubungkan secara parallel. Masing-masing rangkaian dapat
dihubung-putuskan tanpa mempengaruhi rangkaian yang lain. Rangkaian
Paralel adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara berderet
(paralel). Lampu yang dipasang di rumah umumnya merupakan rangkaian paralel.
Rangakain listrik paralel adalah suatu rangkaian listrik, di mana semua input
komponen berasal dari sumber yang sama.

Semua komponen satu sama lain tersusun paralel. Hal inilah yang
menyebabkan susunan paralel dalam rangkaian listrik menghabiskan biaya yang
lebih banyak (kabel penghubung yang diperlukan lebih banyak). Selain
kelemahan tersebut, susunan paralel memiliki kelebihan tertentu dibandingkan
susunan seri. Adapun kelebihannya adalah jika salah satu komponen dicabut atau
rusak, maka komponen yang lain tetap berfungsi sebagaimana mestinya.
Sifat-sifat Rangkaian Paralel:
 Tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan

sumber.
 Masing-masing cabang dalam rangkaian parallel adalah

rangkaian individu.Arus masing-masing cabang adalah tergantung besar
tahanan cabang.
 Sebagaian besar tahanan dirangkai dalam rangkaian paralel, tahanan total
rangkaian mengecil, oleh karena itu arus total lebih besar. (Tahanan total
dari rangkaian parallel adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil
dalamrangkaian.)

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 164
SEMESTER 1

 Jika terjadi salah satu cabang tahanan parallel terputus, arus akan terputus
hanya pada rangkaian tahanan tersebut. Rangkaian cabang yang lain tetap
bekerja tanpa terganggu oleh rangkaian cabang yang terputus tersebut.

Sumber: fisikazone.com
Gambar 5.10 Rangkaian paralel Hambatan Listrik

Dengan menggunakan hukum I Kirchoff dan hukum Ohm, maka dapat
kita tuliskan secara matematis sebagai berikut.

Jika kita ganti kedua hambatan yang dirangkai paralel dengan sebuah hambatan

pengganti (Rp), lihat gambar (c), maka I = , sehingga kita dapatkan persamaan
sebagai berikut.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 165
SEMESTER 1

Jadi, bentuk umum hambatan yang dirangkai paralel adalah :
1/Rp = (1/R1) + (1/R2) + .......+ (1/Rn)

3. Karakteristik Rangkaian Listrik

a. Hukum Kirchoff

Hukum Kirchhoff adalah dua persamaan yang berhubungan dengan arus
dan beda potensial (umumnya dikenal dengan tegangan) dalam rangkaian listrik.
Hukum ini pertama kali diperkenalkan oleh seorang ahli fisika Jerman yang
bernama Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) pada tahun 1845. Hukum
Kirchhoff 1 dikenal sebagai hukum percabangan (junction rule), karena hukum ini
memenuhi kekekalan muatan. Hukum ini diperlukan untuk rangkaian yang
multisimpal yang mengandung titik-titik percabangan ketika arus mulai terbagi.
Pada keadaan tunak, tidak ada akumulasi muatan listrik pada setiap titik dalam
rangkaian. Dengan demikian, jumlah muatan yang masuk di dalam setiap titik
akan meninggalkan titik tersebut dengan jumlah yang sama.
Hukum Kirchhoff 1 menyatakan bahwa:
“Jumlah arus listrik yang masuk melalui titik percabangan dalam suatu rangkaian
listrik sama dengan jumlah arus yang keluar melalui titik percabangan tersebut”

Arus keluar
Arus masuk

Arus keluar

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 166
SEMESTER 1

Secara umum rumus hukum Kirchhoff 1 dapat dituliskan sebagai berikut:
∑I masuk = ∑I keluar

b. Rangkaian GGL dan Hukum Ohm pada Rangkaian Tertutup

Baterai baru yang belum dipakai umumnya memiliki Gaya Gerak Listrik
(GGL) = 1,5 V, artinya sebelum dirangkaikan untuk menghasilkan arus listrik, di
antara kutub-kutub baterai ada tegangan sebesar 1,5 V. Jika baterai dihubungkan
dengan suatu rangkaian sehingga ada arus yang mengalir, maka tegangan di antara
kutubkutub baterai disebut tegangan jepit. Perbedaan besar GGL dan tegangan
jepit baterai dikarenakan adanya hambatan dalam pada baterai. Menurut Hukum
Ohm, besar kuat arus yang mengalir pada rangkaian tertutup adalah:
I = E / (R + r)
Sehingga, besar tegangan jepitnya menjadi,
I . R = E – ( i. r )
V = E – ( i.r)
Dengan :
r = hambatan dalam baterai ()
R = hambatan luar ()
E = GGL baterai (volt)
V= tegangan jepit (V)
I = arus listrik (ampere)
Elemen listrik yang sama dipasang secara seri dapat dihitung dengan
menggunakan rumus
Etotal = E1 + E2 + ... +En = n . E
rtotal = r1 + r2 + ... + rn = n . r
sehingga:


I = + .

Elemen listrik yang dipasang secara paralel dapat dihitung dengan menggunakan
rumus:

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 167
SEMESTER 1

Etotal = E1 + E2 + ... + En = E

1/r total = 1/r1 + 1/r2 + ....+ 1/rn

Karena r1=r2=...=rn

Maka 1/r total = n/r

Sehingga

I =
+( )

4. Sumber Arus Listrik

Sumber arus listrik adalah benda-benda yang dapat menghasilkan arus listrik,

contohnya baterai, akumulator, elemen Volta, elemen Daniell, dan elemen

Weston. Mobil-mobilan dapat bergerak karena memperoleh energi listrik dari

baterai, lampu senter dapat digunakan setelah dipasang baterai ke dalamnya.

Tabel 5.1 Jenis Sumber Arus Listrik

Jenis sumber Sumber arus Proses perubahan energi

arus listrik Elemen volta Kimia listrik
listrik
DC (direct Elemen kering (baterai) Kimia
current)

Akumulator (ACCU) Kimia listrik

Solar sel Kalor listrik

AC (alternating Dinamo DC Gerak listrik
current) Dinamo AC Gerak listrik
Generator Gerak listrik

Elemen volta, baterai, dan akumulator adalah sumber arus DC yang
dihasilkan dari reaksi kimia, sehingga disebut juga sebagai elektrokimia.
Berdasarkan dapat atau tidaknya diisi ulang, sumber arus listrik dibedakan
menjadi elemen primer dan elemen sekunder. Elemen primer adalah sebutan bagi
sumber arus listrik yang tidak dapat diisi ulang ketika energinya habis, contohnya
seperti baterai kering dan elemen volta. Elemen sekunder adalah sebutan bagi

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 168
SEMESTER 1

sumber arus listrik yang dapat diisi ulang ketika energinya habis,contohnya
seperti akumulator dan baterai Li-ion yang digunakan pada telepon genggam atau
kamera.

5. Sumber-sumber Energi Listrik

Listrik emang memegang peranan yang sangat penting dalam kehidupan
kita. Bisa dibilang listrik telah menjadi sumber energi utama dalam setiap
kegiatan manusia baik di rumah tangga maupun industri. Mulai dari peralatan
dapur hingga mesin pabrik-pabrik besar bahkan pesawat terbang, semua
memerlukan listrik. Biasanya energi listrik ini diperoleh dari mengubah energi
kinetik melalui generator menjadi listrik. Selain itu juga, energi listrik bisa
diperoleh dari banyak sumber, kini listrik tidak hanya dihasilkan dari minyak
bumi atau batu bara, tetapi juga dari energi matahari, angin, air, dan bioenergi.
Sumber-sumber energi tersebut merupakan energi alternatif karena
ketersediaannya di alam yang dianggap sangat melimpah atau tidak akan pernah
habis jika digunakan.

a. Energi Matahari

Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia
dan jika dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan
kebutuhan konsumsi energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama. Matahari
dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik atau untuk
memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Potensi masa depat energi surya hanya
dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap kesempatan.Ada banyak cara untuk
memanfaatkan energi dari matahari. Tumbuhan mengubah sinar matahari menjadi
energi kimia dengan menggunakan fotosintesis.

Kita memanfaatkan energi ini dengan memakan dan membakar kayu.
Bagimanapun, istilah “tenaga surya” mempunyai arti mengubah sinar matahari
secara langsung menjadi panas atau energi listrik untuk kegunaan kita. dua tipe
dasar tenaga matahari adalah “sinar matahari” dan “photovoltaic” (photo- cahaya,

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 169
SEMESTER 1

voltaic=tegangan)Photovoltaictenaga matahari: melibatkan pembangkit listrik dari
cahaya. Rahasia dari proses ini adalah penggunaan bahan semi konduktor yang
dapat disesuaikan untuk melepas elektron, pertikel bermuatan negative yang
membentuk dasar listrik.

Panas tenaga matahari menggunakan panas matahari secara langsung.
Pengumpul panas matahari diatas atapmu dapat menyediakan air panas untuk
rumahmu, dan membantu menghangatkan rumahmu. Sistem panas matahari
berdasarkan prinsip sederhana yang telah dikenal selama berabad-abad: matahari
memanaskan air yang mengisi bejana gelap. Teknologi tenaga panas matahari
yang ada di pasar saat ini sangat efisien dan bisa diandalkan. Saat ini pasar
menyediakan tenaga matahari untuk aplikasi dengan cakupan luas, dari pemanas
air domestik dan pemanas ruangan di perumahan dan gedung –gedung komersial,
sampai pemanas kolam renang, tenaga matahari-pendingin, proses pemanasan
industri dan memproses air menjadi tawar.

Pendingin tenaga matahari: Pendingin tenaga matahari menggunakan
sumber energi panas untuk menghasilkan dingin dan /atau mengurangi
kelembaban udara dengan cara yang sama dengan lemari pendingin atau AC
konvensional. Aplikasi ini cocok dengan energi panas matahari, sejalan dengan
meningkatnya permintaan pendingin ketika panas matahari banyak. Pendingin
tenaga matahari telah sukses didemonstrasikan. Penggunaan skala besar dapat
diharapkan di masa depan, sejalan dengan berkurangnya biaya teknologi ini,
terutama untuk sistem skala kecil.

b. Energi Angin ( Kincir Angin)

Energi angin merupakan bentuk yang jauh berkelanjutan bebas dengan
polusi energi. Pemanfaatan angin ini memang sangat disarankan karena
jumlahnya yang tidak terbatas dan juga melimpah. Pemanfaatan energi angin ini
sangat menarik karena tidak perlu menggunakan bahan bakar sebagai sumber
energi. Tidak hanya itu, pemanfaatan energi angin ini juga tidak memberikan hasil
gas rumah kaca dan juga limbah ataupun racun yang berlebihan. Energi ini berasal
dari energi kinetik yang dikonversi dan hadir dalam bentuk angin. Kemudian
angin diolah menjadi bentuk yang lebih bermanfaat atau berguna.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 170
SEMESTER 1

Salah satu pemanfaatan energi angin ini dapat Anda lihat pada kincir
angin. Namun, contoh pada kincir angin ini cukup klasik karena sudah dilakukan
sejak awal penggunaan energi angin. Untuk contoh modernnya yaitu dapat Anda
lihat pada pembangkit listrik tenaga angin dan juga air pompa.Generator turbin
angin, turbin angin ataupun pompa angin merupakan mesin energi angin yang saat
ini dapat Anda ketahui. Membahas mengenai pengertian energi angin dan juga
contoh-contohnya dalam kehidupan nyata memang sangat menarik. Dengan ini
Anda dapat mengetahui betapa berharga dan bermanfaatnya angin yang biasa
Anda temui.

Pemanfaatan energi angin tidak hanya diterapkan pada masa-masa modern
saja, tetapi sudah dimanfaatkan sejak jaman dahulu. Kincir angin bahkan dapat
memompa air, menggiling gandum dan juga menghasilkan listrik sejak jaman
dahulu. Kincir angin adalah salah satu contoh sumber energi listrik alternatif.
Energi gerak, yang dihasilkan oleh gerakan angin terhadap kincir, diubah oleh
generator menjadi energi listrik. Berbeda dengan batu bara, gas, dan minyak
bumi, kincir angin tidak menyebabkan polusi bagi lingkungan, sehingga kincir
angin dipercaya ramah terhadap lingkungan.

Oleh sebab itu, pada tahun 1930, pemerintah Amerika mulai menggunakan
kincir angin sebagai sumber energi listrik utamanya. Di daerah California, saat ini
sudah ada 13.000 kincir angin yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik
hingga 1,5 – 4 juta kWh setiap tahunnya, Tidak kalah dengan California,
Indonesia telah membangun beberapa unit kincir angin dengan kapasitas masing-
masing 80 KW di Yogyakarta dan menargetkan pembuatan Pembangkit Listrik
Tenaga Baru (PLTB) yang mampu menghasilkan 250 MW pada tahun 2025.

c. Energi Air (Hydro Power)

Tenaga air adalah energiyang diperoleh dari air yang mengalir. Pada
dasarnya, air di seluruh permukaan Bumi ini bergerak (mengalir). Di alam sekitar
kita, kita mengetahui bahwa air memiliki siklus. Di mana air menguap, kemudian
terkondensasi menjadi awan. Air akan jatuh sebagai hujan setelah ia memiliki
massa yang cukup. Air yang jatuh di dataran tinggi akan terakumulasi menjadi

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 171
SEMESTER 1

aliran sungai. Aliran sungai ini menuju ke laut. Di laut juga terdapat gerakan air,
yaitu gelombang pasang,ombak, dan arus laut. gelombang pasang dipengaruhi
oleh gravitasi bulan, sedangkan ombak disebabkan oleh angin yang berhembus di
permukaan laut dan arus laut di sebabkan oleh perbedan kerapatan (massa jenis
air), suhu dan tekanan, serta rotasi bumi.

Tenaga air yang memanfaatkan gerakan air biasanya didapat dari sungai
yang dibendung. Pada bagian bawah dam tersebut terdapat lubang-lubang saluran
air. Pada lubang-lubang tersebut terdapat turbin yang berfungsi mengubah energi
kinetik dari gerakan air menjadi energi mekanik yang dapat menggerakan
generator listrik. Energi listrik yang berasal dari energi kinetik air disebut
"hydroelectric". Hydroelectric ini menyumbang sekitar 715.000 MW atau sekitar
19% kebutuhan listrik dunia. bahkan di Kanada, 61% dari kebutuhan listrik
negara berasal dari Hydroelectric.Saat ini para peneliti juga mencari kemungkinan
hydroelectric yang berasal dari arus laut dan gelombang pasang. Semoga hal
tersebut berhasil dan kita dapat memelihara Bumi yang kita cintai ini.

d. Bio Energi

Bioenergi adalah energi terbarukanyang didapatkan dari sumber biologis,
umumnyabiomassa. Biomassa adalah bahan organik yang menyimpan
energi cahaya matahari dalam bentuk energi kimia. Biomassa sebagai bahan bakar
umumnya berupa kayu, limbah industri kayu, jerami, dan hasil pertanian
seperti tebu yang dapat diolah menjadi bahan bakar. Dalam definisi yang lebih
sempit, bioenergi adalah sinonim dari biofuel, yang merupakan bahan bakar
turunan dari sumber biologis. Dalam cakupan yang lebih luas, bioenergi
mencakup juga biomassa. Bioenergi adalah energi yang dihasilkan dari biomassa,
tetapi bioenergi bukanlah biomassa itu sendiri

Biomassa bisa didapatkan sebagai limbah atau produk samping dari
industri pengolahan dan pertanian. Karena berupa limbah atau produk samping,
maka biomassa secara teori tersedia dalam jumlah melimpah dan tidak akan
mengurangi pasokan pangan untuk manusia. Biomassa dihasilkan dari organisme
seperti tumbuhan, hewan, serta limbahnya. Kotoran hewan dan sampah taman
juga merupakan biomassa yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 172
SEMESTER 1

bioenergi. Energi dari biomassa merupakan salah satu bagian dari siklus
karbon. Bagasse dan tandan kosong kelapa sawit merupakan contoh limbah
biomassa yang sudah dimanfaatkan sebagai sumber energi di industri pengolahan
terkait. Bagase digunakan sebagai sumber energi di pabrik pengolahan tebu,
sedangkan tandan kosong kelapa sawit digunakan di industri pengolahan kelapa
sawit.

6. Transmisi Energi Listrik

Transmisi (penyaluran) adalah Penyaluran energi listrik sehingga
mempunyai listrik, maksud proses dan cara menyalurkan energi listrik dari satu
tempat ke tempat lainnya, misalnya :
– Dari pembangkit listrik ke gardu induk.
– Dari satu gardu induk ke gardu induk lainnya.
– Dari gardu induk ke jaring tegangan menengah dan gardu distribusi.

Transmisi listrik jarak jauh dilakukan dengan menaikkan tegangan listrik.
Jika tegangan listrik untuk transmisi jarak jauh rendah, maka arus listriknya akan
menjadi besar sehingga diperlukan kabel listrik yang besar dan banyak energi
yang terbuang menjadi kalor saat listrik disalurkan dari PLN ke rumah-rumah.
Namun, dengan tegangan yang tinggi, maka arus listrik akan menjadi kecil
sehingga kabel listrik yang dibutuhkan kecil dan tidak terlalu banyak energi yang
terbuang. Agar tegangan listrik dari PLN dapat dinaikkan, maka diperlukan
transformator step up.

PLN memproduksi listrik dengan tegangan sebesar 10.000 volt, sehingga
perlu dinaikkan menjadi sekitar 150.000 volt. Transmisi energi listrik dengan
tegangan sebesar ini dilakukan dengan menaikkan kabel pada gardu-gardu listrik
yang tinggi agar aman bagi penduduk. Pada transmisi berikutnya digunakan
transformator step down untuk menurunkan tegangan hingga menjadi 220 volt
sehingga dapat langsung didistribusikan ke penduduk.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 173
SEMESTER 1

Teknologi dalam Lingkungan

Bagian bumi yang mengalami malam hari hanya akan mendapatkan
cahaya dari bulan dan bintang. Lemahnya penerangan dari bulan dan bintang
mengakibatkan malam menjadi gelap. Oleh karena itu, sejak dahulu kala
datangnya malam hari menjadi salah satu hal yang paling tidak disukai manusia.
Namun, sejak ditemukan bola lampu oleh Thomas Alva Edison, malam menjadi
waktu yang dinanti-nantikan umat ma nusia. Salah satunya karena keindahan
lampulampu yang sekaligus menjadi hiasan malam hari.

Perhitungan biaya listrik di lakukan dengan mengalikan energi listrik yang
terpakai dengan tarif dasar listrik per kWh. Misalnya sebuah lampu dengan daya
10 watt dinyalakan dalam waktu 8 jam/hari selama 30 hari. Karena lampu 10 watt
artinya dalam 1 detik menggunakan energi listrik sebesar 10 joule, maka energi
total yang digunakan lampu selama 30 hari adalah W = P x t = 10 x 8 x 30 = 2400
Wh = 2,4 kWh. Jika tarif dasar listriknya Rp. 385, maka biaya yang harus
dibayarkan adalah sebesar Rp. 924.

1. Upaya Penghematan Energi Listrik

Besarnya emisi karbon yang dihasilkan oleh pembangkit listrik yang
menggunakan batu bara adalah penyumbang terbesar terjadinya global
warmingLampu sorot pada mobil-mobil baru dan lampu penerangan di rumah
cenderung memanfaatkan lampu LED (Light Emitting Diode) daripada lampu
bohlam seperti pada kendaraan lama. Penggunaan LED dengan daya yang lebih
kecil tersebut diharapkan dapat menghemat kebutuhan energi listrik. untuk
menghemat energi, lakukan beberapa hal di bawah ini:
1. Gunakan peralatan rumah tangga dan peralatan kantor hanya yang bersifat

hemat energi. Penghematan energi ini bisa dimulai dari penggunaan kulkas dan
AC yang ramah lingkungan.
2. Matikan komputer, air, lampu, dan juga televisi jika sudah tidak digunakan, dan
gunakan setrika listrik sesuai dengan kebutuhan.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 174
SEMESTER 1

3. Gunakan lampu penerang yang hemat energi namun memiliki cahaya yang
cukup terang seperti pada lampu LED. Lampu ini dapat bersinar terang
meskipun wattnya kecil, namun dalam penggunaannya sesuaikan juga dengan
fungsinya.

4. Tidak membiasakan diri untuk berperilaku boros, sehingga gunakan listrik
sesuai dengan kebutuhan, secara bergantian dan tidak berlebihan dalam
menggunakannya.

5. Jika masih bisa menggunakan alat rumah tangga dengan manual, lakukan
secara manual untuk menghemat energi.

6. Gunakan desain rumah dan gedung yang hemat energi, sehingga sebisa
mungkin tidak menggunakan penerang pada siang hari. Gunakan ventilasi yang
cukup dan juga tempatkan tanaman hias untuk menyejukkan ruangan. Untuk
menyejukkan ruangan, kita juga bisa menggunakan atap yang terbuat dari
tanah dan keramik.

7. Penghematan energi selanjutnya bisa dilakukan dengan cara memberikan
fasilitas kendaraan umum sehingga tidak semua orang boleh menggunakan
kendaraan pribadi. Karena penggunaan kendaraan pribadi tanpa pengendalian
akan memberikan beberapa dampak negatif termasuk borosnya energi.

8. Pemerintah mengadakan sosialisasi secara besar-besaran tentang pentingnya
hemat energi, dan hal ini dilakukan juga oleh pejabat yang ada di tanah air.
Sehingga misalnya penduduk tidak diperbolehkan untuk memiliki kendaraan
pribadi lebih dari 1 dalam satu KK maka demikian juga yang berlaku untuk
pejabat kita.

9. Pemerintah mendukung secara penuh adanya penemuan energi alternatif mulai
dari fasilitas hingga biaya yang ada. Demikian juga dengan penemuan mobil
atau kendaraan yang hemat energi harus dikembangkan dan didukung secara
penuh.

10. Memberikan penghargaan terhadap upaya penghematan energi yang telah
dilakukan masyarakat agar masyarakat semakin banyak yang sadar energi
sehingga ketahanan energi kita semakin baik.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 175
SEMESTER 1

11. Biasakan hidup hemat sesuai dengan kebutuhan karena setiap benda yang kita
beli membutuhkan energi untuk membuat maupun mendistribusikannya.

13. Kurangilah penggunaan peralatan rumah tangga. Peralatan rumah tangga yang
dapat dikurangi untuk penghematan energi salah satunya adalah pengering
pakaian. Anda bisa mengeringkan pakaian dengan cara menjemurnya ataupun
dengan cara mengangin-anginkannya. Jika harus menggunakan pengering
pakaian, kurangilah penggunaannya. Selain itu, peralatan rumah tangga yang
sebaiknya dikurangi adalah mesin cuci piring, oven, dan juga mesin
penghisap debu.

14. Ganti peralatan rumah tangga dengan model yang lebih baru. Peralatan yang
lama kebanyakan tidak dirancang untuk penghematan energi. Oleh karena itu,
tak ada salahnya untuk memperbarui peralatan rumah tangga dengan model
baru yang lebih hemat energi.

2. Penggunaan Energi Listrik di Lingkungan Sekitar

a. Elektrokardiograf (ECG)

Elektrokardiograf (EKG) adalah jenis alat ukur yang digunakan untuk
mengukur atau mendeteksi kondisi jantung seseorang dengan cara kerja
memantau irama dan frekuensi detak sebuah jantung. Untuk mengukur sebuah
detak jantung, elektrode - elektrode dari alat elektrokardiograf ditempatkan ke
bagian dada pasien. Elektrode akan mendeteksi turun - naiknya arus listrik jantung
dan segera mengirimnya ke elektrokardiograf, yang akan merekam perubahan
sebagai bentuk gelombang pada sebuah gulungan kertas yang bergerak.
Rekaman hasil pengukuran ini disebut dengan elektrokardiogram.

Setiap kontraksi, otot pada jantung akan menghasilkan impuls kelistrikan
dalam wujud gelombang sinusoidal atau bentuk gelombang pada gerak harmonis
yang akan ditampilkan pada layar elektrokardiograf. Elektrokardiograf memiliki
10 logam yang masing-masing sebanyak 6 logam dipasang di dada dan 4 lainnya
dipasang di pergelangan kaki dan tangan. Seluruh logam tersebut dihubungkan
pada kabel. Kabel inilah yang akan menghantarkan sinyal listrik dari jantung ke

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 176
SEMESTER 1

alat perekam medis yang berupa osiloskop untuk kemudian dicetak pada kertas
kardiogram. Osiloskop adalah alat yang biasa digunakan untuk menggambarkan
bentuk gelombang listrik pada layar.

b. Elektrosepalogram (EEG)

Elektroensefalogram (EEG) adalah salah satu tes yang dilakukan untuk
mengukur aktivitas kelistrikan dari otak untuk mendeteksi adanya kelainan
dari otak. Tindakan ini menggunakan sensor khusus yaitu elektroda yang
dipasang di kepala dan dihubungkan melalui kabel menuju komputer. EEG
akan merekam aktivitas elektrik dari otak, yang direpresentasikan dalam
bentuk garis gelombang. Pemeriksaan EEG umum dilakukan dengan indikasi
sebagai berikut: Epilepsi, Demensia, Norkolepsi, Abnormalitas sistem saraf,
Abnormalitas pada otak atau tulang belakang, Kelainan mental.

Terdapat beberapa tipe gelombang elektrik otak yang dapat dihasilkan
dari tes EEG, di antaranya adalah:
 Gelombang alpha – gelombang alpha memiliki frekuensi sebesar 8

sampai 12 siklus per detik. Gelombang ini hanya terjadi ketika dalam
keadaan sadar sepenuhnya ataupun dengan saat mata tertutup.
 Gelombang beta – gelombang beta memiliki frekuensi sebesar 13 sampa i
30 siklus, dan terjadi ketika dalam keadaan sadar.
 Gelombang delta – gelombang delta terjadi ketika tidur. Gelombang ini
juta umum ditemukan pada anak kecil.
 Gelombang theta – Seperti gelombang delta, gelombang theta terjadi
dalam fase tidur, dan memiliki 4 sampai 7 siklus per detik

Aktivitas normal otak memiliki gelombang alpha atau beta ketika tidur
dan memiliki pola aktivitas otak yang sama antar kedua belah otak. Otak tidak
seharusnya mengalami sebuah ledakan aktivitas atau sesuatu yang dapat
memperlambat aktivitas kelistrikan otak. Saat tes dilakukan, pasien akan
dirangsang dengan cahaya untuk mengetahui respon dari otak, ketika otak
merespon dalam level normal maka aktivitas kelistrikan otak dapat dikatakan
dalam kondisi baik. Sebaliknya, aktivitas kelistrikan otak dikatakan tidak

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 177
SEMESTER 1

normal ketika kedua belah otak memiliki pola gelombang yang berbeda atau
menunjukan adanya aktivitas kelistrikan yang tajam.

Ketika gelombang delta dan theta ditemukan saat pasien dalam kondisi
sadar, maka hal ini dianggap sebagai sesuatu yang tidak biasa. Sebuah
lonjakan tajam dari gelombang aktivitas otak harus menjadi perhatian dokter
karena dapat menunjukan adanya gejala tumor otak, epilepsi, infeksi
atau stroke. Sebaliknya, ketika tidak ada gelombang otak yang terdeteksi,
maka pasien dapat diindikasikan dalam keadaan koma.

c. Pengendap Elektrostatis pada Cerobong Asap

Elektrostatik merupakan salah satu cabang fisika yang berhadapan dengan
gaya yang dikeluarkan oleh medan listrik statik (tidak berubah) kepada sebuah
objek yang bermuatan. Aplikasi elektrostatik dalam dunia industri digunakan
untuk mengatasi masalah limbah debu. Industri yang banyak mengaplikasikannya
yaitu seperti PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap), pabrik gula, dan pabrik
semen. Salah satu penerapannya yaitu penggunaan electrostatic
precipitator (ESP). ElectroStatic Precipitator (ESP) adalah salah satu alternatif
penangkap debu dengan effisiensi tinggi (diatas 90%) dan rentang partikel yang
didapat cukup besar.

Dengan menggunakan electrostatic precipitator (ESP) ini, jumlah limbah
debu yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16% (dimana
efektifitas penangkapan debu mencapai 99,84%). Komponen utama yang ada pada
alat ini adalah kawat yang bermuatan negatif dan pelat logam yang bermuatan
positif. Saat asap kotor melewati kawat, maka beberapa partikel abu juga akan
bermuatan negatif. Setelah itu, pelat logam yang bermuatan positif akan menarik
partikel abu tersebut hingga membentuk jelaga yang mudah dibersihkan.

d. Pengecatan Mobil
Butiran cat mobil akan bermuatan listrik ketika bergesekan dengan mulut pipa
semprot dan udara. Butiran cat tersebut akan tertarik ke badan mobil apabila
badan mobil diberi muatan yang berlawanan dengan muatan cat.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 178
SEMESTER 1

e. Mesin Fotocopi

Selain menerapkan konsep optik, mesin fotokopi juga menerapkan konsep
listrik statis. Komponen utama pada mesin fotokopi yang menerapkan listrik statis
adalah penggunaan toner atau tempat bubuk hitam halus. Toner sengaja dibuat
bermuatan ne gatif sehingga mudah ditarik oleh kertas.

3. Pencegahan Bahaya Penggunaan Listrik dalam Kehidupan

Menggunakan listrik banyak kelebihan seperti memberikan penerangan
bagi kehidupan, memberi kemudahan dalam melakukan usaha serta kelebihan-
kelibahan lainnya. Disamping banyaknya kelebihan dan kegunaanya, tidak sedikit
yang bersifat merugikan, seperti kebakaran, menyebabkan hilangnya jiwa
(tersetrum listrik) dll. Merugikan ini karena tidak bijaknya dalam menggunakan
energi listrik ini, untuk itu kita sebagai pengguna utama kelistrikan saatnya kita
tahu mengenai penggunaan listrik yang aman.Ada beberapa cara yang dapat di
gunakan sebagai referensi dalam menanggulangi bahaya dari kelistrikan, yaitu :

1. Janganlah menumpuk stop kontak pada satu sambungan listrik. Hal ini
menyebabkan sambungan listrik mengalami pemanasan yang berlebihan,
sehingga jika bahan yang di gunakan tidak tahan terhadap panas tersebut,
akan menyebabkan lelehan dan menjadi percikan api.

2. Gunakan pemutus arus listrik (sekering) yang sesuai dengan daya
tersambung tanpa melebihi dan mengurangi.

3. Kabel yang terpasang dalam rumah atau gedung tertutup rapat dan jangan
ada yang mengelupas, diantara sambungan kabel harus benar-benar
tertutup. Selain itu juga berfungsi untuk melindungi dari sengatan listrik.

4. Jauhkan sumber-sumber listrik seperti saklar, sambungan listrik, kabel-
kabel listrik. Gunakan standar pengamanan pemasangan sumber tersebut,
sehingga tidak membahayakan dan terhindar dari sengatan, terutama untuk
anak-anak.

5. Gunakanlah material listrik, seperti kabel listrik, tusuk kontak listrik,saklar
listrik yang terjamin kualitasnya sesuai dengan standar. Standar dari

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 179
SEMESTER 1

material listrik tersebut biasanya bertuliskan Standar Nasional Indonesia
(SNI), Lembaga Masalah Kelistrikan atau SPLN (standar PLN).
6. Segera pangkas pohon, ranting-ranting di dekat rumah jika sudah
mendekati jaringan listik.
7. Hindari pemasangan alat-alat listrik yang membahayakan jaringan listrik,
seperti pemasangan atnena listrik mendekati jaringan listrik.
8. GUnakan listrik secara jujur, dengan tanpa mencuri listrik (menyantol) ,
mengakali KWH meter, atau menggunakan listrik secara tidak sah .
Pemasangan yang tidak sesuai standar sangat membahayakan pengguna.
9. Berhati-hati dan selalu memberikan pengarahan kepada yang tidak
mengerti kelistrikan agar selalu waspada ketika berada di dekat jaringan
listrik.
10. Mencabut kabel dari stop kontak bila tidak menggunakan peralatan listrik.
11. Menghindari air dan kondisi tangan yang basah saat ingin menyambung
atau melepas sambungan kabel dengan stop kontak.
12. Tidak memegang lubang stop kontak atau sambungan kabel yang terbuka.
13. Selalu memperhatikan peringatan penggunaan listrik yang ada pada
peralatan listrik.
14. Memasang sekering untuk menghindari kebakaran dengan cara memutus
arus pendek yang terjadi di rumah secara otomatis.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 180
SEMESTER 1

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Sekolah : SMP...
Mata Pelajaran : IPA
Kelas / Semester : IX / Ganjil
Materi Pokok : Kelistrikan dan teknologi listrik di

lingkungan

A. Tujuan Pembelajaran

Setelah melakukan percobaan, peserta didik dapat menjelaskan prinsip
baterai alternatif dari buah

B. Informasi Pendukung

Kelistrikan dan teknologi listrik di lingkungan
Pernyataan listrik mengalir sebenarnya berkaitan dengan muatan yang

berpindah,sebab perpindahan elektron dari bahan akan menghasilkan arus listrik
yang arah nya berlawanan dengan arah perpindahan elektron tersebut.
Kemampuan bahan untuk menghantarkan listrik dibedakan menjadi bahan
konduktor, isolator dan semikonduktor. Tidak hanya benda padat , zat cairpun ada
yang dapat menghantarkan arus listrik, begitu juga dengan buah-buahan,
mengapa zat cair ataupun buah yang dapat menghantarkan arus listrik? Zat cair
misalnya larutan garam merupakan salah satu jenis elektrolit sehingga dapat
menghantarkan arus listrik.

C. Alat dan Bahan

1. kabel dengan jepitan buaya
2. kentang / jeruk nipis 8 buah
3. lampu LED 2 buah
4. koin kuning dan paku masing-masing 8 buah

D. Langkah-Langkah Percobaan
 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
 jepitkan koin kuning dan paku masing-masing satu pada sebuah

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 181
SEMESTER 1

kentang/jeruk nipis

 hubungkan dengan penjepit buaya antara koin pada buah yang satu

dengan paku dengan buah lainnya

 setelah kedelapan buah terhubung,pada kabel yang ujung sambungkan

pada kaki lampu LED

 lihat nyala lampu dan catat pada tabel pengamatan.
 Sekarang kurangi buahnya dan ulangi percobaan diatas dengan

menambah dan mengurangi buah juga lampu LED nya,amati kembali

E. Hasil Pengamatan

No Banyak buah Jumlah lampu Nyala lampu
terang redup

18
27
36

F. Pertanyaan

1. Jika buahnya berjumlah sama dan lampunya dikurangi apa yang
terjadi,jelaskan !

2. Apa yang menyebabkan perubahan nyala lampu pada percobaan yang
dilakukan....

G. Kesimpulan

....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 182
SEMESTER 1

H. Sumber Belajar

1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik indonesia. 2017. IPA

SMP/MTs kelas IX Jakarta. Pusat Kurikulum dan Pembukuan

Balitbang Kemdikbud.

2. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik indonesia. 2017. Buku

Guru IPA SMP/MTs kelas IX Jakarta. Pusat Kurikulum dan

Pembukuan Balitbang Kemdikbud.

Rangkuman

 gaya tolak menolak atau tarik menarik dua benda bermuatan listrik
terhadap besar muatan listrik dan jaraknya di nyatakan dengan
hukum coulomb.

 Coulomb menyimpulkan besar gaya tarik antara dua benda
bermuatan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan
atau berbanding lurus dengan perkalian besar kedua muatan.

 Medan listrik adalah daerah disekitar muatan yang masih kuat
menimbulkan gaya listrik terhadap muatan lain.

 Bidang yang mempelajari aliran impuls listrik pada tubuh manusia
disebut biolistrik.

 Bahan yang dapat menghantarkan listrik disebut konduktor listrik,
bahan yang sangat buruk menghantarkan listrik karena elektron sulit
mengalir dinamakan isolator listrik sedangkan bahan yang berada
pada suhu rendah bersifat isolator pada suhu tinggi bersifat
konduktor dinamakan semikonduktor listrik.

 Hewan-hewan penghasil listrik diantaranya ikan belalai gajah, ikan
pari elektrik, hiu kepala martil, echidnas, belut listrik dan lele listrik.

 Arus listrik mengalir dari potensial tinggi kepotensial rendah
sedangkan arah aliran elektron sebaliknya.

 Rangkaian listrik terdiri dari rangkaian seri dan rangkaian paralel.
 Energi listrik dapat diubah dari satu bentuk energi ke energi lain.
 Sumber energi listrik alternatif diperoleh dari alam misalnya energi

matahari,energi angin,energi ari,bioenergi.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 183
SEMESTER 1

Uji Kompetensi

A. Pilihlah jawaban yang paling benar!

1. faktor- faktor yang mempengaruhi besar energi listrik adalah....
a. tegangan, suhu,volume
b. tegangan, kuat arus, dan waktu
c. kuat arus, suhu, dan waktu
d. kuat arus, waktu dan volume

2. berikut ini yang merupakan alat-alat mengubah energi listrik menjadi energi

kalor adalah....

a. lampu neon dan solder c. setrika dan teko listrik

b. lampu pijar dan kipas angin d. Setrika dan kipas angin

3. Alat yang digunakan untuk mengukur besarnya arus listrik adalah …

a. Ohmmeter c. Voltmeter

b. Termometer d. Amperemeter

4. Hasil perbandingan antara tegangan listrik dengan arus listrik disebut …

a. Hambatan listrik c. Frekuensi listrik

b. Reaktansi induktif d. Energi listrik

5. Pembangkit listrik yang menggunakan air sebagai penggerak generatornya
sering disebut …

a. PLTU c. PLTA

b. PLTS d. PLTN

6. Cara memasang amperemeter pada rangkaian listrik ialah secara …

a. Paralel c. Seri
b. Seri – paralel d. Paralel – seri

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 184
SEMESTER 1

7. Alat yang terpasang pada rumah-rumah dan digunakan untuk mengetahui
jumlah pemakaian atau konsumsi daya listrik disebut …

a. Termis c. AVO meter

b. KWH meter d. Barometer

8. Berikut yang merupakan contoh dari elemen primer adalah …

a. Baterai b. Akumulator

b. Baterai charge d. Aki

9. Arus listrik yang memiliki getaran setiap satuan waktu disebut arus …

a. Searah c. DC

b. Bolak-balik d. Sejajar

10. Alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut …

a. Generator c. Akumulator

b. Transistor d. Motor listrik

11. Komponen yang sering digunakan untuk membuat lampu lalu lintas dan
memiliki warna cahaya yang beragam disebut …

a. Lampu pijar c. Lampu TL

b. LED d. Neon

12. Kegiatan manakah yang dapat menghemat energi listrik.....
a. Membiarkan komputer menyala walaupun tidak digunakan.
b. Membuka tutup lemari es dalam waktu lama.
c. Mematikan lampu ketika mau pergi.
d. Menonton televisi sampai larut malam.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 185
SEMESTER 1

13. Manakah yang merupakan tujuan penghematan listrik?
a. Menjamin ketersediaan listrik di masa mendatang.
b. Menambah biaya rekening listrik.
c. Menjaga pasokan listrik agar lancar.
d. Agar tidak terjadi pemadaman listrik.

14. Kaca dapat menghantarkan panas tetapi menahan....

a. bunyi c. getaran

b. listrik d. Arus

15.Tegangan, kuat arus, dan besar hambatan listrik dapat sekaligus diukur

menggunakan....

a. Amperemeter c. multimeter

b. voltmeter d. Ohmmeter

16. Air terjun dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik. Energi air terjun

diubah menjadi energi listrik menggunakan . . . .

a. dinamo c. generator

b. sel surya d. Turbin

17. diketahui R1 dan R2 disusun seri dengan besar 4 ohm dan 6 ohm,jika

tegangan yang dipakai 20 volt maka besar daya listriknya adalah.....

a. 40 W c. 60 W

b. 50 W d. 80 W

18. sebuah keluarga menggunakan listrik dengan daya 900 W selama 200 jam jika

harga 1 kWh = Rp 350-, makabiaya yang harus dikeluarkan keluarga tersebut

adalah....

a. Rp. 58.000 c. Rp.63.000

b.Rp. 61.000 d. Rp. 68.000

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 186
SEMESTER 1

19. Seutas kawat penghantar mempunyai panjang 50 cm, luas penampang 2 mm2,

ternyata hambatan listriknya 100 ohm. Dengan demikian hambatan jenis kawat itu

sebesar c. 5 x 10 – 2 ohm.m
a. 5 x 10 – 6 ohm.m d. 8 x 10 2 ohm.m
b 4 x 10 – 4 ohm.m

20. Sebuah lampu listrik tertulis 100 W / 220 V, agar lampu menyala dengan daya

25 watt, maka lampu itu harus dihubungkan dengan sumber tegangan listrik . . . .

a. 100 volt c. 140 volt

b. 110 volt d. 160 volt

B. Uraian
1. Sebutkan 4 macam sumber energi listrik.
2. Dua benda bermuatan tidak senama saling didekatkan. Apa yang terjadi?
3. Apakah yang disebut dengan listrik dinamis?
4. Berikan 3 contoh perubahan energi listrik pada alat listrik.
5. Sebutkan 4 cara menghemat energi listrik.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 187
SEMESTER 1

DAFTAR PUSTAKA

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik indonesia. 2017. IPA
SMP/MTs kelas IX Jakarta. Pusat Kurikulum dan Pembukuan Balitbang
Kemdikbud.

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik indonesia. 2017. Buku Guru
IPA SMP/MTs kelas IX Jakarta. Pusat Kurikulum dan Pembukuan
Balitbang Kemdikbud.

Campbell, N.A., Reece. J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky,
P.V., & Jackson, R.B. 2008. Biology 8th edition. USA:Pearson Education,
Inc.

Komarudin, Asep. “Jenis Penyakit pada Bayi Baru Lahir”. November 2017.
http://www.solusisehatku.com/inilah-jenis-penyakit-pada-bayi-baru-lahir-
yang-harus-diwaspadai.

STDS. “Who Wants of Untreatable Superbug Gonorhoe..”. 7 Juli 2017.
http://www.foxnews.com/health/2017/07/07/who-warns-untreatable-
superbug-gonorrhoea-found-in-at-least-3-patient s.html

Kumala aji, Burnan. “Bakteri Spirochaeta Pallida”. 21 April 2016.
http://penuntunjalan28.blogspot.co.id/2016/04/bakteri-spirochaeta-pallida-
treponema.html

Haaretz. “Herpes Virus Kills Cancer in Possible Medical Breakthrough”. 23
November 2017. https://www.haaretz.com/israel-news/science/1.658353

Medistra,Griya. “ Kapan Hasil Viraload Virus HIV Tidak Terdeteksi”. 2016.
http://www.terapihiv.com/2015/06/kapan-hasil-viraload-virus-hiv-
tidak.html

Hendrawati,Dian. “Candida Sp”. 24 Oktober 2012.
http://dyanelekkodhog.blogspot.co.id/2012/10/candida-sp.html

Khorulanam, Dzakian. “The World of Tree”. 07 November 2015.
http://backspacetree.blogspot.co.id/2015/

Berkebun, belajar. “Budidaya Tanaman Hias Kamboja”. 9 Februari 2016.
http://belajarberkebun.com/budidaya-tanaman-hias-kamboja.html

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 188
SEMESTER 1

Mika, Waslun. “ Rekayasa pada Tumbuhan dengan Cangkok,Okulasi dan
Kopulasi”. April 2013. http://www.jadipintar.com/2013/04/Rekayasa-

Pada-Tanaman-Dengan-Cangkok-Okulasi-dan-Kopulasi.html

Dunia kuliner, Catatan. “Teknik Stek Batang”. 4 Juni 2015. http://catatan-dunia-
kuliner.blogspot.co.id/2015/06/teknik-stek-batang.html

Malik. “7 Fungsi Bagian Bunga Lengkap”. 27 Oktober 2017.
http://mengakujenius.com/7-fungsi-bagian-bagian-bunga-lengkap/

Gonzaga, Isharmanto. “ Alela”. 3 September 2010.
https://biologigonz.blogspot.co.id/2010/09/alela.html

Info Pertanian, Pusat. “Perbedaan DNA dan RNA Juga Perannya Dalam Tubuh”.
2017. https://agroteknologi.com

Cyber, Perpustakaan. “Pola-pola Hereditas”. 2012.

http://www.nafiun.com/2012/11/pola-pola-hereditas.html

Alamsyah. “Tes Buta Warna”. 29 Agustus 2016.
https://alamsyah4tjeh.blogspot.co.id/2016/08/test-buta-warna.html

Anshul, Dudeja. “Model Atom”. 9 Oktober 2010. http://gha-
kimia.blogspot.co.id/2010/10/1-model-atom-john-dalton.html

Kimia, Ilmu. “Teori Atom John Thomson”. 2013.
https://www.ilmukimia.org/2013/08/201308teori-atom-thomson-html.html

Admin, Bif. “Penemuan Inti Atom Rutherford”. Agustus 2012. http://belajar-
fun.blogspot.co.id/2012/08/penemuan-inti-atom-rutherford_29.html

Amirafagya, Arabila. “ Teori Atom”. 2014.
http://amirabagya.byethost4.com/teori-atom.html

Goldbaum, Ellen. “ New Drug Dials Down Protein Synthesis”. 22 April 2015.
https://medicalxpress.com/news/2015-04-drug-dials-protein-synthesis-
demyelinating.html

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 189
SEMESTER 1

BIOGRAFI PENULIS

Reni Lidya Sari Nama penulis buku mata pelajaran
ini. Penulis lahir dari orang tua berdarah Jawa dan
Palembang sebagai anak pertama dari tiga
bersaudara dan satu-satunya perempuan. Penulis
dilahirkan di sebuah kota kecil bernama Prabumulih
Sumatera Selatan pada tanggal 3 Januari 1981.
Penulis menempuh pendidikan dimulai dari sebuah
sekolah swasta didekat rumahnya (lulus tahun tahun
1992), kemudian melajutkan kembali di Sekolah
Menengah Pertama ( lulus tahun 1995)dan Menengah
atas di Sekolah yang sama (lulus tahun 1998).
Kemudian melanjutkan ke perguruan tinggi setelah
sempat vakum selama satu tahun ( lulus tahun 2004) di Universitas Sriwijaya
Palembang pada Fakultas MIPA Fisika dan melanjutkan kembali akta mengajar
(lulus tahun 2006).
Penulis pernah mengabdi di duaSekolah Menengah Atas dikotanya kemudian
mendapatkan tugas mengabdi di Sekolah Menengah Pertama di sebuah desa di
salah satu daerah di Kabupaten dikotanya. Penulis pernah mendapatkan juara
guru terbaik ( 1997-1998), guru berprestasi tingkat Kabupaten (2016), peserta
Olimpiade Guru Nasional tingkat kabupaten (2017) dan menjadi Instruktur
Nasional Mata Pelajaran IPA (2016-sekarang).
Penulis tergabung dalam Ikatan Guru Indonesia sejak tahun 2016, tergabung
dalam guru-guru hebat yang selalu menguprade ilmunya karena seorang guru
berhenti belajar ketika tidak lagi menjadi seorang guru. Sejak bergabung penulis
sudah membuat tiga aplikasi pembelajaran di play store dan ini buku ketiga yang
dibuat penulis.
Akhir kata penulis mengucapkan rasa syukur yang sebesar-besarnya kepada Allah
SWT atas terselesaikannya buku Mata Pelajaran IPA SMP/MTs kelas 9 Semester
1 ini, jayalah selalu pahlawan bangsa pembangun insan cendikia, tetaplah
berkarya hingga akhir menutup mata.

BAHAN AJAR IPA KELAS IX TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Page 190
SEMESTER 1