IX. Konsep Listrik Dinamis Tanggal 20 Oktober 2025

 

Bab 4 : Listrik, Magnet, dan Sumber Energi Alternatif 

Nama Guru             : Anita Wulandari, S.Pd.

Mata Pelajaran        : Ilmu Pengetahuan Alam

Kelas                       : IX

Elemen                    : Pemahaman IPA

Pertemuan               : 23

Jam ke                     : 4,5 dan 6

Capaian Pembelajaran

Pada akhir fase D, peserta didik mampu mengidentifikasi dan menganalisis konsep listrik statis dan dinamis, fenomena kemagnetan dan induksi elektromagnetik, serta memahami berbagai sumber energi alternatif dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari, termasuk dampak positif dan negatifnya terhadap lingkungan dan masyarakat, melalui percobaan sederhana dan penalaran ilmiah.

Tujuan Pembelajaran 

●     Peserta didik mendefinisikan konsep arus listrik, tegangan, dan hambatan dengan tepat setelah melakukan kegiatan interaktif.

●     Peserta didik menerapkan Hukum Ohm untuk menghitung nilai salah satu besaran listrik (arus, tegangan, atau hambatan) dalam rangkaian sederhana setelah mengerjakan latihan soal.

●     Peserta didik merangkai sirkuit listrik sederhana (seri dan paralel) dan mengidentifikasi karakteristiknya melalui percobaan praktikum.

Pemahaman Bermakna

Peserta didik mampu menjelaskan interaksi antarmuatan listrik, menguraikan gaya listrik dan medan listrik sesuai dengan Hukum Coulomb, serta menjelaskan potensial dan arus listrik dan pengukurannya.

 

Materi                         : Konsep Listrik Dinamis

Metode                        : 

Model pembelajaran : direct instruction dan cooperative learning, dan praktikum

Mode pembelajaran : tatap muka

Strategi                      : Diskusi & Tanya Jawab

Sarana                       : laptop, proyektor, LKPD

Prasarana                  : baterai 1,5 V dan dudukannya (2),voltmeter, amperemeter, lampu praktikum dan dudukannya, kabel praktikum (6),  paku 10 cm (3), paper clip besi (5), magnet batang, kawat tembaga (bagian dalam kabel), kertas HVS, serbuk besi

Asesmen         : 

 ●    Asesmen non-kognitif

 ●    Asesmen kognitif (sumatif)

Langkah-langkah Pembelajaran :

Pendahuluan

●    Melakukan pembukaan dengan salam pembuka dan berdoa untuk memulai pembelajaran, serta memeriksa kehadiran peserta didik sebagai sikap disiplin.

●    Memulai kelas dengan apersepsi guna menstimulus peserta didik. Apersepsi dilakukan dengan mengajukan pertanyaan “Apa saja alat listrik yang ada di rumahmu?” dan “Apa listrik itu?”.

Kegiatan Inti

●    Guru menyampaikan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai dan memotivasi peserta didik untuk belajar.

●    Guru meminta peserta didik untuk mencoba menggosokkan balon, penggaris mika, atau sisir plastik ke rambutmu. Pastikan rambutmu kering. Lalu, dekatkan dengan potongan kertas yang telah disobek kecil-kecil. “Apa yang terjadi?”.

●    Guru menjelaskan bahwa potongan-potongan kertas tersebut bisa tertarik oleh balon, sisir, atau penggaris yang telah kamu gosokkan ke rambut. Fenomena tersebut terjadi karena adanya listrik statis.

●    Guru menjelaskan terjadinya listrik statis karena adanya ketidakseimbangan muatan listrik di permukaan benda.

●    Guru menerangkan pengertian muatan listrik dan penyebab terjadinya muatan listrik.

●    Guru meminta peserta didik untuk mengingat kembali materi tentang bagian yang terdapat di dalam atom, yaitu ada neutron yang muatannya netral, proton yang muatannya positif, dan elektron yang muatannya negatif.

●    Guru menjelaskan tentang muatan listrik dan interaksinya pada Gambar 4.2 yang terdapat pada buku IPA 3 untuk SMP/MTs kelas IX terbitan Grafindo halaman 113-114.

●    Guru mengorganisir peserta didik dalam kegiatan praktikum beranggotakan 3–4 orang.

●    Guru menginstruksikan setiap kelompok untuk mengikuti langkah-langkah kegiatan di Tugas 4.1 buku IPA 3 untuk SMP/MTs kelas IX terbitan Grafindo halaman 115.

●    Guru membimbing setiap kelompok untuk melakukan kegiatan dengan benar dan tertib.

●    Guru menginstruksikan setiap kelompok untuk mempresentasikan hasil percobaannya di depan kelas.

●    Guru mengapresiasi setiap kelompok dengan memberikan pujian atas presentasinya.

●    Guru meminta peserta didik untuk mengingatkan kembali percobaan listrik statis sebelumnya. Saat potongan kertas yang tadinya diam menjadi bergerak ketika didekatkan balon bermuatan negatif.

●    Guru menjelaskan bahwa gaya listrik menyebabkan muatan yang sejenis akan tolak-menolak dan muatan berlawanan akan tarik-menarik.

●    Guru menuliskan persamaan gaya listrik sesuai dengan Hukum Coulomb, yaitu .

●    Guru memberikan contoh perhitungan tentang gaya listrik pada Contoh Soal 4.1.

●    Guru meminta peserta didik mengamati Gambar 4.5 tentang garis medan listrik pada muatan listrik negatif dan positif, serta menuliskan persamaan medan listrik, yaitu .

●    Guru memberikan contoh perhitungan tentang medan listrik pada Contoh Soal 4.2.

●    Guru meminta peserta didik untuk mengamati Gambar 4.6 tentang fenomena listrik statis pada petir dan mencari tahu informasi tentang terjadi petir.

●    Guru meminta peserta didik untuk menyampaikan informasi tentang peristiwa listrik statis pada petir.

●    Guru menjelaksan bahwa loncatan elektron terjadi karena adanya perbedaan potensial yang sangat besar. Petir terjadi karena adanya beda potensial yang sangat besar antara dua awan berbeda atau antara awan dengan bumi.

●    Guru menurunkan persamaan potensial listrik sehingga diperolah persamaanya, yaitu .

●    Guru menjelaskan bahwa peran beda potensial terjadi di dalam tubuh dalam pengiriman sinyal saraf di dalam tubuhmu yang dapat dilihat pada Gambar 4.7.

●    Guru memberikan contoh perhitungan tentang potensial listrik pada Contoh Soal 4.3.

●    Guru mengorganisir peserta didik dalam kelompok diskusi beranggotakan 3–4 orang.

●    Guru membagikan LKPD kepada setiap kelompok dan mengarahkan peserta didik untuk menjawab pertanyaan yang ada pada LKPD secara diskusi bersama-sama teman sekelompoknya.

●    Guru mengarahkan setiap kelompok untuk mempresentasikan hasil diskusinya di depan kelas.

●    Guru mengapresiasi peserta didik dengan memberikan pujian atas presentasinya.

Kegiatan Penutup

●    Guru dan peserta didik meninjau kembali apa yang telah dilakukan dan dipelajari pada kegiatan pembelajaran kali ini dan memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk bertanya sebelum menutup kegiatan pembelajaran.

●    Guru menginformasikan kepada peserta didik bahwa pertemuan selanjutnya akan membahas tentang listrik dinamis dan praktikum Hukum Ohm.

●    Guru menginstruksikan peserta didik untuk membentuk kelompok tugas di rumah beranggotakan 3–4 orang dan menugaskan Tugas 4.2 buku IPA 3 untuk SMP/MTs kelas IX terbitan Grafindo halaman 120 dan memberi tahu seluruh kelompok untuk mengumpulkan hasilnya pada pertemuan selanjutnya.

●    Guru menutup kegiatan pembelajaran dengan doa dan salam.

Uraian Materi

Pertanyaan Pematik : 

●    Apa saja alat listrik yang ada di rumahmu?

●    Apa listrik itu?

 

1. Muatan Listrik dan Interaksinya

Pengertian Muatan Listrik

Muatan listrik adalah sifat fisika yang dimiliki partikel sehingga menyebabkan partikel tersebut mengalami gaya tarik-menarik atau tolak-menolak. Ada dua jenis muatan listrik:

• Muatan positif (misal: proton)
• Muatan negatif (misal: elektron)

Interaksi Muatan Listrik

• Muatan sejenis saling tolak-menolak
• Muatan tak sejenis saling tarik-menarik

Contoh:
Jika dua balon digosok dengan kain wol, keduanya akan bermuatan negatif dan saling tolak-menolak.

Gambar:

2. Gaya Listrik dan Medan Listrik (Hukum Coulomb)

Hukum Coulomb

Hukum Coulomb menyatakan bahwa besar gaya listrik antara dua muatan sebanding dengan hasil kali besar kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.

Rumus Hukum Coulomb:

F = k × (q₁ × q₂) / r²

Keterangan:

• F = gaya listrik (Newton)
• k = konstanta Coulomb (9 × 10⁹ Nm²/C²)
• q₁, q₂ = besar muatan (Coulomb)
• r = jarak antara kedua muatan (meter)

Gambar:

Medan Listrik

Medan listrik adalah daerah di sekitar muatan listrik di mana gaya listrik masih dapat dirasakan oleh muatan lain.

Arah medan listrik:

• Keluar dari muatan positif
• Masuk ke muatan negatif

Gambar:

3. Potensial Listrik dan Arus Listrik

Potensial Listrik

Potensial listrik adalah energi potensial listrik per satuan muatan di suatu titik dalam medan listrik.

Satuan: Volt (V)

Rumus:

V = W / q

Keterangan:

• V = potensial listrik (Volt)
• W = usaha (Joule)
• q = muatan (Coulomb)

Arus Listrik

Arus listrik adalah aliran muatan listrik yang mengalir melalui suatu penghantar tiap satuan waktu.

Satuan: Ampere (A)

Rumus:

I = Q / t

Keterangan:

• I = arus listrik (Ampere)
• Q = muatan listrik (Coulomb)
• t = waktu (detik)

Cara Mengukur Potensial dan Arus Listrik

• Potensial listrik diukur menggunakan voltmeter. Voltmeter dipasang paralel pada komponen yang diukur.
• Arus listrik diukur menggunakan amperemeter. Amperemeter dipasang seri pada rangkaian.

Gambar:

 

Rangkuman

• Muatan listrik terdiri dari muatan positif dan negatif, yang saling tarik-menarik atau tolak-menolak.
• Gaya listrik antara dua muatan dihitung menggunakan Hukum Coulomb.
• Medan listrik adalah daerah pengaruh gaya listrik di sekitar muatan.
• Potensial listrik adalah energi per satuan muatan, sedangkan arus listrik adalah aliran muatan per satuan waktu.
• Potensial listrik diukur dengan voltmeter, arus listrik diukur dengan amperemeter.

Silahkan untuk menyimak video pembelajaran lebih lanjut penjelasan silahkan disimak video nyaa ya...

Penugasan

Judul: Analisis dan Solusi Permasalahan Kelistrikan di Kehidupan Sehari-hari

Petunjuk Tugas

Bacalah skenario berikut, kemudian kerjakan soal-soal berbasis HOTS (Higher Order Thinking Skills) yang tersedia. Tugas ini bertujuan untuk melatih kemampuan analisis, evaluasi, dan kreasi dalam memahami konsep kelistrikan.

Skenario

Di sebuah rumah, terdapat beberapa peralatan listrik yang digunakan secara bersamaan, yaitu:

• 1 buah kulkas (daya 150 W)
• 2 buah lampu LED (masing-masing 10 W)
• 1 buah televisi (daya 80 W)
• 1 buah kipas angin (daya 60 W)

Rumah tersebut menggunakan tegangan listrik PLN sebesar 220 V. Suatu hari, terjadi pemadaman listrik karena MCB (Miniature Circuit Breaker) rumah tersebut turun. Setelah dicek, ternyata total arus listrik yang mengalir melebihi batas arus MCB, yaitu 1,5 A.

Soal

1. Analisislah total daya listrik yang digunakan di rumah tersebut!

2. Hitunglah total arus listrik yang mengalir pada instalasi rumah tersebut!

3. Jelaskan mengapa MCB bisa turun pada kondisi tersebut!

4. Jika ingin menyalakan semua peralatan tanpa menyebabkan MCB turun, berikan solusi kreatif yang dapat dilakukan!

5. Buatlah diagram rangkaian sederhana dari instalasi listrik rumah tersebut dan jelaskan alur arus listriknya!