modul

MODUL
FISIKA KELAS XII

LISTRIK ARUS SEARAH (DC)
RANGKAIAN SERI

Kompetensi Inti

KI.1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI.2 Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin tanggung jawab, peduli (gotong
royong, kerjasama, toleran, dan damai), santun, responsif, dan pro-aktif dan menunjukan sikap
sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan
lingkungan social dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam
pergaulan dunia.
KI.3 Memahami, menerapkan, menganalisis, dan mengevaluasi pengetahuan faktual, konseptual,
procedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingi tahunya tentang ilmu pengetahuan,teknologi,
seni, udaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan
peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural
pada bidang kajian yang speksifik dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.
KI.4 Mengolah, menalar, mengkaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait
dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak secara
eektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda sesuai.

Kompetensi Dasar dan
Indikator Pembelajran

Kompetensi Dasar Indikator Pembelajaran

3.1 Menganalisis prinsip kerja peralatan listrik 3.1.1 Menganalisis cara kerja listrik searah

searah (DC) berikut keselamatannya dalam (DC) pada rangkaian seri.

kehidupan sehari-hari 3.1.2 Menganalisis persamaan rumus pada

rangkaian seri

4.1 Melakukan percobaan prinsip kerja 4.1.1 Melakukan percobaan pada rangkaian

rangkaian listrik searah (DC) dengan metode seri mengunakan virtual laboratorium dengan

ilmiah berikut presentasi hasil percobaan website PhET.

4.1.2 Mendeskripsikan dan mepresentasikan

laporan hasil percobaan.

Tujuan Pembelajaran

Dengan diberikannya video tutorial, peserta didik dapat menganalisis cara kerja
listrik searah pada rangkaian seri dan melakukan percobaan menggunakan virtual
laboratorium PhET dengan baik dan benar.

Peta Konsep

Listrik bolak-balik Terdiri Rangkaian Meliputi Tokoh Fisika
dari Listrik Pengertian penemu arus listrik

Listrik arus searah

Terdiri Meliputi 1. Pengertian
dari 2. Konsep
3. Wahyu memandu ilmu

Rangkaian Rangkaian
paralel seri

Meliputi

Ciri-ciri Pengertian Rumus umum

Rangkaian Rangkaian
seri seri

Catatan dalam peta konsep:
Tulisan dengan warna merah hanya
untuk melengkapi peta konsep. Tidak

dibahas didalam bahan ajar ini.

Pengertian Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik (atau rangkaian elektrik) merupakan
interkoneksi berbagai piranti (divais – device) yang secara
bersama melaksanakan suatu tugas tertentu. Tugas itu
dapat berupa pemrosesan energi ataupun pemrosesan
informasi. Melalui rangkaian listrik, energi maupun
informasi dikonversikan menjadi energi listrik dan sinyal
listrik, dan dalam bentuk sinyal inilah energi maupun
informasi dapat disalurkan dengan lebih mudah ke tempat
ia diperlukan.

Penemu Arus Listrik adalah Michael
Faraday. Ia merupakan orang yang disebut

sebagai Bapak Listrik karena berhasil
menciptakan listrik untuk menjadi teknologi

yang memiliki berbagai macam fungsi.

MICHAEL FARADAY

Listrk Arus Searah

Rangkaian arus searah (DC) merupakan rangkaian listrik dengan arus stasioner yang
tidak berubah terhadap waktu. Besaran-besaran utama yang menjadi perhatian

dalam listrik arus searah adalah kuat arus (I) dan beda tegangan (V) yang bekerja
pada komponen resistif dengan sumber arus/tegangan konstan. Pembahasan dalam

rangkaian arus DC berupa analisis rangkaian, yaitu mencari hubungan antara
variable komponen rangkaian dengan menggunakan hukum-hukum dasar tertentu.

Arus listrik searah adalah arus listrik yang nilainya tidak berubah. Arah
pengaliran arus listriknya hanya positif atau hanya negatif saja. Arus searah
didefinisikan oleh aliran konstan electron dari area dengan kerapatan elektron

tinggi ke daerah dengan kerapatan elektron rendah. Dalam sirkuit yang
melibatkan baterai ini diilistrasikan oleh aliran muatan konstan dari kutub

negatif baterai ke kutub positif baterai. Seperti gambar berikut

Arus searah digunakan dalam perangkat elektronik apapun dengan baterai
sebagai sumber listrik.

Untuk lebih memahami tentang listrik arus searah
silahkan simak video tersebut dan cermati!
https://youtu.be/KvpiLUz3iPc

Rangkaian Seri

Pengertian
Rangkaian seri adalah rangkaian komponen listrik yang disusun secara berurut atau disebut
juga rangkaian berderat. Rangkaian seri tidak memiliki percabangan. Dengan kata lain,
rangkaian seri adalah rangkaian yang arus listriknya mengalir hanya pada satu jalur.
Rangkaian seri terbentuk jika arus listrik dihubungkan secara terurut atau berderet. Kutub
negatif komponen pertama dengan kutub positif komponen kedua, kutub negatif komponen
kedua dengan kutub positif komponen ketiga, kemudian diteruskan ke kutub positif
komponen pertama.
Untuk mencoba cara pengaplikasian rangkaian seri silahkan pelajari video berikut:
https://youtu.be/buYRtQgmkrQ

Ciri-ciri

1. Komponennya disusun secara berurutan atau berderet
2. Arus listrik mengalir tanpa melalui cabang
3. Arus listrik mengalir di berbagai titik dalam rangkaian besarnya sama
4. Tegangan listrik disetiap hambatan nilainya berbeda-beda.

Kelebihan dan kekurangan

Kelebihan:
1. Hemat kabal
2. Tidak menghabiskan tempat
3. Praktis dalam membuatnya

Kekurangan:
1. Lampu yang terdekat dengan sumber listrik akan menyala terang, sedangkan
lampu yang jauh dengan sumber listrik akan redup
2. Boros daya listrik
3. Jika salah satu sambungan terputus maka semua akan ikut mati.

Rumus

Pada rangkaian seri, nilai kuat arus di titik a dan b (Iab) sama dengan yang mengalir di setiap

hambatan:

Iab = I1 = I2 = I3 = …=In

Berbeda dengan arus, tegangan dari titik a sampai b (Vab) merupakan hasil penjumlahan

dari tegangan pada masing-masing hambatan. Dengan kata lain, tegangan di antara kaki-

kaki hambatan (R) yang disusun seri memiliki nilai yang berbeda-beda:
Vab = V1 + V2 + V3 +…+ Vn

Berdasarkan hukum Ohm ( V = I . R ), berlaku:

V1 = I . R1

V2 = I . R2

V3 = I . R3

Dst..

Contoh soal

1. Diketahui suatu alat pemanas air memiliki besar daya 180 watt, 200 volt. Apabila pemanas ini

terpasang dalam sumber tegangan 100 volt, maka tentukan besar daya listrik yang terserap!

Jawab:

Diketahui:

P1 = 180 watt

V1 = 200 volt

V2 = 100 volt
Ditanyakan P2…?

Penyelesaian:

1 = 1

2 2

180 = 200 => 180 = 2 => 2 = 180 = 90 watt
2
2 100 2

2. lampu listrik dengan spesifikasi 220 V dan 50 W dihungkan seri dengan seuah hambatan listrik

1000 ohm. Kemudian dipasang pada tegangan 110 V. kuat arus listrik yang mengalir pada
rangkaian adalah…

jawab:

diketahui:

V lampu = 220 V

P lampu = 50 W

R listrik = 1000 Ohm

V listrik = 110 V

Penyelesaian:

Mencari hambatan lampu

= 2 = = 2



= 2202 = 48400 968 ℎ

50 50

Mencari arus yang mengalir

= ∙ => =



= = 110 = 110 = 0.056 = 56

( + ) (968+1000 ) 1968

3. Dua lampu masing-masing 60W: 120 V dan 40 W; 120 V. jika kedua lampu tersebut dihubungkan

secara seri pada tegangan 120 V, maka jumlah daya kedua lampu adalah..

Jawab:

Diketahui: Lampu 1 : P = 60 W, V = 120 V dan Lampu 2: P = 40 W, V = 120 V.

Ditanyakan P total

Penyelesaian:

Hambatan lampu 1

= 2 => = 2 = 1202 = 14400 = 240 ℎ
60 60

Hambatan lampu 2

= 2 => = 2 = 1202 = 14400 = 360 ℎ
40 40

Hambatan lampu total

= 1 + 2 = 240 + 360 = 600 ℎ

Daya kedua lampu: = 2 = 1202 = 14400 = 24 W.
600 600

4. Sebuah rangkaian listrik dengan sumber tegangan V memiliki kuat arus 6 A. jika hambatan dibuat

tetap, sedangkan suber tegangan dinaikkan menjadi 2V, maka kuat arus akan menjadi?

Jawab:

Diketahui

V1 = V

V2 = 2V

I1 = 6 A

Ditanyakan I2 ?

Penyelesaian:

Dengan nilai R yang tidak berubah maka,

1 = 1

2 2

= 6

2 2

1= 6

2 2

2 = 6 ∙ 2 = 12
1

Kandungan wahyu memandu
ilmu

Kandungannya:
Allah adalah pemberi cahaya, karenanya Dia menurunkan Al-Qur’an untuk menjadi cahaya
bagi kehidupan manusia. Allah adalah pemberi cahaya pada langit dan bumi, baik cahaya
material yang kasat mata maupun cahaya immaterial seperti keimanan, pengetahuan, dan
lainnya. Perumpamaan kecerlangan cahaya-Nya yang menerangi hati orang-orang mukmin
seperti sebuah lubang yang tidak tembus sehingga tidak diterpa angin yang dapat
memadamkan cahaya, dan membantu mengumpulkan cahaya lalu memantulkannya; yang di
dalamnya ada pelita besar. Pelita itu di dalam tabung kaca dan tabung kaca itu bagaikan
bintang yang berkilauan, yang dinyalakan dengan minyak dari pohon yang diberkahi, yaitu
pohon zaitun, yang tumbuh tidak di timur dan tidak pula di barat, sehingga pohon itu selalu
mendapat sinar matahari sepanjang hari. Kejernihan minyaknya saja hampir-hampir
menerangi, walaupun tidak disentuh api. Cahaya di atas cahaya, berlapis-lapis; pelita adalah
cahaya, demikian pula kaca dan minyak yang begitu jernih, sehingga sempurnalah sinarnya.
Allah memberi petunjuk kepada cahaya-Nya bagi orang yang Dia kehendaki, yaitu siapa saja
yang mengikuti petunjuk Al-Qur’an, dan Allah membuat perumpamaan-perumpamaan bagi
manusia agar mereka mudah memahami kandungannya dan mengambil pela-jaran darinya
hingga akhirnya mau beriman. Dan Allah Maha Mengetahui segala sesuatu; tidak ada sedikit
pun yang tersembunyi dari-Nya.

Contoh dalam kehidupan
Sering ditemukan di kamar anak perempuan terdapat lampu tumblr. Lampu tumblr
juga sering dipakai di pohon natal

https://youtu.be/0HYjORCpcNw
lampu tumblr disusun dengan rangkaian seri, karena lampu tumblr hanya memiliki
arus satu jalur saja. Jadi jika arus lampu dimatikan/dinyalakan maka semua lampu

akan mengikutinya.

Contoh lainnya yaitu saat sedang mengecas hp atau laptop. Arus yang mengalir
didalamnya yaitu arus searah dengan rangkaian seri karena arus tersebut hanya mengalir
secara berderet dan tidak ada cabangnya.

Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD)
Arus Listrik DC
(Rangkaian Seri)

Hari / Tanggal:
Kelas:
Kelompok:
Anggota:

Identitas / judul

Listrik Searah (DC) Rangkaian Seri

Petunjuk Pembelajaran

 Bentuk kelompok beranggotakan 4 orang.
 Bacalah LKPD dengan cermat dan diskusikan pertanyaan-pertanyaan yang ada di LKPD

bersama teman kelompokmu.
 Lakukan percobaan sederhana secara virtual menggunakan phET.

Apresiasi

Minggu kemarin, kita telah menganalisis listrik searah (DC) pada rangkaian seri .

Dari hasil analisis tersebut, jelaskan apa yang kamu pahami tentang listrik searah

pada rangkaian seri!

Jawab:

Arus listrik searah atau biasa disebut DC (Direct Current) adalah sebuah

bentuk arus atau tegangan yang mengalir pada rangkaian listrik dalam satu arah saja.

Pada umumnya, baik arus maupun tegangan listrik DC dihasilkan oleh pembangkit

daya, baterai, dinamo, dan sel surya.

Rangkaian seri adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara sejajar yang

tidak memiliki cabang. Rangkaian seri adalah suatu rangkaian yang semua bagian-

bagianya dihubungkan berurutan sehingga setiap bagian dialiri oleh arus listrik yang

sama. Arus yang mengalir besarnya sama setiap elemen dan dirumuskan dengan

persamaan:

Imasuk = I1 = I2 = I3= … = In = Ikeluar

Total hambatan resistor pada rangkaian seri merupakan penjumlahan masing-

masing hambatannya yang dirumuskan dengan:

Rseri = R1 + R2 + R3 + ….+ Rn

Untuk mencari tegangan dari arus dan hambatan dengan persamaan:

V = I . Rtotal

Motivasi

Tiga buah lampu dipasang berjejer seperti rangkaian seri dengan nilai hambatan dan
arus tertentu. Ketika salah satu lampu tersebut putus / padam maka lampu yang lainnya
akan padam juga. mengapa hal tersebut bisa terjadi?
Jawab:
Karena pada rangkaian seri, semua lampu bersusun secara berurutan. Jika salah satu
lampu padam maka lampu yang lain ikut padam hal ini bisa terjadi karena pada saat
sebuah lampu padam / terputus maka rangkaian listrik akan terbuka dan mengakibatkan
listrik tidak bisa mengalir sehingga semua lampu ikut padam.

Mengamati

Amati video dibawah ini!
https://youtu.be/buYRtQgmkrQ
video tersebut adalah tutorial untuk melakukan percobaan pada rangkaian seri
menggunakan website PhET.

Hipotesis Awal

Buatlah hipotesis awal sebelum melakukan percobaan berdasarkan konsep pada
rangkaian seri!
Jawab:
Semakin besar nilai hambatan pada lampu maka nilai tegangan nya juga semakin besar.
Sedangkan nilai arus pada rangkaian seri bernilai sama karena didalam rangkaian seri
nilai arus masuk hingga arus keluar nilainya sama.

Mencoba

Lakukan percobaan secara virtual pada listrik DC dengan rangkaian seri dengan
menggunakan website PhET. Kalian dapat melakukannya dengan mengklik link
dibawah ini:
https://phet.colorado.edu/in/
silahkan melakukan kegiatan virtual laboratorium dengan menjelaskan langkah-
langkahnya dan mengambil beberapa data untuk dianalisis sesuai dengan rumus
persamaan pada rangkaian seri.

Hasil Percobaan

Uraikan semua yang kalian dapatkan pada saat melakukan percobaan! Termasuk
langkah demi langkah pada awal sampai akhir percobaan, alat dan bahan apa saja
yang digunakan dan silahkan kumpulkan data dari hasil percobaan!

Jawab:
PERCOBAAN VIRTUAL LABORATORIUM (Listrik DC rangkaian Seri)
Percobaan ini dilakukan secara virtual menggunakan phET. PhET dapat diakses melalui link
dibawah ini:
https://phet.colorado.edu/in/
Alat dan bahan yang digunakan:
1. Laptop
2. Jaringan internet
3. Website phET

Prosedur Percobaan

1. Hubungkan laptop dengan jaringan internet
2. Buka phET pada laptop menggunakan link yang tersedia
3. Klik menu “Play with simulation”, kemudian pilih sub menu “Fisika”
4. Pilih yang listrik, magnet & rangkaian listrik, kemudian pilih Circuit Contruction Kit: DC

Gaya dan klik “play”
5. Klik “Lab” untuk memulai menjalankan program
6. Rangkai kabal, baterai, dan beberapa lampu hingga membentuk rangkaian seri. Berikut adalah

gambar yang sudah di rangkai untuk membentuk rangkaian seri

7. Klik “konvensional dan nilai” pada tabel untuk mengetahui nilai-nilai pada percobaan tersebut.

8. Untuk mengetahui nilai arusnya, gunakan ampere meter yang ada di pojok kanan lalu
tempelkan pada kabel.

9. Untuk mengetahui nilai tegangan total pada masing-masing lampu gunakan voltmeter yang
ada dipojok kanan, sambungkan bagian yang warna hitam ke lampu dan warna jingga ke kabal
masing-masing lampu
Lampu ke-1

Lampu ke-2

Lampu ke-3

Sehingga jika di total hasilkan sama dengan nilai tegangan pada baterai
10. Lakukan langkah 7, 8, dan 9 dengan mengganti nilai hambatan lampu menjadi 15, 20 dan

30 Ω dengan nilai tegangan pada baterai 9V.
11. Lakukan langkah 10 dengan mengganti nilai hambatan lampu menjadi 15, 20 dan 30 Ω

dengan nilai tegangan pada baterai 12 V

PENGUMPULAN DATA

No. Percobaan Tegangan total lampu Hambatan Tegangan Arus
ke- ( ) (V) (A)
Ke- (Vt) 1 10 3 0.3
2 10 3
1. 3 10 3 0.14
1 15 2.08
2. 1 9 2 20 2.77 0.18
3 30 4.15
3. 1 15 2,77
2 20 3,69
4. 3 30 5.54

5. 2 9

6.

7.

8. 3 12

9.

Membuktikan nilai tegangan total pada rumus persamaan menggunakan nilai-nilai yang tertera di
tabel.

Percobaan 1
V=I.R

= 0.3 x (10 + 10 + 10)
=9V
Percobaan 2
V=I.R
= 0.14 x (15 + 20 + 30)
=9V
Percobaan 3
V=I.R
= 0.18 x (15 + 20 + 30)
= 12 V

Analisis Data
Berdasarkan tabel pengamatan pada percobaan 1,2, dan 3 buatlah grafik yang
menyatakan hubungan arus dengan hambatan pada tegangan total!

Jawab:
Percobaan 1

Percobaan 2

Percobaan 3

Mengkomunikasikan
n

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, jelaskan pengaruh nilai hambatan
terhadap nilai tegangan pada masing-masing lampu!
Jawab:
Semakin besar nilai hambatan pada lampu maka semakin besar juga nilai
tegangannya.
Sedangkan nilai arus pada rangkaian seri jika arus melewati hambatan 1, maka
nilainya akan sama besar dengan arus yang melewati hambatan 2 mapupun hambatan
3. Sedangkan nilai tegangan yang mengalir di hambatan 1 tidak akan sama nilainya
dengan yang ada dihambatan 2 dan 3, tetapi pada rangkaian seri nilai tegangan
tersebut dijumlahkan sehingga hasilnya akan sama dengan tegangan yang ada di
sumber (baterai)

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, mengapa nilai arus pada hambatan 1

sama dengan nilai arus pada hambatan lainnya?

Jawab:

Karena pada rangkaian seri merupakan rangkaian yang tidak memiliki percabangan.

Sehingga arus yang mengalir pada rangkaian seri dari arus masuk hingga arus keluar

nilainya sama.

Imasuk = I1 = I2 = I3= … = In = Ikeluar

Kesimpulan

Buatlah kesimpulan dari hasil percobaan yang telah dilakukan!
Jawab:
Semakin besar nilai hambatan pada lampu maka nilai tegangan nya juga semakin
besar. Nilai arus pada rangkaian ini bernilai sama antara lampu 1, 2 dan 3 karena
didalam rangkaian seri itu nilai arus masuk hingga arus keluar nilainya sama.

Latihan soal

1. Diketahui sebuah dispenser air memiliki besar daya 160 watt, 100 volt. Apabila dispenser ini terpasang
dalam sumber tegangan 50 volt, maka tentukan besar daya listrik yang terserap!

2. lampu listrik dengan spesifikasi 200 V dan 100 W dihungkan seri dengan seuah hambatan listrik 2000
ohm. Kemudian dipasang pada tegangan 100 V. kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian adalah…

3. Dua lampu masing-masing 80W: 160 V dan 50 W; 100 V. jika kedua lampu tersebut dihubungkan secara
seri pada tegangan 200 V, maka jumlah daya kedua lampu adalah..

4. Sebuah rangkaian listrik dengan sumber tegangan 6V memiliki kuat arus 36 A. jika hambatan dibuat tetap,
sedangkan suber tegangan dinaikkan menjadi 12V, maka kuat arus akan menjadi?

Kunci Jawaban

1. Jawab:

Diketahui:

P1 = 160 watt

V1 = 100 volt

V2 = 50 volt
Ditanyakan P2…?

Penyelesaian:

1 = 1

2 2

160 = 100 => 160 = 2 => 2 = 160 = 80 watt
2
2 50 2

2. jawab:

diketahui:

V lampu = 200 V

P lampu = 100 W

R listrik = 2000 Ohm

V listrik = 100 V

Penyelesaian:

Mencari hambatan lampu

= 2 = = 2



= 2002 = 40000 400 ℎ

100 100

Mencari arus yang mengalir

= ∙ => =



= = 100 = 100 = 0.042 = 42

( + ) (400+2000 ) 2400

3. Jawab:

Diketahui:

Lampu 1 : P = 80 W, V = 160 V

Lampu 2: P = 50 W, V = 100 V.

Ditanyakan P total

Penyelesaian:

Hambatan lampu 1

= 2 => = 2 = 1602 = 25600 = 320 ℎ
80 80

Hambatan lampu 2

= 2 => = 2 = 1002 = 10000 = 200 ℎ
50 50

Hambatan lampu total

= 1 + 2 = 320 + 200 = 520 ℎ

Daya kedua lampu: = 2 = 2002 = 40000 = 76.92 W.
520 520

4. Jawab:

Diketahui

V1 = 6V

V2 = 12V

I1 = 36 A

Ditanyakan I2 ?

Penyelesaian:

Dengan nilai R yang tidak berubah maka,

1 = 1

2 2

6 = 36

12 2

1 = 36

2 2

2 = 36 ∙ 2 = 72
1

Daftar Pustaka

Ayam, Jorean. (2018). Wangsit Platinum UTBK SBMPTN 2020. Wangsit Education:
Serang.

Hasanah, M., Rosidah, A., & Sholihah, S. K. (2018). Rencana Pembelajaran Materi Rangkaian
Listrik Sederhana pada Rangkaian Listrik Seri dan Paralel. Universitas Muhammadiyah
Sidoarjo.

Indonesia, Forum Tentor. (2019). Drilling UTBK bank soal + pembahasan Saintek. Forum
edukasi: Yogyakarta.

Indonesia, Forum Tentor. (2019). The King SBMPTN & UM Mandiri Saintek 2021. Forum
edukasi: Yogyakarta.

Indonesia, forum Tentor. (2017). King Cerdik Fisika SMA. Forum Edukasi:
Yogyakarta.

Lasmi, Ni ketut (2015). SPM Fisika untuk SMA/MA/Sederajat. Erlangga:
Bandung.



































KOMPETENSI INTI

KI. 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.

KI. 2 Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong
royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif, dan pro-aktif dan menunjukan sikap
sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan
lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam
pergaulan dunia.

KI. 3 Memahami, menerapkan, menganalisis dan mengevaluasi pengetahuan factual,
konseptual, procedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu
pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta
menerapkan pengetahuan procedural pada bidang kajian yang spesifik 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.

KOMPETENSI DASAR

3.1 Menganalisis prinsip kerja peralatan listrik searah (DC) berikut keselamatannya dalam
kehidupan sehari-hari.

4.1 Melakukan percobaan prinsip kerja rangkaian listrik searah(DC) dengan metode ilmiah
berikut presentasi hasil percobaan

INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI

3.1.1 Mengetahui sifat-sifat arus pada rangkaian listrik paralel
3.1.2 Menganalisis arus yang mengalir pada masing-masing hambatan
3.1.3 Menganalisis tegangan pada ujung kaki-kaki hambatan
3.1.4 Mengalisis hubungan nyala lampu dengan arus yang mengalir pada lampu
4.1.1 Melakukan percobaan rangkaian paralel resistor pada rangkaian listrik arus searah

(DC).
4.1.2 Mengumpulkan data hasil percobaan rangkaian listrik searah (DC)
4.1.3 Mengolah data hasil percobaan rangkaian listrik searah (DC)
4.1.4 Menyajikan data hasil percobaan rangkaian listrik searah (DC)

FADILLA CAHYA NIRMALA 2

WAHYU MEMANDU ILMU

SSuurraattAAnn--NNuisuar aAyyaatt3355

ۚ ‫صألأِهابيهلۚبلاِۚفٍة ُ َزمۚۚۚحيَضنأكوجُنا َأَۚۚلَيجلهياقتةب َششفا ُء‬.‫سَنيأۚۚاٍةنجءَألواُِّۚۚل همََلۚاۚجۚاُلللةاوأِل أوصۚهنُۚمََبشۚۚةكاوأمُيرُِۚۚۚۚرلِقح‬.‫ارلكُناهفَيرۚۚو ِهلملٍَمكاةضرأٍُأةۗۚأۚمأنيصءَيزَيَبُزۚصأاهۚأيُونباتِتُاداشٌۚحووۖلُزح‬.‫أَُوزَغم َيۚأَ۞رج۞ياِباسأهَيأضأَّۚۚجٍِلةلهلركٍسناُلأةۚ َُۚيۖشووُُۚنءبَكارۚهاۚولَانّادلكُُُُّعۚلرهزلۚياُۚ َسۚلَازجيُلاۚرُأبامي أْاتُةدهسَلَۚجۚوَهۚأَامُمواةُمناثََۚۚاويُوَكراَتأۚلَِۚوهنالضِلِۚرَتهلۚاهنيَۚاغأرلوعُءَكاُرِبيۚأأيْ َوٰسلوَوَۚۗلَكأرأأۚۚوَُۚلٌونيبقَلَِّوُۚلأهمۚۚلدضرُاُضمِۚةُدتَرثِبۚۚيأمَممُكلٌُّييأثََۚأسِنلاُكيُنله أوس ُوُنهَُشَۚۚقشأۚواددُدَنأريِهاجيرزأٍِۚءمٌۚيِهارُهُأۚرهۚكنةۚۚلَكَعُاتلُۚنِلُِأمميَۚۚشۚولٌمأشمٌۚهلۚاَرجۚأبلاَكشأۚ َمالُكراٍةَۚۚعٍُةۚيۚلَۚرثافِنُٰۚميۚوىَۚبة َه‬

As“seeAlppllaeelhrartthii(Ps(sPeeebmbeumubaabehhreilrl)uui)bcbcaaaahnnhaggyayyyaaaa(nnk(ggkeepttapaakkaddattea)em)mlalbabnunugsgsi,t,ityyddaaaannnnggbbdduuiimmddiaai..llPaaPmemerrnunuymymaappaaaaddmmaaaappaaeennlliiccttaaaahhbbaaeeyyssaaaarrAA.. lPPlllaeeahllhii,tt,aaaaddiittaauullaaddhhii
ddaallaamm kkaaccaa ((ddaann)) kkaaccaa iittuu sseeaakkaann--aakkaann bbiinnttaanngg ((yyaanngg bbeerrccaahhaayyaa)) sseeppeerrttii mmuuttiiaarraa,, yyaanngg
ddiinnyyaallaakkaann ddeennggaann mmiinnyyaakk ddaarrii ppoohhoonn yyaanngg bbeerrkkaahhnnyyaa,, ((yyaaiittuu)) ppoohhoonn zzaaiittuunn yyaanngg
ttuummbbuuhh ttiiddaakk ddii sseebbeellaahh ttiimmuurr ((sseessuuaattuu)) ddaann ttiiddaakk ppuullaa ddii sseebbeellaahh bbaarraatt((nnyyaa)),, yyaanngg
mmiinnyyaakknnyyaa ((ssaajjaa)) hhaammppiirr--hhaammppiirr mmeenneerraannggii,, wwaallaauuppuunn ttiiddaakk ddiisseennttuuhh aappii.. CCaahhaayyaa ddii
aattaass ccaahhaayyaa ((bbeerrllaappiiss--llaappiiss)),, AAllllaahh mmeemmbbiimmbbiinngg kkeeppaaddaa ccaahhaayyaa--NNyyaa ssiiaappaa yyaanngg ddiiaa
kkeehheennddaakkii,, dan Allah memperbuat perumpamaan-perumpamaan bagi manusia, dan
AAllllaahh Maha Mengetahui segala sesuatu. ”

Dalam Al-Quran pembahasan tentang teknologi kelistrikan telah termaktub dalam surat An-Nur ayat
35, “….Allah adalah pemberi cahaya kepada langit dan bumi….”. Perumpamaan cahaya Allah SWT
adalah seperti sebuah lubang yang tidak tembus, yang didalamnya terdapat pelita atau lampu yang
sangat besar. Pelita tersebut terdapat di dalam kaca, dan kaca itu bagaikan bintang yang seperti mutiara,
yang pada masa sekarang dikenal sebagai lampu. Lampu tentunya tidak begitu saja dapat menyala;
dibutuhkan sebuah energi yang dapat menyalakan lampu, dan energi tersebut adalah listrik.

Masih dalam ayat yang sama, “…. Yang dinyalakan dengan minyak dari pohon yang berkahnya yaitu
pohon zaitun yang tidak tumbuh disebelah timur dan tidak pula di sebelah barat, yang minyaknya saja
hampir-hampir menerangi walaupun tidak disentuh api, cahaya diatas cahaya….” Perumpamaan hal
yang tidak tumbuh di timur dan barat adalah, jika memperhatikan arah mata angin, maka lawan dari
timur dan barat adalah utara dan selatan. Di daerah itu terdapat kutub-kutub magnet yang kemudian
dikenal sebagai gaya elektromagnetik yang berguna untuk menginduksi listrik untuk menghasilkan
energi listrik.

FADILLA CAHYA NIRMALA 3

PETA KONSEP

Dalam kehidupan sehari-hari, Anda tentu banyak Tokoh Fisika
menemukan peralatan elektronik yang menggunakan
baterai sebagai sumber listriknya. adalah walkman, radio, Thomas Alva Edison
lampu senter, dan handphone. Arus listrik yang dihasilkan
baterai tersebut adalah arus listrik searah. Di dalamnya Sumber: https://id.wikipedia.org
terdapat dua kutub berbeda, positif dan negatif. Melalui Thomas Alva Edison adalah
kedua kutub itulah baterai dan alat elektronik dihubungkan. seorang sosok penemu pertama
yang terkenal dengan penemuan
Selain baterai terdapat sumber arus listrik lainnya, bola lampu pijar yang menerapkan
misalnya Aki dan solar cell. Namun pada prinsipnya sama prinsip produksi massal pada tiap
dengan baterai, saat menghidupkan alat elektronik. Anda proses penemuannya.
ingin tahu lebih jauh tentang arus listrik searah? Bagaimana
sifat-sifat dan hukum-hukum yang berlaku di dalamnya? Gambar 1. Aliran Muatan
Untuk mengetahuinya, pelajarilah uraian bab ini secara Sumber: https//zonaelektro.net
saksama.
4
Arus Listrik

Listrik dinamis terjadi ketika perpindahan muatan
di antara dua benda yang berbeda muatan secara terus
menerus. Jika di antara kedua benda yang berbeda muatan
tersebut dipasang konduktor sebagai penghubung, di dalam
konduktor terjadi aliran muatan atau biasa disebut aliran
arus listrik.

Gambar 1 tersebut memperlihatkan aliran muatan di
dalam konduktor. Muatan elektron bergerak dari kutub
negatif menuju kutub positif listrik. Namun, berdasarkan
kesepakatan para ilmuwan Fisika, arah arus listrik
ditetapkan bergerak berlawanan dengan arah gerak
elektron, yaitu dari kutub positif menuju kutub negatif.

Setelah Anda mengenal apa itu arus listrik, apakah
yang dimaksud dengan kuat arus listrik? Arus mengalir
dalam pipa yang memiliki debit alir. Debit arus muatan di
dalam konduktor dikenal dengan kuat arus listrik. Jadi, kuat
arus listrik didefinisikan sebagai jumlah muatan yang
mengalir melalui penampang suatu kawat penghantar per
satuan waktu. Secara matematis, kuat arus ditulis seperti


=



berikut.
Dengan
I = kuat arus listrik (Ampere)
q = muatan listrik (Qoulomb)
t = waktu (sekon)

FADILLA CAHYA NIRMALA

Hukum Ohm Gambar 2. Grafik hubungan antara
beda potensial dengan kuat arus
Ohm berhasil menemukan hubungan secara Sumber: fisikazone.com
matematis antara kuat arus listrik dan beda potensial, yang
kemudian dikenal sebagai Hukum Ohm. Kita ketahui 5
bahwa makin besar beda potensial yang ditimbulkan, maka
kuat arus yang mengalir makin besar pula. Besarnya
perbandingan antara beda potensial dan kuat arus listrik
selalu sama (konstan). Jadi, beda potensial sebanding
dengan kuat arus (V ~ I). Secara matematis dapat kita
tuliskan V = m × I, m adalah konstanta perbandingan antara
beda potensial dengan kuat arus. Untuk lebih jelasnya
perhatikan gambar 2.

Pada dasarnya, bunyi dari Hukum Ohm adalah :

“Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah
penghantar atau Konduktor akan berbanding lurus dengan

beda potensial / tegangan (V) yang diterapkan kepadanya
dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)”.

Secara Matematis, Hukum Ohm dapat dirumuskan menjadi
persamaan seperti dibawah ini:

V= I x R

Dimana :

V = Beda Potensial Volt (V)

I = Arus Listrik Ampere (A)

R = Hambatan Ohm (Ω)

Rangakaian Hambatan

Hambatan listrik atau yang lebih sering disebut
dengan istilah resistor dapat dirangkai satu sama lainnya
untuk keperluan (mendapatkan nilai hambatan) tertentu.
Rangkaian hambatan ini dapat mengatasi kebutuhan kita
akan nilai – nilai hambatan resistor yang tidak ada di
pasaran. Berdasarkan sifat resistivitasnya bahan resistor
dibagi menjadi tiga yaitu konduktor, isolator dan
semikonduktor. Konduktor memiliki hambatan yang kecil
sehingga daya hantar listriknya baik. Isolator memiliki
hambatan cukup besar sehingga tidak dapat menghantarkan
listrik. Sedangkan semikonduktor memiliki sifat
diantaranya.

FADILLA CAHYA NIRMALA

Dari sifat-sifat yang dimiliki, kemudian konduktor Gambar 3. Rangkaian seri
banyak di gunakan sebagai penghantar. hambatan Sumber: www.muhamin.com
penghantar dipengaruhi oleh tiga besaran yaitu sebanding
dengan panjangnya l, berbanding terbalik dengan luas
penampangnya A dan tergabung pada jenisnya ρ. Dari
besaran-besaran ini dapat dirumuskan sebagai berikut.


=



dengan
R = hambatan (Ω)

= hambatan jenis

l = panjang penghantar (m)

A = Luas penampang penghantar (m²)

Rangkaian Seri

Pada rangkaian seri hambatan listrik atau resistor
dihubungkan atau disusun secara berurutan satu sama
lainnya seperti pada gambar 3. Pada rangkain seri ini
berlaku ketentuan sebagai berikut.

1. Besarnya kuat arus pada masing masing tahanan
(resistor) akan sama besar I1 = I2 = I3 = I

2. Besarnya beda potensial (tegangan listrik) pada
masing – masing hambatan akan berbeda – beda jika
nilai hambatannya berbeda sesuai dengan prinsip
hukum ohm.

VR1 = I x R1

VR2 = I x R2

VR3 = I x R3

3. Besarnya hambatan total pada rangkaian ini
merupakan total penjumlahan dari masing – masing
nilai resistor yang terhubung.
Rtotal = R1 + R2 + R3

FADILLA CAHYA NIRMALA 6

Rangkaian Paralel

Pada rangkaian hambatan paralel, resistor disusun secara
paralel atau sejajar sehingga mempunyai dua ujung yang
sama. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar rangkaian
paralel pada gambar 4.

Pada rangkaian paralel berlaku ketentuan sebagai berikut.

1. Besarnya kuat arus pada masing – masing resistor
berbeda – beda bergantung pada besarnya nilai

hambatan resistor.

I = I1 + I2 + I3 Gambar 4. Rangkaian parallel
Sumber: https://cerdika.com
2. Besarnya beda potensial atau tegangan pada masing –
masing resistor akan sama.

V.Rp= V.R1 =V.R2 =V.R3

3. Besarnya hambatan total dapat dihitung dengan dengan
rumus berikut.

1 111 1
= 1 + 2 + 3 + ⋯ +

Rangkaian Seri-Paralel Gambar 5. Rangkaian seri-paralel
Sumber: https://yuksinau.id
Rangkaian seri-paralel merupakan gabungan dari
rangkaian seri dan paralel. Rangkaian ini juga biasa disebut
dengan rangkaian campuran atau rangkaian kombinasi.
Salah satu contohnya dapat dilihat pada gambar berikut.

Untuk menghitung nilai hambatan total dari rangkaian
seri paralel, maka kita dapat menggunakan teori rangkaian
seri dan paralel di atas. Biasanya untuk memudahkan
perhitungan, didahulukan menghitung rangkaian serinya,
kemudian baru dihitung bagian paralelnya. Terakhir
lakukan penjumlahan dari rangkaian total keduanya (sangat
tergantung dari bentuk rangkaian campurannya).

FADILLA CAHYA NIRMALA 7