Lampiran 3
LKS simulasi terbuka 01
A. Standar Kompetensi Menerapkan konsep kelistrikan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk
Nama/No.Presensi
: ………………………………
Kelas
: ………………………………...
teknologi.
B. Kompetensi Dasar Memformulasikan besaran-besaran listrik rangkaian tertutup sederhana (satu loop)
Teman satu kelompok : ...…………………………... ……………………………
C. Indikator 1. Mencirikan rangkaian listrik tertutup seri. 2. Menjelaskan hubungan antara hambatan, tegangan dan kuat arus pada rangkaian listrik tertutup sederhana
D. Alat dan Bahan 1. Komputer/ laptop 2. Program simulasi vElectricity a. Papan rangkaian (breadboard) b. Sumber tegangan (batu baterai) c. Hambatan (lampu/ resistor) d. Perkabelan e. Amperemeter f. Voltmeter g. Ohmmeter
154
Lampiran 3
LKS simulasi terbuka 01
Kita akan melakukan percobaan dan eksplorasi mengenai “Hukum Ohm dalam Rangkaian Listrik Hambatan Seri” menggunakan program simulasi vElectricity. Sebelum melakukan percobaan, sebaiknya pelajari terlebih dahulu tampilan dan beberapa tools yang dapat kamu gunakan dalam percobaan.
Papan rangakaian, untuk merakit rangkaian yang kamu inginkan
Batu baterai (1,5‐12 volt) Saklar
Berbagai macam lampu
Hambatan resistor (1‐ mode kursor jika kamu ingin mengambil komponen/ alat dan merakit kabel
Mode kursor untuk mengubah arah komponen/alat
Voltmeter 3 buah (alat pengukur tegangan)
Mode kursor untuk on/off saklar
Mode kursor untuk menghilangkan/memo tong kabel, komponen, alat yang tidak dibutuhkan
Ohmmeter (alat untuk mengukur besarnya hambatan)
Ammeter 3 buah (alat pengukur kuat arus)
Mode untuk menampilkan aliran arus listrik pada rangkaian
Catatan: Untuk membuat kabel penghubung, cukup drag kursor sepanjang yang kamu inginkan.
155
Laampiran 3
LKS ssimulasi terbuka 01
/ Sebelum melaksanaka m an percobaa an, baca dann pelajari ddulu langkah-laangkah yanng harus kam mu lakukan di bawah inni.
g ke arah Arlin sedang termeenung di kaamarnya dann memadang langit-laangit kamaar, pada laampu yangg menyala. Muncul pertanyaan di benak knya, mengaapa lampu ittu dapat menyala ya? k ada su umber energgi atau listrikk. Namun, bagaimana b Tentu karena listrik itu bisa membuat m lam mpu menyaala ya? Baagaiamana rangkaiannya? mbuat simulasi sederhanna bagaiamanna lampu di kamarnya k Penasarann, kemudiann ia ingin mem dapat meenyala. Bantuulah Arlin meerancang seb buah rangkaiian listrik sedderhana yang g terdiri dari sebuuah sumber teegangan (batterai), sebuah h hambatan (lampu), ( sakllar dan perkaabelan.
Lampu
K Kabel penghu ubung
Baaterai
Saklarr
Inni adalah alaat-alat sederrhana yang Arlin dan kamu k butuhkkan. Rancanglah terlebih t dahhulu sebuahh skema ran ngkaian sedderhana yangg akan kam mu buat unntuk dapat membuat m lampu menyaala.
156 6
Lampiran 3
LKS simulasi terbuka 01
Skema rangkaian rancanganmu:
Untuk membuat simulasi rangkaianmu, rakitlah di papan rangkaian dan buktikan apakah rangkaianmu dapat menyalakan lampu dengan baik.
1) Buka program simulasi vElctr hingga muncul tampilan breadboard atau papan rangkaian seperti gambar di samping.
157
Laampiran 3
LKS ssimulasi terbuka 01
2) R Rakitlah ranngkaian listrrik sederhanna sesuai deengan skem ma yang t telah kamuu rancang pada breaadboard pprogram sim mulasi. G Gunakan alaat-alat maup pun komponnen yang kaamu butuhk kan dan t telah disediaakan. B Baterai beraapa volt yan ng kamu gunnakan? ............................... volt B Berapa ham mbatan lamp pu yang terteera? .................................. ohm
3) Apa yangg terjadi kettika saklar kamu k nyalak kan? Apakaah lampu m menyala? Meengapa? Lihatlah peristiwa apa a yang terrjadi ketika kamu menggklik mode view charg ge pada program simulasi. Apakah A itu menurutmu? m ? Jelaskan! Jawab: ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ................................................................................................................................
4) Setelah lam mpu menyyala, ukurlah ku uat arus lisstrik yang meng galiri hambaatan dan tegangan pada ujuungujung ham mbatan, pada p rangkaian masing-mas m sing menggunak kan amm meter dan voltmeeter.
Besarnya kuat k arus dan tegangaan: I total1 : ...... ampere Vtotal1 :......... volt
5) Piilihlah sebuuah hambataan R2 (lampuu, resistor maupun m kom mponen lainn yang mem miliki haambatan yanng disediakkan program m simulasi). Paastikan nilaii hambatan tersebut sessuai dan tid dak terbakarr ketika dipaasangkan paada raangkaian denngan teganggan baterai yang kamu gunakan. (H Hitungah peerkiraannya menggunakkan konsep poweriting yang telah diajarkan) Hambatan deengan nilai berapakah H b y yang kamu pilih? p Jelaskkan alasanm mu: ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................
158 8
Lampiran 3
LKS simulasi terbuka 01
6) Pasanglah hambatan tersebut secara seri atau sejajar dengan hambatan pertama R1(lampu) 7) Ukurlah kuat arus total yang mengaliri total hambatan dan tegangan yang melewati ujung satu ke ujung lain hambatan V
A
R2
Kuat arus dan tegangan yang terkur: Itotal2 : ................................ ampere Vtotal2 : ................................... volt
R1
8) Letakkan kembali sebuah hamabatan dengan nilai hambatan tertentu secara seri pada rangkaian (sehingga rangkaian tersebut menjadi rangkaian listrik seri dengan tiga hambatan), kemudian ukurlah kembali kuat arus dan tegangan totalnya. Itotal3
: ............................. ampere
Vtotal3 : ............................. volt 9) Bagaimana dengan nyala lampu ketika kamu semakin menambahkan hambatan yang dibebankan pada rangkaian? Jawab: ..................................................................................................................................... .................................................................................................................................... ............................. ...................................................................................................... Masih menggunakan rangkaian tertutup seri dengan tiga hambatan yang telah kamu buat. V2
V1
V3
I2
I1
I3
Itotal
10) Ukurlah kuat arus yang mengaliri masing-masing hambatan! Dari nilai masing-masing kuat arus yang telah kamu peroleh (I1, I2, dan I3) bagaimana hubungannya dengan kuat arus total? Buatlah persamaan matematis untuk menyatakan hubungan tersebut! I1: .......................... ampere I2: .......................... ampere
I3 : .................................ampere Itotal :................................. ampere
Maka persamaan matematisnya: Itotal = I1 .... I2 .... I3
159
Laampiran 3
LKS ssimulasi terbuka 01
11) Ruumuskan puula hubungaan antara tegangan totaal dan teganngan masingg-masing haambatan! V1: ........................... vollt V2: ........................... vollt
V3 : ...................................volt Vtotal :................................. volt
Vtotal = V1 .... V2 .... V3 Ukurlah besaarnya hambaatan! Lepasskan terlebih U h dahulu suumber teegangan (baaterai) dari rangkaian r s sehingga meenjadi rangkkaian teerbuka. 12) Ukurlahh hambataan total untuk u setiap kali kamu u menambaahkan sebuah hambatan n menggunnakan ohmmeeter yang teelah disediakan. Yaitu ketika: k • teerdapat 1 haambatan berrupa R1, • teerdapat 2 haambatan yaiitu R1 daan R2, • teerdapat 3 haambatan yaiitu R1, R2 dan R3.
Besar hamb batan yang tertera: R1 :............ ohm R2 :............ ohm :............ ohm R3 Besar hamb batan total hasil pengu ukuran: Rseri1 :................ohm m Rseri2 :............... ohm m Rseri3 :.............. ohm
13) Ubahlah U posisi/ susunnan R1, R2 dan R3, ukur kem mbali haambatan tottal ketika terdapat t 3 hambatan. Berapakah nilai Rseri3 kali ini? Apakahh berbeda dengan peengukuran pada laangkah 13) ataukah a sam ma? Mengappa? Jelaskan n! 14) Dari rangkaiaan seri denggan tiga ham mbatan (rangkaian terakkhir), y menyaatakan hubuungan ruumuskan lahh sebuah peersamaan yang anntara besarnnya hambaatan total seri s dengan n besar maasingm masing hambbatannya. 15) Buatlah sebuah tabel untuk u men nuliskan hasil percobaaanmu, yangg berisi huubungan antara a hambbatan total, kuuat arus tottal, dan teggangan totaal, untuk setiap s jumlah hambatan h yaang kamu taambahkan!
Rseri3:.............. ohm Rseri = R1 .... . R2 .... R3
1 2 3
160 0
Lampiran 3
LKS simulasi terbuka 01
16) Dari tabel yang telah kamu buat, gambarkan sebuah grafik hubungan antara hambatan (R) dan kuat arus listrik (I) (tegangan V tetap) dengan (1/R) sebagai variabel bebas dan (I) sebagai variabel terikat.
17) Interpretasikanlah grafik yang telah kamu gambar. Bagaimana hubungan antara I, V, dan R. Rumuskanlah persamaan yang dinamakan Hukum Ohm tersebut! (hint: Gunakan persamaan garis lurus y = mx + c dimana y adalah variabel terikat, x variabel bebas dan m adalah kemiringan grafik).
Dari serangkaian kegiatan yang telah kamu lakukan pada percobaan hukum ohm pada rangkaian seri di atas, apa saja hal menarik yang kamu temukan? Tuliskanlah temuan-temuan dan kesimpulanmu!
161
