1

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)

Induksi Elektromagnetik

Sekolah : SMA NEGERI 64 Jakarta

Mata Pelajaran : Fisika

Kelas/Semester : XII/I

Alokasi Waktu : 8 JP x 45 menit

A. Kompetensi Inti (KI)

3. Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural

berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan

humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait

penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang

kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.

4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan

pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu

menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan.

B. Kompetensi Dasar dan Indikator

C. Materi Pembelajaran

Fakta : Generator listrik, dinamo

Konsep : Gaya gerak listrik induksi, induktansi, fluks magnet, perubahan fluks

magnet

Prosedur : Pembangkitan energi listrik dari perubahan fluks magnet

Prinsip : Hukum Lenz

Materi

Pembelajaran Kompetensi Dasar Indikator

Induksi

Elektromagn

etik

3.4 Menganalisis fenomena

induksi elektromagnetik dalam

kehidupan sehari-hari.

3.4.1 Mengidentifikasi tentang

gaya gerak listrik induksi.

3.4.2 Memahami Hukum Lenz

3.4.3 Menganalisis GGL induksi

pada kawat dalam medan

magnetik.

3.4.4 Menganalisis induktansi

diri

3.4.5 Menganalisis induktansi

silang

3.4.6 Menjelaskan aplikasi

induksi elektromagnetik.

4.4 Melakukan percobaan tentang

induksi elektromagnetik

berikut presentasi hasil

percobaan dan

pemanfaatannya dalam

kehidupan sehari-hari.

4.4.1 Melakukan percobaan

gaya gerak listrik induksi.

4.4.2 Melakukan percobaan

transformator.

1

D. METODE PEMBELAJARAN

Ceramah : Induksi elektromagnetik

Diskusi : Aplikasi induksi elektromagnetik

Demonstrasi : Membangkitkan ggl dengan cara

menggerakkan magnet di sekitar

kumparan

Praktik : Membangkitkan ggl listrik

E. Model Pembelajaran

Model pembelajaran menggunakan discovery learning yang langkah-langkahnya terdiri dari :

stimulus, probem statement, data collection, data processing and verification.

F. Kegiatan Pembelajaran

1. Pertemuan Pertama : (4 JP)

Pertemuan pertama akan membahas materi tentang gaya gerak listrik induksi dan Hukum

Lenz. Pada pertemuan ini, siswa dapat menjelaskan dan memahami gaya gerak listrik

induksi dan Hukum Lenz. Selain itu, guru juga dapat menumbuhkan ketertarikan siswa

terhadap materi yang akan dipelajari dengan memberikan contoh-contoh nyata dalam

kehidupan sehari-hari sebagai apersepsi. Adapun guru memberikan penguatan kepada

siswa yang pada pembelajaran sebelumnya (Bab 3) masih relatif kurang (remedial).

a. Indikator :

1) Mengidentifikasi tentang gaya gerak listrik induksi.

2) Memahami Hukum Lenz.

3) Menganalisis GGL induksi pada kawat dalam medan magnetik

4) Melakukan percobaan gaya gerak listrik induksi.

b. Kegiatan Pembelajaran

Kegiatan Pendahuluan

1) Guru membimbing siswa untuk berdoa sebelum memulai pembelajaran.

Kemudian, guru mengondisikan kelas agar siswa tertib mengikuti proses

pembelajaran.

2) Guru memberika tahap apersepsi untuk mengetahui pengetahuan awal siswa yang

berkaitan dengan materi yang akan dipelajari, misalnya:

- apa saja alat-alat yang menggunakan listrik dan magnet?

3) Guru menyampaikan inti tujuan pembelajaran hari ini tentang gaya gerak listrik

induksi dan Hukum Lenz.

Kegiatan Inti

1) Siswa melakukakan pengamatan tentang adanya gaya gerak listrik induksi

(Aktivitas Ilmiah 4.1).

2) Siswa mengamati arah gaya Lorentz F ke kiri dan arah induksi magnetik B ke

dalam (Gambar 4.1).

3) Siswa menyimak uraian tentang GGL induksi pada kawat dalam medan magnetik

(Hukum Lenz).

1

4) Siswa diminta untuk membuat 5 pertanyaan yang berbeda dengan teman sebangku

terkait materi yang sedang dibahas.

5) Siswa mengumpulkan informasi mengenai fenomena kemagnetan yang terdapat

dalam berbagai sumber seperti buku referensi Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid

2 dan

internet:www.staff.ui.ac.id/system/files/users/suryadarma/material/induksimagnet.

pdf. atau sumber lainnya mengenai gaya gerak listrik induksi dan Hukum Lenz.

6) Siswa mengumpulkan informasi untuk membandingkan besarnya fluks magnet

akibat medan magnet yang tegak lurus bidang dengan besarnya fluks magnet

akibat medan magnet yang membentuk sudut tertentu terhadap garis normal.

7) Siswa mengolah dan menganalisis data hasil pengamatan tentang gaya gerak listrik

induksi.

8) Siswa menyimpulkan tentang fenomena yang menyebabkan timbulnya gaya gerak

listrik induksi dan Hukum Lenz.

9) Siswa mengomunikasikan hasil percobaan Aktivitas Ilmiah 4.1 dan tentang

fenomena yang menyebabkan timbulnya gaya gerak listrik induksi serta Hukum

Lenz.

Kegiatan Penutup

1) Guru menyimpulkan materi tentang gaya gerak listrik induksi dan Hukum Lenz.

2) Guru merefleksikan tentang gaya gerak listrik induksi dan Hukum Lenz.

3) Guru mengakhiri pembelajaran dengan mengucapkan rasa syukur kepada Allah

SWT, dan Tuhan YME, bahwa pertemuan kali ini telah berlangsung dengan baik

dan lancar.

c. Teknik Penilaian

1. Penilaian Sikap

2. Penilaian Pengetahuan

3. Penilaian Keterampilan

d. Media/alat, Bahan, dan Sumber Belajar

1. Media/alat : proyektor dan komputer, lengkap dengan media presentasi

Powerpoint Bab 4, galvanometer, dan magnet.

2. Bahan : kumparan kawat, kabel dan Lembar Aktivitas Siswa

(LAS)

3. Sumber : Buku Siswa Aktif dan Kreatif Belajar Fisika 3, dan materi

tambahan yang dapat diunduh di

www.staff.ui.ac.id/system/files/users/suryadarma/material/

induksimagnet.pdf dan animasi pembelajaran tentang

induksi faraday yang dapat diunduh di

http://phet.colorado.edu/en/simulation/faraday.

2. Pertemuan Kedua : (4 JP)

Pertemuan kedua akan membahas materi tentang induktansi dan aplikasi induksi

elektromagnetik. Pada pertemuan ini, siswa diharapkan dapat menganalisis indukstansi

dan menjelaskan aplikasi dari induksi elektromagnetik. Selain itu, guru juga dapat

menumbuhkan ketertarikan siswa terhadap materi yang akan dipelajari dengan

memberikan contoh-contoh nyata dalam kehidupan sehari-hari sebagai apersepsi.

1

a. Indikator :

1) Menganalisis induktansi diri.

2) Menganalisis induktansi silang.

3) Menjelaskan aplikasi induksi elektromagnetik.

4) Melakukan percobaan transformator.

b. Kegiatan Pembelajaran

Kegiatan Pendahuluan

1) Guru membimbing siswa untuk berdoa sebelum memulai pembelajaran.

Kemudian, guru mengondisikan kelas agar siswa tertib mengikuti proses

pembelajaran.

2) Guru memberikan tahap apersepsi untuk mengetahui pengetahuan awal siswa yang

berkaitan dengan materi yang akan dipelajari, misalnya:

- apa yang dimaksud dengan gaya gerak listrik induksi?

3) Guru menyampaikan inti tujuan pembelajaran hari ini tentang induktansi dan

aplikasi induksi elektromagnetik.

Kegiatan Inti

1) Siswa mengamati tiga gambar rangkaian listrik (Kegiatan 4.1). Guru memberi

stimulus kepada peserta didik untuk mengajukan pertanyaan sesuai dengan

kegiatan yang sedang dilakukan.

2) Siswa menyimak teks tentang persamaan mengenai induktansi diri.

3) Siswa mengamati gambar tentang kumparan primer yang dihubungkan dengan

sumber tegangan dan kumparan sekunder yang dihubungkan dengan galvanometer

(Gambar 4.3).

4) Siswa menyimak teks tetang induktansi silang

5) Siswa mengamati bagian-bagian dari generator AC (Kegiatan 4.2)

6) Siswa mengamati keadaaan fluks magnetik pada generator AC (Gambar 4.4).

7) Siswa menyimak Aktivitas Ilmiah 4.2 dan grafik hubungan terhadap t dari

generator AC dan generator DC (Gambar 4.7).

8) Siswa diminta untuk membuat 5 pertanyaan yang berbeda dengan teman sebangku

terkait materi yang sedang dibahas.

9) Siswa mengumpulkan informasi dari berbagai sumber seperti buku referensi Fisika

untuk Sains dan Teknik Jilid 2 dan internet:

www.mohar.staff/.unj.ac.id./induktansi.pdf atau sumber lainnya mengenai materi

induktansi diri dan induktansi silang.

10) Siswa mengumpulkan informasi dari berbagai sumber seperti buku referensi Fisika

untuk Sains dan Teknik Jilid 2 dan internet:

www.file.upi.edu/directory/FPTK/JUR-PEND-TEKNIK-

ELEKTRO/196301091994022-BUDI-MULYANTI/pertemuan-ke-II.pdf. atau

sumber lainnya tentang materi GGL induksi pada generator

11) Siswa menyimpulkan perbedaan antara induktansi diri dan induktansi silang, serta

hasil percobaan pada Aktivitas Ilmiah 4.2 dan aplikasi induksi elektromagnetik.

12) Siswa mengemukakan perbedaan antara induktansi diri dan induktansi silang, serta

aplikasi induksi elektromagnetik di depan kelas.

Kegiatan Penutup

1) Guru menyimpulkan materi tentang induktansi dan aplikasi induksi

elektromagnetik.

2) Guru merefleksikan tentang induktansi dan aplikasi induksi elektromagnetik.

1

3) Guru mengakhiri pembelajaran dengan mengucapkan rasa syukur kepada Allah

SWT, Tuhan YME, bahwa pertemuan kali ini telah berlangsung dengan baik dan

lancar.

c. Teknik Penilaian

1. Penilaian Sikap

2. Penilaian Pengetahuan

3. Penilaian Keterampilan

d. Media/alat, Bahan, dan Sumber Belajar

1. Media/alat : proyektor dan komputer, lengkap dengan media presentasi

Powerpoint Bab 6, voltmeter, amperemeter, catu daya,

sakelar, dan kabel.

2. Bahan : inti besi, kumparan 1.000 lillitan dan 500 lilitan, serta Lembar

Aktivitas Siswa (LAS)

3. Sumber : Buku Siswa Aktif dan Kreatif Belajar Fisika 3, dan materi

tambahan yang dapat diunduh di

www.ile.upi.edu/directory/FPTK/JUR-PEND-TEKNIK-

ELEKTRO/196301091994022-BUDI-MULYANTI/pertemuan-

ke-II.pdf.

Jakarta, 17 Juli 2021

Mengetahui,

Kepala Sekolah Guru Mata Pelajaran

Drs. Imam Prasaja, M.Si Drs. Imam Prasaja, M.Si

NIP. 196508221994031003 NIP. 196508221994031003

Lampiran-Lampiran

1. Hand Out

2. Lembar Kerja

3. Penilaian

a. Penilaian Sikap

b. Penilaian Pengetahuan

c. Penilaian Ketrampilan

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Drs. IMAM PRASAJA, M.SI

Perhatikan tayangan video berikut ini

Apa yang kamu saksikan ?

Ayo jelaskan apa yang kamu saksikan

Perlatan apa saja yang digunakan dalam demo tersebut ?

Apa yang dilakukan terhadap kumparan dan magnet ?

Apa yang terjadi pada ampere-meter ketika magnet digerakkan keluar masuk kumparan ?

Apa yang terjadi jika jumlah lilitan kumparan ditambah ?

Penjelasan Faraday-Henry-LenzPerubahan fluks magnet yang mengenai kumparan akan menyebabkan terjadinya arus induksi.

Perubahan fluks magnet bisa dibuat dengan cara menggerak-gerakkan magnet batang keluar masuk kumparan.

Makin banyak lilitan, makin besar arus induksi

Makin cepat gerakan, makin besar arus induksi

Arah arus induksi sedemikian hingga menyebabkan medan magnet yang melawan perubahan medan magnet yang menyebabkan terjadinya induksi

Pengertian fluks magnet

Fluks magnet adalah banyaknya medan magnet yang menembus secara tegak lurus suatu bidang.

Fluks magnet akan minimum jika arah medan magnet tegak lurus dengan normal bidang.

Fluks magnet akan maksimum jika arah medan magnet sejajar dengan normal bidang.

Secara matematis fluks magnet dituliskan

Fluks magnet yang disebabkan medan magnet dari bebagai arah

1. Jika arah medan magnet sejajar normal bidang

2. Jika arah medan magnet tegak lurus normal bidang

3. Jika arah medan magnet membentuk sudut theta terhadap normal bidang

Beberapa cara mengubah fluks magnet

Mengubah-ubah nilai medan magnet → menggerakkan magnet batang

Mengubah-ubah luas bidang → menggerakkan batang konduktor

Mengubah-ubah sudut antara bidang dengan medan magnet ---> memutar bidang (kumparan)

Mengubah-ubah medan magnet

Menggerak-gerakkan magnet batang di dalam kumparan

Jika dilakukan pendekatan, perubahan medan magnet untuk selang waktu yang sangat kecil (kecepatan sesaat)

Penjelasan hukum Lenz

Arah arus induksi sedemikian hingga, arah arus induksi itu menghasilkan fluks magnet yang akan mengurangi penyebab terjadinya arus induksi.

(a) Jika fluks magnet berarah ke bawah bertambah (gambar atas)

(b) Harus dihasilkan fluks magnet yang berarah ke atas, karena ini akan mengurangi penambahan fluks.

(c) Fluks pada (b) dihasilkan oleh arus listrik yang berarah seperti pada gambar bawah

Menggerakkan konduktor di dalam medan magnet

Batang konduktor digerakkan sepanjang kawat U, lalu akan terjadi arus induksi .

Karena A= l.x, dan v=dx/dt, maka

Arah arus induksi mengikuti kaidah tangan kanan

Memutar kumparan di dalam medan magnet

Kumparan diputar di dalam medan magnet akan menghasilkan perubahan fluks magnet yang akan menyebabkan timbulnya ggl induksi.

Dengan maka

Sehingga

Penerapan pada kehidupan sehari-hari dan teknologi

Rem magnetik (arus eddy), kompor elektromagnetik, wireless charger, generator

Contoh soal

Kumparan dengan 10 lilitan mengalami perubahan fluks magnetik dengan persamaan:

Tentukan besar ggl induksi saat t = 1 sekon!

Contoh soalSuatu rangkaian QRST terletak dalam zona medan magnet dengan kuat medan sebesar 0,5 wb/m2 dan arahnya masuk bidang kertas. Bila pada rangkaian tersebut terdapat kawat AB dengan lebar sebesar 50 cm dan digeser ke kanan dengan kecepatan 4 m/s , maka gaya gerak listrik dan arahnya adalah…

Contoh soal

Kawat PQ panjang 50 cm digerakkan tegak lurus sepanjang kawat AB memotong medan magnetik serba sama 0,02 Tesla seperti pada gambar.Tentukan besar dan arah ggl induksi, kuat arus yang melalui R dan besar serta arah gaya lorenz yang bekerja pada batang PQ !

Contoh soal

Seseorang bekerja mereparasi sebuah generator listrik. Kumparan diganti dengan yang baru yang memiliki luas penampang 2 kali lipat dari semula dan jumlah lilitan 1,5 kali dari jumlah semula. Jika kecepatan putar generator diturunkan menjadi 3/4 kali semula, tentukan perbandingan GGL maksimum yang dihasilkan generator dibandingkan sebelum direparasi!

SOAL PENILAIAN HARIAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

KELAS XII MIPA SEMESTER GANJIL

1. Sebuah kumparan yang terdiri dari 100 lilitan berada dalam medan magnetik

sehingga fluks magnetiknya 60 Wb. Jika fluks magnetik berkurang menjadi 20 Wb

dalam waktu 20 ms, maka besar ggl induksi rata – rata yang timbul pada kumparan

adalah ….

A. 0,5 V.

B. 1 V.

C. 2 V.

D. 2,5 V.

E. 4 V. ANS: A

2. Bila sepotong kawat yang vertikal digerakkan ke arah Selatan memotong tegak lurus garis-garis gaya magnet homogen yang arahnya ke Timur, maka dalam kawat timbul GGL Induksi yang menghasilkan arus induksi dengan arah … A. ke Utara

B. ke Barat

C. ke Selatan

D. ke bawah

E. ke atas ANS: A

3. Diantara faktor-faktor berikut ini : (1) jumlah lilitan kumparan (2) laju perubahan fluks magnet (3) besar induksi magnetik yang mempengaruhi ggl induksi dalam generator adalah …

A. (1) B. (1) dan (2) C. (1), (2) dan (3) D. (2) dan (3) E. (3) ANS: A

4. Gaya gerak listrik induksi dapat ditimbulkan dengan beberapa cara, satu

diantaranya adalah … A. meletakkan kumparan kawat dalam medan magnet

B. menggerakkan kawat dalam medan magnet searah garis gaya magnet C. memasang galvanometer pada ujung-ujung kumparan D. mendekatkan batang magnet pada ujung kumparan E. menggerakkan kawat dalam medan magnet sehingga memotong garis gaya

magnet ANS: A

5. Pada gambar di bawah, B = induksi magnet homogen. Apabila kawat PQ bergerak

memotong tegak lurus medan magnet, maka arus listrik yang mengalir melewati hambatan 20 ohm adalah …

A. 0,03 A menuju P B. 0,03 A menuju Q C. 0,60 A menuju P D. 3,00 A menuju Q E. 3,00 A menuju P ANS : A

6. Sebuah penghantar PQRS berada dalam medan magnet homogen B yang arahnya

tegak lurus bidang gambar menjauhi pembaca (lihat gambar). Bila kawat TU digeser ke kanan dengan kecepatan v, arah arus induksi yang terjadi adalah …

A. dari T ke U terus ke S B. dari U ke T terus ke Q C. dari S ke U terus ke R D. dari Q ke T terus ke P E. dari U ke T terus membalik ANS : A

7. Perhatikan gambar !

hambatan R = 2 ohm, berada dalam medan magnet 2 Wb m–2. Bila batang logam panjang AB = 30 cm digerakkan sehingga arus listrik mengalir dari L ke M melalui R sebesar 600 mA, kawat AB digerakkan dengan laju … A. 0,6 m s–1 ke kanan B. 0,6 m s–1 ke kiri C. 3,6 m s–1 ke kanan D. 2 m s–1 ke kanan E. 2 m s–1 ke kiri ANS : A

8. Sebuah kumparan dengan 50 lilitan dan induktansi 2 mH dihubungkan dengan

sumber tegangan arus searah. Kalau kuat arus di dalam kumparan 5 A, maka besar fluks magnetik di dalam kumparan … A. 4 . 10–5 Wb B. 5 . 10–5 Wb C. 6 . 10–5 Wb D. 7 . 10–5 Wb E. 8 . 10–5 Wb ANS : A

9. Pada sebuah kumparan dengan induksi 0,8 H mengalir arus listrik dalam waktu setengah detik berubah dari 40 mA menjadi 15 mA. Besar GGL induksi yang terjadi pada kumparan adalah … A. 15 mV B. 20 mV C. 25 mV D. 40 mV E. 48 mV ANS : A

10. Sepotong kawat penghantar yang panjangnya l digerakkan memotong tegak lurus

suatu medan magnet B sehingga menimbulkan GGL induksi ε. Jika kecepatan gerak kawat dinaikkan 2 kali semula dengan arah tetap dan panjang kawat di ubah menjadi ¼ nya, maka GGL induksinya menjadi …

A. 0,25 ε

B. 0,50 ε

C. 2 ε

D. 3 ε

E. 4 ε ANS : A

11. Fluks magentik dalam suatu kumparan memenuhi persamaan = 5 sin 2t Wb. Ggl

induksi pada kumparan akan bernilai nol pada saat t sama dengan ….

A. nol.

B. B. 4

s.

C. C. 2

s.

D. 45 s.

E. 60 s.

ANS : A

12. Pada sebuah kumparan dengan induksi 0,8 H mengalir arus listrik dalam waktu setengah detik berubah dari 40mA menjadi 15 mA. Besar GGL induksi yang terjadi pada kumparan adalah … A. 15 mV B. 20 mV C. 25 mV D. 40 mV E. 48 mV ANS : A

13. Sebuah kumparan berbentuk persegi panjang yang luas penampangnya 50 cm2 dan

terdiri . Apabila sumbu putar kumparan adalah tegak lurus medan magnetik 0,5 T

dan dapat berputar dengan kecepatan sudut 60 rad/s, maka tegangan maksimum

yang terjadi adalah …..

A. 5 V.

B. 30 V.

C. 50 V.

D. 60 V.

E. 220 V.

ANS : A

14. Apabila suatu kumparan memiliki induktansi 0,2 dan dialiri arus sebesar 5 A, maka

energi yang tersimpan dalam kumparan adalah ….

A. 0,1 J.

B. 0,5 J.

C. 1 J.

D. 2,5 J.

E. 25 J.

ANS : A

15. Sebuah solenoida dengan panjang 6,28 cm dan luas penampang 5 cm2 terdiri dari

300 lilitan. Jika arus yang mengalir dalam solenoida adalah 2 A, maka energi yang

tersimpan dalam solenoida adalah …..

A. 1,8 x 10-3 J.

B. 9 x 10-4 J.

C. 4,5 x 10-4 J.

D. 3 x 10-4 J.

E. 1,5 x 10-4 J.

ANS : A

16. Perubahan fluks setiap detik sebesar 0,003 T terjadi karena sebuah magnet batang digerakkan

menjauhi kumparan 50 lilitan. Besar GGL induksi adalah …

A. 0,075

B. 0,06

C. 0,045

D. 0,03

E. 0,015

ANS : A

16. Arus yang melalui kumparan berubah dengan laju 2 A/s selama 5 s. Jika total perubahan

fluks magnetic yang melalui kumparan 10 mWb, maka induktansi diri kumparan adalah …

mH

A. 0,5

B. 1

C. 2

D. 5

E. 0,4

ANS : A

17. Sebuah solenoide 300 lilitan panjangnya 1 m luasnya 2,0.10-3

/ m2. Induktansi silang

solenoida jika pada pusat solenoide tersebut di lilitkan kumparan 120 lilitan !

A. 0,144 mikro Henry

B. 0,288 mikro Henry

C. 0,314 mikro Henry

D. 2,88 milro Henry

E. 3,14 mikro Henry

ANS : B

18. Data spesifik dua buah generator tertera dalam tabel di bawah ini

Jika kedua generator berputar dengan frekuensi yang sama, maka perbandingan GGL

maksimum generator A dan B adalah …

A. 5: 3

B. 5 : 1

C. 1 : 2

D. 1 : 3

E. 1 : 5

ANS : A

19. Pada percobaan dengan kumparan-kumparan yang diputar di dalam medan magnet homogen

diperoleh data (dalam data sistem satuan Internasional) sebagai berikut :

yang menghasilkan gaya listrik (GGL) maksimum adalah …

A. (1)

B. (2)

C. (3)

D. (4)

E. (5)

ANS : A

20. Kumparan primer trafo 70 buah dapat menaiikan tegangan 220 V menjadi 1100 V. Berarti

jumlah lilitan skunder adalah … buah.

A. 14

B. 140

C. 175

D. 350

E. 700

ANS : A