Listrik Arus Searah
Listrik arus searah: arus sebagai kelipatan muatan elementer, hambatan Ohmik vs non-Ohmik, resistivitas, daya & konsumsi kWh, seri-paralel resistor, hukum Kirchoff, proyek aplikasi.
Tujuan Pembelajaran (7)
- FIS-F.PI6Menganalisis rangkaian listrik dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari.
- FIS-F.PI6.1Menerapkan konsep arus listrik sebagai kelipatan bulat muatan elementer sembari memilah karakteristik hambatan Ohmik dibanding non-Ohmik.
- FIS-F.PI6.2Memformulasikan hambatan jenis kawat (resistivitas) sembari mengaplikasikannya pada produk teknologi.
- FIS-F.PI6.3Menerapkan konsep daya listrik pada rangkaian arus searah, menghitung konsumsi daya & biaya kWh, beserta cara penghematan.
- FIS-F.PI6.4Menetapkan hambatan total rangkaian seri-paralel resistor sembari mengevaluasi rangkaian seri-paralel pada rangkaian lampu.
- FIS-F.PI6.5Menerapkan hukum Kirchoff (arus maupun tegangan) pada rangkaian listrik majemuk (multi-loop).
- FIS-F.PI6.6Merancang sekaligus membuat produk (proyek) aplikasi listrik arus searah demi memecahkan persoalan keseharian.
Simulasi
Hambatan Jenis (Resistivitas Kawat)
Eksperimen virtual untuk memahami pengaruh jenis bahan, panjang, dan luas penampang terhadap hambatan listrik kawat. User memilih 4 jenis logam (Tembaga, Perak, Besi, Nikrom), menggeser panjang L (10–200 cm) dan luas penampang A (0,5–10 mm²), lalu mengamati nilai R dihitung dari R = ρL/A. Animasi pergerakan elektron melambat saat hambatan naik.
Hukum Kirchhoff (Rangkaian 2 Loop)
Visualisasi interaktif analisis rangkaian listrik majemuk 2 loop menggunakan Hukum I dan II Kirchhoff. User mengatur tegangan V1, V2 dan hambatan R1, R2, R3, lalu mengamati arah dan besar arus pada tiap cabang (I1, I2, I3) lewat amperemeter virtual. Penyelesaian step-by-step memakai metode analisis simpul (nodal analysis) di Titik A.
Karakteristik V-I (Ohmik vs Non-Ohmik)
Bandingkan hubungan tegangan V dan arus I pada tiga jenis komponen: resistor (ohmik linear), lampu filamen (hambatan naik saat panas), dan LED (tidak menghantarkan di bawah tegangan ambang ~2.2 V). Slider V dari 0–12 V membangun grafik V-I secara live untuk masing-masing komponen, sehingga peserta didik bisa membandingkan bentuk kurva ohmik vs non-ohmik.
rangkaian-seri-paralel
rangkaian-seri-paralel
Simulasi Arus Listrik DC
Simulasi interaktif rangkaian listrik DC sederhana dengan baterai, sakelar, dan lampu. Visualisasi aliran elektron dalam sirkuit.
Simulasi Hukum Ohm & Daya Listrik
Visualisasi interaktif hubungan tegangan, arus, hambatan, dan daya listrik dengan verifikasi tiga bentuk rumus daya.
Teka-teki Kecerahan Lampu
Uji intuisi tentang rangkaian seri-paralel. Tiga lampu identik dirangkai: Lampu A seri dengan paralel(B, C). Saklar S mengontrol cabang Lampu C. User memprediksi apa yang terjadi pada Lampu A dan B saat saklar ditutup, lalu memverifikasi dengan animasi kecerahan + nilai daya tiap lampu.