KISI-KISI INSTRUMENT KETERAMPILAN GENERIK SAINSSatuanPendidikan:
UIN SGD BandungProgram Studi: Pendidikan FisikaMata Kuliah: Fisika
Dasar IISemester: GenapMateriPokokIndikator Keterampilan Generik
SainsSubIndikatorKeterampilan Generik SainsIndikatorSoalNo
SoalSoalJawabanSkorArus ac dan dcBahasa s imbolikMemahami makna
kuantitatif satuan dan besaran dari persamaanMenentukan kuat arus,
beda potensial dan daya melaluibesaran yang diketahui1Diketahui
sebuah rangkaian yang terdiri dari duabuah loop dengan data sebagai
berikut :E1= 6 voltE2= 9 voltE3= 12 voltTentukan :Kuat arus yang
melalui R1, R2dan R3Beda potensial antara titik B dan CBeda
potensial antara titik B dan DDaya pada hambatan R1Dik: R1= 2 ohm,
R2= 6 ohm R3= 3 ohm, E1= 6 volt, E2= 9 volt, E3= 12 voltDit:Kuat
arus yang melalui R1, R2dan R3Beda potensial antara titik B dan
CBeda potensial antara titik B dan DDaya pada hambatan R1Jawab:a.
Kuatarus yang melalui R1, R2dan R3Langkah-langkahstandar :
menentukan arah arus menentukan arah loop masuk kan hokum kirchoff
arus masukkan hokum kirchoff tegangan menyelesaikan persamaan yang
adaMisalkan arah arusdan arah loop seperti gambar berikut :Hukum
Kirchoff Arus dan Tegangan :Loop 1(Persamaan I)Loop II(Persamaan
II)Gabungan persamaan I dan II :b Beda potensial antara titik B dan
Cc Beda potensial antara titik B dan Dd. Daya pada hambatan
R15Pemodelan MatematikMengungkapkan fenomena/masalah dalam bentuk
sketsa gambar/grafik. Mengajukan alternatif penyelesaian
masalahMenggambarkan rangkaian resistor secar aseri, dan
paralel2Riezahendak melakukan percobaan, dia memiliki 4 buah
resistor dengan R1= 24 ohm, R2= 4 ohm, R3= 5 ohm, dan R4= 12 ohm,
tetapi rieza membutuhkan resistor dengan resistansi sebesar 6 ohm.
Bagaimanakah keempat resistor itu disusun agar hambatan totalnya
bernilai 6 ohm?Dik: R1= 24 ohm, R2= 4 ohm, R3= 5 ohm, dan R4= 12
ohm,Dit :Susunan resistor agar R total nyasebesar 6 ohm.Jawab
:Langkah 1, R2//R4Langkah 2, Rtotseri dengan R3Langkah 3,
R1//RtotR4R2R1R3rrrrRrrrr5Menarik kesimpulanMengidentifikasi
grafikMenyimpulkan isi grafik arus pada ac dan dc 3Perhatikan
grafik berikut ini:Grafik di atas adalah grafik yang terlihat pada
osiloskop dalam percobaan arus ac dan dc, berdasarkan gambar diatas
simpulkan perbedaan antara arus ac dan dc!Berdasarkan grafik
tersebut maka:Padasumber DC (Direct Current) tegangan nya akan
tetap sama atau konstan sehingga arus nya juga konstan, hal ini
karenasumber DC memiliki satu polaritas saja dan dua buah kutub
(positive dan negative) , sehinggaarus bergerak searah yakni dari
potensial tinggi ke potensial rendah, inilah mengapa grafik arus
terhadap waktu pada sumber DC berbentuk garis lurus saja.Sedangkan
pada sumber AC (Alternating Current) tegangan nya kadang berda di
titik rendah atau di titik tinggi, hal ini karena sumber AC
memiliki polaritas yang berubah-ubah, dan tidak memiliki kutub
positive dan negative, arah tegangan AC nya berubah-ubah , kadang
di titik terendah dan kadang di titik tertinggi, sehingga arah arus
nya pun berubah-rubah sesuai dengan arah tegangan, ini lah yang
menyebabkan grafik tegangan dan arus berbentuk
sinusoida.5TransformatorMemahami kinsepPemodelan MatematikMemahami
konsep, Mengungkapkan fenomena/masalah dalam bentuk sketsa
gambar/grafik.-Menjelaskan prinsip kerja transformator,
menggambarkannya, memilih jenis transformator4Dalam kehidupan
sekarang ini, teknologi bukan lagi sebuah gaya hidup melainkan
sebuah kebutuhan. Contohnya di rumah-rumah sekarang sudah
menggunakan mesin cuci, cctv, televisi, radio, kulkas, setrika
semuanya adalah buah teknologi. Tetapi semua alat-alat itu tidak
akan berfungsi tanpa adanya sumber energi yang dapat membuat
alat-alat tersebut berfungsi, maka energi listrik sangat penting
dalam kehidupan kita. Sumber energi listrik di inddonesia adalah
PLTA yang mana memiliki tegangan yang amat besar sehinggategangan
perlu diturunkan agar sesuai dengan kebutuhan rumah tangga. Agar
tegangan listrik sesuai dengan kebutuhan maka dipasang alat yang
disebut transformator atau trafo. a) Bagaimanakah prinsip kerja
transformator? Gambarkan! b) Transformator jenis apakah yang cocok
untuk kasus diatas? Jeleskan dan berikan alasannya!Prinsip kerja
transformatorTransformator bekerja berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi
primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung
dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan GGL
dalam lilitan sekunder.Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan
sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan
primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang
berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi
ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder
akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik
(mutual inductance).Pada skema transformator di atas, ketika arus
listrik dari sumber tegangan yang mengalir pada kumparan primer
berbalik arah (berubah polaritasnya) medan magnet yang dihasilkan
akan berubah arah sehingga arus listrik yang dihasilkan pada
kumparan sekunder akan berubah polaritasnya.Transformator yang
cocok Untuk kasus tersebut Transformator yang cocok adalah
transformator step down, karena Transformator step down dapat
mengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi rendah, transformator
ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak daripada
jumlah lilitan sekunder (Np > Ns)5Pemodelan
MatematikMenyusunprosedur pemecahan masalah, Mencari daya primer
dan sekunder5Diketahui kuat arus listrik yang mengalir pada trafo
yang memiliki lilitan primer yang dihubungkan dengan tegangan
sebesar 200 V, adalah sebesar 5 A, berapakah nilai daya primer dan
sekunder, jika efisiensi yang diinginkan sebesar 80%?Penyelesaian
:Dik:Dit :a. Pp = .. ? b. Ps = .. ?Jawab : Jadi, daya primer
transformator 1000 watt.Jadi, daya sekunder transformator 800
watt5Menarik kesimpulanMenyimpulkan data hasil
praktikumMenyimpulkan isi tabel 6Ana melakukan praktikum untuk
mengetahui efisiensi beberapa jenis trafo. Berikut ini adalah nilai
efisensi trasnformator berdasalkan hasil
praktikum:NoJenisTransformatorEfisiensi1Pertama80%2Kedua76%3Ketiga70%4Keempat60%Dari
hasil praktikum diatas mengapa tidak terdapat trafo yang memiliki
efisiensi 100%? Lalu bagaimana agar trafo memiliki efisensi yang
besar?Tranformator atau trafo tidak pernah ideal, jika trafo
digunakan selalu menimbulkan energi kalor. Dengan demikian energi
listrik yang masuk pada kumparan primer selalu lebih besar daripada
energi yang keluar pada kumparan sekunder, akibatnya daya primer
lebih besar dari daya sekunder. Pada transformator ideal daya pada
kumparan primer sama dengan pada kumparan sekunder. Agar trafo
memeiliki efisiensi maksimum maka harus adanya alat pendingin atau
kipas agar tidak terjadi perubahan energi menjadi energi
panas.5Induksi elektromagnetikPengamatan langsungMengumpulkan
fakta-fakta hasil percobaan atau fenomena alamMenentukan besar GGL
induksi, kuat arus yang mengalir pada kawat beserta arahnya, dan
beda potensial7Kawat PQ dengan panjang 50cm digerakan tegak lurus
sepanjang kawat AB memotong medan magnetik serba sama 0.02 tesla
seperti pada gambar berikut:Tentukan: Besar GGL induksiKuat arus
yang mengalir pada kawat PQArah kuat arus pada PQPotensial yang
lebih tinggi antara titik P dan QDik: l= 0.5 m, B=0.02 TDit: Besar
GGL induksiKuat arus yang mengalir pada kawat PQArah kuat arus pada
PQPotensial yang lebih tinggi antara titik P dan QJawabBesar ggl
InduksiE= Blv sin E = (0.02)(0.5)(2)(1)= 0.02 VoltKuat arus yang
mengalir pada PQKuat arus pada kawat PQKaidah tangan kanan untuk
arus induksi :4 jari= arah medan magnetik (B)Ibu jari= Arah gerak
kawat (v)Telapak tangan= arah arus induksi (i) Arah arus induksi
dari P ke Q (atau dari Q ke P) melalui hambatan R)Potensial yang
lebih tinggi antara titik P dan Q, Potensial P lebih tinggi dari Q
karena arus listrik mengalir dari potensial lebih tinggi ke
potensial lebih rendah.=5Bahasa simbolik Membaca suatu
grafik/diagram, tabel, serta tanda matematisMenyimpulkan tabel dan
membuat grafik8Berikut adalah data empiris hasil percobaan induksi
elektromagnetik:Kuat Arus i (A) pada kumparan 500
lilitanMasukGerakan NormalGerakan
CepatUSUS50-120220-19050-80210-16070-80220-20070-90200-180Berikan
kesimpulan mu berdasarkan data diatas!Berdasarkan tabel diatas
dapat diketahui bahwa: Pada gerakan normal nilai rata-rata kuat
arus untuk magnet U adalah:Sedangkan untuk magnet S adalahPada
gerakan cepat nilai rata-rata kuat arus untuk magnet U
adalah:Sedangkan untuk magnet S adalahTanda negatif menandakan arah
arusnya berlawanan denga n arah arus pada magnet USehingga dapat
disimpulkan bahwa semakin cepat gerakan magnet semakin besar pula
nilai arus induksi elektromagnetik, danarah arus untuk kutub magnet
U akan berlawanan dengan arah arus pada kutub mangnet S. Hal ini
sesuai dengan percobaan Faraday. 5Pemodelan MatematikMengajukan
alternatif penyelesaianmasalah dengan konsep yang sesuaiMemahami
hukum lenz, 9Dalam sebuah rangkaian, suatu percikan api dapat
terjadi diantara kutub-kutub saklar, ketika saklar dibuka, tetapi
ketika saklar untuk rangkaian ini ditutup, tidak terjadi percikan.
Mengapa perbedaan ini terjadi? Hal ini terjadi karena menurut hukum
Lenz, polaritas GGl induksi selalu sedemikian rupa sehingga
berusaha memepertahankan fluks awalnya ketika suatu perubahan flusk
terjadi. Ketika saklar dibuka, penurunan fluks magnetik secara
tiba-tiba (dari nilai-nilai tertentu menjadi nol) menimbulkan GGL
induksi dengan polaritas sedemikian rupa untuk mempertahankan arus
asalnya. Ini dapat menyebabkan suatu percikan, dengan jembatan
arusnya adalah celah udara diantara kutub-kutub saklar.Percikan
tidak akan terjadi ketika saklar ditutup, sebab arus awal adalah
nol, dan ggl induksi yang terjadi berusaha mempertahankan arus nol
ini.5
