RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP )

Transkripsi

1 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP ) Mata Pelajaran : Dasar dan Pengukuran Listrik KD No. : 3.8 dan 4.8 Kelas/Semester : X/2 (dua) Materi Pokok : Rangkaian Arus Bolak-Balik Alokasi Waktu : 4 x 10 JP (@ 45 menit) Pertemuan ke- : 1-4 Tanggal : 9 Januari 6 Februari 2017 =========================================================================== A. Kompetensi Inti 1. Menghayati dan menjalankan ajaran agama yang dianutnya dalam kehidupan sehari-hari. 2. Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, kepedulian (kerjasama, toleransi, rukun), sopan santun, mau menerima saran dari orang lain, dan menunjukkan sikap percaya diri dalam berinteraksi secara efektif baik kepada keluarga, teman, masyarakat maupun alam sekitar sebagai upaya menempatkan diri dalam pergaulan di lingkungan sosial. 3. Memahami dan menganalisis pengetahuan yang bersifat fakta, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahu tentang IPTEK, seni, budaya, humaniora, makhluk ciptaan Tuhan, dan benda-benda yang dijumpainya di rumah, sekolah, dan lingkungan sekitar, serta menerapkan wawasan dan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. 4. Menalar, menyajikan dan mengkaji pengetahuan faktual dalam bahasa jelas dan rasional dalam karya yang konkret dan estetis terkait dengan pengembangan dari materi yang telah dipelajarinya di sekolah secara mandiri, mampu menggunakan metode sesuai dengan kaidah keilmuan, dan mencerminkan perilaku beriman dan berakhlak mulia. B. Kompetensi Dasar 3.8. Menganalisa arus bolak-balik 4.8. Mendefinisikan arus bolak-balik C. Indikator Pencapaian Kompetensi 1. Menjelaskan tentang analisa sinusoida yang meliputi tegangan dan arus sinusoida, nilai sesaat, nilai maksimum dan nilai efektif 2. Menghitung nilai sesaat, nilai maksimum dan nilai efektif pada sinusoida 3. Menjelaskan respon elemen pasif pada listrik bolak-balik yang meliputi resistor, induktor dan kapasitor 4. Menghitung arus listrik yang mengalir pada resistor, induktor dan kapasitor 5. Menjelaskan tentang seri/paralel RL, RC dan RLC 6. Menghitung seri/paralel RL, RC dan RLC 7. Menjelaskan teori resonansi pada bolak-balik 8. Menjelaskan daya dan faktor daya pada bolak-balik 9. Menghitung daya pada resistif, induktif dan kapasitif 10. Menjelaskan konsep fasor dan bilangan kompleks

2 D. Tujuan Pembelajaran 1. Menjelaskan tentang analisa sinusoida yang meliputi tegangan dan arus sinusoida, nilai sesaat, nilai maksimum dan nilai efektif 2. Menghitung nilai sesaat, nilai maksimum dan nilai efektif pada sinusoida 3. Menjelaskan respon elemen pasif pada listrik bolak-balik yang meliputi resistor, induktor dan kapasitor 4. Menghitung arus listrik yang mengalir pada resistor, induktor dan kapasitor 5. Menjelaskan tentang seri/paralel RL, RC dan RLC 6. Menghitung seri/paralel RL, RC dan RLC 7. Menjelaskan teori resonansi pada bolak-balik 8. Menjelaskan daya dan faktor daya pada bolak-balik 9. Menghitung sistem tiga fasa yang meliputi hubungan bintang dan hubungan segitiga 10. Menjelaskan konsep fasor dan bilangan kompleks E. Materi Pembelajaran Berikut materi pembelajaran yang dibahas kali ini. 1. Analisa sinusoida Tegangan dan arus sinusoida Arus dan tegangan listrik bolak-balik atau alternating current (AC) yaitu arus dan tegangan listrik yang arahnya selalu berubah-ubah secara kontinu/periodik terhadap waktu dan dapat mengalir dalam dua arah. Arus bolak-balik (AC) digunakan secara luas untuk penerangan maupun peralatan elektronik. Dalam hukum Faraday bahwa adanya perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh kumparan akan menyebabkan timbulnya ggl induksi pada ujung-ujung kumparan dan jika antara ujung-ujung kumparan tersebut dihubungkan dengan sebuah kawat penghantar akan mengalir arus listrik melalui penghantar tersebut. Berdasarkan prinsip hukum Faraday inilah dibuat sebuah generator atau dinamo, yaitu suatu alat yang digunakan untuk mengubah energi mekanik (energi gerak) menjadi energi listrik. Tegangan listrik dan arus listrik yang dihasilkan generator berbentuk tegangan dan arus listrik sinus soidal, yang berarti besarnya nilai tegangan dan kuat arus listriknya sebagai fungsi sinus yang sering dinyatakan dalam diagram fasor (fase vektor). Tegangan sinusoida dapat dituliskan dalam bentuk persamaan tegangan sebagai fungsi waktu, yaitu : Tegangan yang dihasilkan oleh suatu generator listrik berbentuk sinusoida. Dengan demikian, arus yang dihasilkan juga sinusoida yang mengikuti persamaan : Dengan : V = Tegangan Listrik AC

3 I = Arus Listrik AC Vmax = Tegangan maksimum Imax = Arus maksimum ω = Kecepatan sudut (2πf) Nilai sesaat Nilai sesaat dalah nilai yang berubah ubah terhadap waktu di dalam suatu periode tertentu. Misalnya tegangan v(t), arus i(t), dan daya p(t). merupakan tegangan, arus dan daya sesaat. Sehingga arus sesaat dapat diketahui dengan: I = Imax sin φ V = Vmax sin φ Nilai efektif Nilai efektif arus dan tegangan bolak-balik adalah kuat arus dan tegangan bolakbalik yang dianggap setara dengan arus atau tegangan searah yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama. Nilai efektif juga biasa disebut dengan Nilai rms (rms = root mean square) atau nilai akar rata-rata kuadrat.untuk menghitung tegangan dan arus efektif pada gelombang sinus dapat dilakukan dengan menggunakan rumus berikut : Nilai maksimum Veff = Vm 2 Ieff = Im 2 Nilai maksimum adakah nilai yang ditunjukkan oleh osiloskop. Nilai maksimum ada pada tegangan yang di sebut Vm (V maksimum) dan arus yang disebut Im (I maksimum). 2. Respon elemen pasif Resistor (sefasa) Beban resistor tidak menyebabkan adanya geser fasa antara arus dan tegangan pada ac. Apabila pada sebuah resistor diterapkan tegangan bolak-balik maka arus dan tegangan sefasa seperti ditunjukan pada gambar grafis sinusoida dan vector berikut ini :

4 Bila tegangan U = V = Um sin ωt diberikan pada dengan tahanan R maka arus dalam adalah sebagai berikut : I U R Um sin ωt I = R I = Im sin ωt Dengan demikian dapat mengerti bahwa R = (Um/Im) dan gelombang arus, bersamaan fasanya dengan tegangan,atau beda fasa antara arus dan tegangan adalah nol. Bila impedansi kita nyatakan dengan Z maka impedansi untuk R adalah Z R secara vektoritas dapat ditulis sebagai berikut : Z R = R < 0 Induktor (lagging) Apabila arus yang berubah-ubah mengalir melewati induktor maka pada induktor tersebut terbangkit ggl. Arus ac adalah arus yang berubah-ubah. Hubungan antara arus dan tegangan suplai pada induktor dapat juga secara grafis sinusoida ditunjukkan dalam gambar berikut ini. Induktor dalam ac memiliki reaktansi yang dinotasikan dengan simbol X L, dan X L ini mempunyai nilai sebagai berikut : X L = U I Ohm Dimana : U adalah tegangan pada induktor I adalah arus ac yang melewati induktor

5 Jika induktor disuplai dengan tegangan bolak balik sinusoida maka reaktansi induktif X L = 2 fl ohm, dalam satuan Herz (Hz) dan L adalah induktansi induktor dalam satuan Henry (H). Kapasitor (leading) Hubungan antara arus dan tegangan ac pada kapasitor ditunjukkan dalam bentuk grafis dan vektoris seperti gambar berikut ini. Terlihat dari gambar di atas bahwa arus yang melewati kapasitor memiliki fasa 90 mendahului tegangan yang diterapkan padanya. Kapasitor dalam ac memiliki reaktansi kapasitif yang dinotasikan dengan simbol X C. X C = U I Ohm Dimana : U adalah tegangan pada kapasitor I adalah arus ac yang melewati kapasitor Jika kapasitor disuplai dengan tegangan bolak-balik sinusoida maka reaktansi kapasitor 3. Rangkaian seri/paralel Rangkaian seri RL X C = 1 2πfC Ohm Rangkaian R-L seri, sifat seri dari sebuah resistor dan sebuah induktor yang dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik sinusioda adalah terjadinya pembagian tegangan secara vektoris. Arus (i) yang mengalir pada hubungan seri adalah sama besar. Arus (i) tertinggal 90 terhadap tegangan induktor (V L ). Tidak terjadi perbedaan fasa antara tegangan jatuh pada resistor (V R ) dan arus (i).

6 Rangkaian seri RC Rangkaian R-C seri, sifat seri dari sebuah resistor dan sebuah kapasitor yang dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik sinusioda adalah terjadinya pembagian tegangan secara vektoris. Arus (I) yang mengalir pada hubungan seri adalah sama besar. Arus (I) mendahului 90 terhadap tegangan pada kapasitor (V C ). Tidak terjadi perbedaan fasa antara tegangan jatuh pada resistor (V R ) dan arus (I). Melalui reaktansi kapasitif (X C ) dan resistansi (R) arus yang sama I = Im sin ωt. Tegangan efektif (V) = IR berada sefasa dengan arus. Tegangan reaktansi kapasitif (V C ) = I. X C tertinggal 90 terhadap arus. Tegangan gabungan vektor (V) adalah jumlah nilai sesaat dari (V R ) dan (V C ), dimana tegangan ini juga tertinggal sebesar terhadap arus (I). Rangkaian seri RLC Rangkaian R-L-C seri, sifat seri dari sebuah resistor dan sebuah induktor yang dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik sinusioda adalah terjadinya pembagian tegangan di (V R ), (V L ) dan (V C ) secara vektoris. Arus (I) yang mengalir pada

7 hubungan seri adalah sama besar. Arus (I) tertinggal 90 terhadap tegangan induktor (V L ). Tidak terjadi perbedaan fasa antara tegangan jatuh pada resistor (V R ) dan arus (I). Suatu alat listrik arus bolak-balik dapat juga memiliki berbagai macam reaktansi, seperti misalnya hubungan seri yang terdiri dari resistor (R), reaktansi induktif (X L ) dan raktansi kapasitif (X C ). Dengan demikian besarnya tegangan total (V) sama dengan jumlah dari tegangan pada resistor (V R ), kapasitor (V C ) dan tegangan pada induktor (V L ). Dengan banyaknya tegangan dengan bentuk gelombang yang serupa, sehingga terjadi hubungan yang tidak jelas. Oleh karena itu hubungan tegangan lebih baik dijelaskan dengan menggunakan diagram fasor. Rangkaian paralel RL Rangkaian R-L paralel, sifat dari paralel adalah terjadi percabangan arus dari sumber (I) menjadi dua, yaitu arus yang menuju induktor (I L ) dan arusyang menuju resistor (I R ). Sedangkan tegangan jatuh pada induktor (V L ) danresistor (V R ) sama besar dengan sumber tegangan (V). Gambar hubungan arus secara vektoris pada R-L paralel. Hubungan paralel (sejajar) antara resistor (R) dan induktor (L) dalam arus bolak-balik. Pada kenyataannya hubungan demikian dapat pula merupakan hubungan yang mewakili suatu peralatan elektronik, misalnya sebuah oven dengan tusuk daging yang berputar (motor dengan resistor pemanas yang dihubungkan paralel).

8 Rangkaian paralel RC Rangkaian R-C paralel, sifat dari paralel adalah terjadi percabangan arus dari sumber (I) menjadi dua, yaitu arus yang menuju kapasitor (I C ) dan arus yang menuju resistor (I R ). Sedangkan tegangan jatuh pada kapasitor (V C ) dan resistor (V R ) sama besar dengan sumber tegangan (V). Gambar dibawah memperlihatkan hubungan arus secara vektoris pada R-C paralel. Gambar hubungan arus secara vektoris pada R-C paralel. Hubungan paralel dua resistor yang terdiri dari resistor murni (R) dan reaktansi kapasitif (X C ), dimana pada kedua ujung resistor terdapat tegangan yang sama besar, yaitu v = vm sin ω t. Arus efektif yang melalui resistor (R) adalah IR = V R berada sefasa dengan tegangan (V). Arus yang mengalir pada reaktansi kapasitif I C = V X C mendahului tegangan sejauh 90. Sedangkan arus gabungan (I) diperoleh dari jumlah nilai sesaat arus (I R ) dan (I C ). Arus tersebut mendahului tegangan (V) sebesar sudut (φ). Dalam diagram fasor, tegangan (V) sebagai besaran bersama untuk kedua resistansi diletakkan pada garis ωt = 0. Fasor arus efektif (I R ) berada sefasa dengan tegangan (V), sedangkan fasor dari arus reaktansi kapasitif ( I C ) mendahului sejauh 900. Arus gabungan (I) merupakan jumlah geometris dari arus efektif (I R ) dan arus reaktansi kapasitif (I C ), atau diagonal dalam persegi panjang (I R ) dan ( I C ). Sudut antara tegangan (V) dan arus (I) adalah sudut beda fasa φ. Rangkaian paralel RLC Rangkaian R-L-C paralel, sifat dari paralel adalah terjadi percabangan arus dari sumber (I) menjadi tiga, yaitu arus yang menuju arus yang menuju resistor (I R ), induktor (I L ) dan kapasitor (I C ). Sedangkan tegangan jatuh pada resistor (V R ), pada induktor (V L ) dan pada kapasitor (V C ) sama besar dengan sumber tegangan (V). Gambar R-L-C paralel dibawah memperlihatkan hubungan arus secara vektoris pada R-L-C parallel. Suatu arus bolak-balik yang terdiri dari resistor (R), reaktansi induktif (X L ) dan reaktansi kapasitif (X C ), dimana ketiganya dihubungkan secara paralel. Fasor tegangan (V) sebagai sumber tegangan total diletakan pada ωt = 0. Arus efektif (I R ) berada sefasa dengan tegangan (V). Arus yang melalui reaktansi induktif (I L ) tertinggal sejauh 900 terhadap tegangan (V) dan arus yang melalui reaktansi kapasitif ( I C ) mendahului sejauh 90 terhadap tegangan (V). Arus reaktif induktif (I L ) dan arus

9 reaktif kapasitif (I C ) bekerja dengan arah berlawanan, dimana selisih dari kedua arus reaktif tersebut menentukan sifat induktif atau kapasitif suatu. Arus gabungan (I) adalah jumlah geometris antara arus efektif (I R ) dan selisih arus reaktif (I S ) yang membentuk garis diagonal empat persegi panjang yang dibentuk antara arus efektif (I R ) dan selisih arus reaktif (I S ). Gambar hubungan arus secara vektoris pada R-L-C paralel. 4. Resonansi Resonansi pada umumnya terjadi jika gelombang mempunyai frekuensi yang sama dengan atau mendekati frekuensi alamiah, resonansi adalah suatu gejala yang terjadi pada suatu AC yang mengandung elemen induktor dan kapasitor. Resonansi pada AC terjadi jika reaktansi induktif (XL) sama dengan reaktansi kapasitif (XC). Dalam suatu yang mengandung unsur induktif dan kapasitif, terdapat suatu harga frekuensi yang menyebabkan reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif 69 saling menghilangkan, sehingga didapat karakteristik sebagai resistor murni maka tegangan dan arus menjadi sefasa. Resonansi pada seri dinamakan resonansi seri dan resonansi pada paralel dinamakan resonansi paralel. 5. Daya dan faktor daya Daya Dalam arus searah besarnya daya yang diserap dalam suatu beban listrik ditentukan oleh nilai tahanan beban serta besar arus yang mengalir pada beban tersebut. Pada DC, daya dalam watt merupakan perkalian antara arus (I) dan tegangan (U). Jadi P = UI. Tetapi dalam AC, persamaan P = UI hanya benar untuk harga sesaat saja atau kondisi tertentu yaitu pada saat arus dan tegangan sefasa (beban resistif). Tetapi dalam banyak hal beban-beban listrik tidak hanya terdiri dari resistansi saja, melainkan kombinasi dari beberapa jenis tahanan. Misalnya resistansi dengan reaktansi induktif, resistansi dengan reaktansi kapasitif atau kombinasi dari ketiganya. Oleh sebab itu dapat di pastikan dalam banyak kondisi pada arus bolak-balik akan terjadi geseran fasa antara arus dan tegangan. Hal ini akan mempengaruhi perhitungan daya, dimana perkalian antara arus dan tegangan belum menghasilkan daya nyata dalam watt, tetapi merupakan daya semu. Hubungan vektoris antara daya nyata (watt) dan daya voltampere diperlihatkan dalam segitiga daya seperti gambar berikut ini:

10 Segitiga daya dalam gambar di atas diperoleh dari segitiga impedansi yaitu dengan mengalikan masing-masing sisinya dengan arus kuadrat. Proyeksi horizontal dari daya voltampere (VA) adalah daya nyata (watt), sedangkan proyeksi vertikalnya adalah daya voltampere reaktif (VAR) Faktor daya Perbandingan antara daya nyata (watt) terhadap perkalian arus dan tegangan (voltampere) disebut faktor daya (pf). Faktor daya bisa dikatakan sebagai besaran yang menunjukkan seberapa efisien jaringan yang kita miliki dalam menyalurkan daya yang bisa kita manfaatkan. Faktor daya dibatasi dari 0 hingga 1, semakin tinggi faktor daya (mendekati 1) artinya semakin banyak daya tampak yang diberikan sumber bisa kita manfaatkan, sebaliknya semakin rendah faktor daya (mendekati 0) maka semakin sedikit daya yang bisa kita manfaatkan dari sejumlah daya tampak yang sama. Di sisi lain, faktor daya juga menunjukkan besar pemanfaatan dari peralatan listrik di jaringan terhadap investasi yang dibayarkan. Secara matematis faktor daya (pf) atau disebut Cos φ adalah sebagai berikut: P(watt) pf = atau cosφ = P UI(voltampere) UI = Daya nyata Daya Semu Pada induktif, arus tertinggal dari tegangan, oleh sebab itu ini memiliki faktor daya tertingggal atau lagging. Sedangkan pada kapasitif, arus mendahului tegangan, oleh sebab itu ini memiliki faktor daya mendahului atau leading. 6. Sistem tiga fasa Hubungan bintang Pada hubungan bintang (Y, wye), ujung-ujung tiap fase dihubungkan menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua terminal dari tiga terminal a b c mempunyai besar magnitude dan beda fasa yang berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadapa titik netral. Tegangan Va, Vb dan Vc disebut tegangan fase atau Vf.

11 Gambar Hubungan Bintang (Wye) Dengan adanya saluran / titik netral maka besaran tegangan fase dihitung terhadap saluran / titik netralnya, juga membentuk sistem tegangan 3 fase yang seimbang dengan magnitudenya (akar 3 dikali magnitude dari tegangan fase). V line = 3 V fase = 1,73. V fase Sedangkan untuk arus yang mengalir pada semua fase mempunyai nilai yang sama, I line = Ifase Ia = Ib = Ic Hubungan segitiga Pada hubungan segitiga (delta, Δ) ketiga fase saling dihubungkan sehingga membentuk hubungan segitiga 3 fase. Gambar Hubungan Segitiga (delta, Δ) Dengan tidak adanya titik netral, maka besarnya tegangan saluran dihitung antar fase, karena tegangan saluran dan tegangan fasa mempunyai besar magnitude yang sama, maka: V line = V fase Tetapi arus saluran dan arus fasa tidak sama dan hubungan antara kedua arus tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan hukum kirchoff, sehingga: I line = 3 I fase = 1,73Ifase 7. Fasor dan bilangan kompleks

12 Fasor Fasor adalah grafik untuk menyatakan magnituda (besar) dan arah (posisi sudut). Fasor utamanya digunakan untuk menyatakan gelombang sinus dalam bentuk magnituda dan sudut serta untuk analisis reaktif. Contoh fasor diperlihatkan pada dibawah ini. Panjang panah fasor menyatakan magnituda dan sudut θ menyatakan posisi sudut seperti pada bagian (a) untuk sudut positif. Contoh fasor pada bagian (b) mempunyai magnituda 2 dan sudut fasa 45. Bagian (c) mempunyai magnituda 3 dan sudut fasa 180 dan bagian (d) magnituda 3 dan sudut fasa 45 (+315 ). Perhatikan bahwa sudut positif diukur berlawanan arah jarum jam dari referensi (0 ) dan sudut negatif diukur searah jarum jam dari referensi (0 ). Bilangan kompleks Bilangan kompleks adalah kumpulan titik yang dibentuk oleh bilangan nyata dan bilangan khayal, dalam bilangan kompleks. Bilangan kompleks dalam teknik listrik digunakan untuk menggambarkan sifat arus listrik bolak-balik. Suatu bilangan kompleks dapat ditulis dalam bentuk : W = a + jb Keterangan : W = Bilangan Kompleks a dan b = Bilangan nyata (bilangan real) yaitu bilangan nyata atau bilangan real dalam matematika adalah suatu bilangan yang dapat ditulis dalam bentuk desimal. Bilangan nyata meliputi bilangan rasional dan bilangan irasional. j = Bilangan khayal (bilangan imaginar) yaitu bilangan khayal atau bilangan imaginar adalah bilangan yang memiliki sifat i 2 = -1. Bilangan i diperoleh dari penyelesaian persamaan kuadratik : x = 0 x 2 = 1

13 x = 1 Dalam bilangan kompleks ada lima jenis operasi yang sering digunakan, yaitu kesamaan, penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Misal diketahui dua bilangan kompleks yaitu : P = a + jb Q = c + jd Maka: Persamaan : P = Q, a = b, dan c = d Penjumlahan : P + Q = ( a + c ) + j ( c - d ) Pengurangan : P - Q = ( a - c ) + j ( c + d ) Perkalian : P. Q = ( a + jb ). ( c + jd) = ac + j 2 bd + jbc + jad Pembagian : P = a+jb. c jd Q c+jd c jd = ( ac - bd ) + j ( bc + ad ) = (ac+bd)+j(bc ad) c 2 +d 2 = ac+bd bc+ad + j c 2 +d2 c 2 d 2 F. Pendekatan, Model dan Metode Pembelajaran 1. Pendekatan : Saintifik 2. Model Pembelajaran : Discovery Learning 3. Metode : Paparan, Diskusi, Tanya jawab G. Kegiatan Pembelajaran 1. Pertemuan Pertama Sintaks Model Kegiatan Pembelajaran Pendahuluan Deskripsi Kegiatan 1. Pendidik memberi salam. 2. Pendidik mengkondisikan situasi kelas dan mental peserta didik sebelum pembelajaran dimulai. 3. Pendidik meminta ketua kelas memimpin do a bersama terlebih dahulu sebelum memulai proses pembelajaran. Alokasi Waktu 20 menit

14 Kegiatan Sintaks Model Pembelajaran Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu 1. Pendidik mempresensi kehadiran peserta didik yang mengikuti pembelajaran. 2. Pendidik menyampaikan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai dan manfaat yang akan diperoleh dari materi yang akan disampaikan 1. Stimulasi 1. Mengamati (Observing) (Pemberian Peserta didik diminta untuk Rangsangan) mengamati situasi dan peristiwa di sekitarnya sehari-hari yang berkaitan dengan analisa sinusoida dan respon elemen pasif 2. Menanya (Questioning) 2. Identifikasi Memberikan kesempatan kepada Masalah peserta didik untuk untuk aktif dalam menyampaikan pertanyaan 410 menit yang berkaitan dengan analisa sinusoida dan respon elemen pasif 3. Pengumpulan 3. Menalar (Associating) Kegiatan Inti Data Peserta didik menganalisis dengan menyimak dan memperhatikan secara kronologis dan sinkronis dalam menalar materi yang dijelaskan ketika pendidik menyajikan materi mengenai 4. Pengolahan analisa sinusoida dan Data respon elemen pasif. 4. Mencoba (Experimenting) Mendorong rasa ingin tahu dan cara berpikir peserta didik yang kritis dalam memecahkan masalah mengenai analisa 5. Pembuktian sinusoida dan respon elemen pasif 5. Mengkomunikasikan (Communicating)

15 Kegiatan Sintaks Model Pembelajaran Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu Membimbing peserta didik dalam mengidentifikasi analisa sinusoida dan respon elemen pasif dan memaparkan hasil penyelesaian soal yang diberikan dan dikerjakan secara pribadi. 1. Peserta didik diberi kesempatan untuk mengomentari materi yang telah disampaikan. 2. Pendidik menyampaikan dan mengkaji ulang dari materi yang Penutup diajarkan secara garis besar. 3. Memberikan tugas kepada peserta 20 menit didik. 4. Melibatkan peserta didik untuk menutup pelajaran dengan meminta ketu kelas menutup dengan do a. 2. Pertemuan Kedua Sintaks Model Kegiatan Pembelajaran Pendahuluan Deskripsi Kegiatan 1. Pendidik memberi salam. 2. Pendidik mengkondisikan situasi kelas dan mental peserta didik sebelum pembelajaran dimulai. 3. Pendidik meminta ketua kelas memimpin do a bersama terlebih dahulu sebelum memulai proses pembelajaran. 4. Pendidik mempresensi kehadiran peserta didik yang mengikuti pembelajaran. Alokasi Waktu 20 menit

16 Kegiatan Sintaks Model Pembelajaran Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu 5. Pendidik menyampaikan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai dan manfaat yang akan diperoleh dari materi yang akan disampaikan 1. Stimulasi 1. Mengamati (Observing) (Pemberian Peserta didik diminta untuk Rangsangan) mengamati situasi dan peristiwa di sekitarnya sehari-hari yang berkaitan seri/paralel RL, RC, dan RLC 2. Menanya (Questioning) 2. Identifikasi Memberikan kesempatan kepada Masalah peserta didik untuk untuk aktif dalam menyampaikan pertanyaan 410 menit yang berkaitan dengan seri/paralel RL, RC, dan RLC 3. Menalar (Associating) 3. Pengumpulan Peserta didik menganalisis dengan Data menyimak dan memperhatikan secara kronologis dan sinkronis Kegiatan Inti dalam menalar materi yang dijelaskan ketika pendidik menyajikan materi mengenai seri/paralel RL, RC, dan 4. Pengolahan RLC Data 4. Mencoba (Experimenting) Mendorong rasa ingin tahu dan cara berpikir peserta didik yang kritis dalam memecahkan masalah mengenai seri/paralel RL, RC, dan RLC 5. Pembuktian 5. Mengkomunikasikan (Communicating) Membimbing peserta didik dalam mengidentifikasi seri/paralel RL, RC, dan RLC dan memaparkan hasil penyelesaian

17 Kegiatan Sintaks Model Pembelajaran Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu soal yang diberikan dan dikerjakan secara pribadi. 1. Peserta didik diberi kesempatan untuk mengomentari materi yang telah disampaikan. 2. Pendidik menyampaikan dan mengkaji ulang dari materi yang Penutup diajarkan secara garis besar. 3. Memberikan tugas kepada peserta 20 menit didik. 4. Melibatkan peserta didik untuk menutup pelajaran dengan meminta ketu kelas menutup dengan do a. 3. Pertemuan Ketiga Sintaks Model Kegiatan Pembelajaran Pendahuluan 1. Stimulasi (Pemberian Kegiatan Inti Rangsangan) Deskripsi Kegiatan 1. Pendidik memberi salam. 2. Pendidik mengkondisikan situasi kelas dan mental peserta didik sebelum pembelajaran dimulai. 3. Pendidik meminta ketua kelas memimpin do a bersama terlebih dahulu sebelum memulai proses pembelajaran. 4. Pendidik mempresensi kehadiran peserta didik yang mengikuti pembelajaran. 5. Pendidik menyampaikan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai dan manfaat yang akan diperoleh dari materi yang akan disampaikan 1. Mengamati (Observing) Peserta didik diminta untuk mengamati situasi dan peristiwa di sekitarnya sehari-hari yang Alokasi Waktu 20 menit

18 Kegiatan Sintaks Model Pembelajaran Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu berkaitan resonansi, daya dan faktor daya 2. Identifikasi 2. Menanya (Questioning) Masalah Memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk untuk aktif 410 menit dalam menyampaikan pertanyaan yang berkaitan dengan resonansi, daya dan faktor daya 3. Pengumpulan 3. Menalar (Associating) Data Peserta didik menganalisis dengan menyimak dan memperhatikan secara kronologis dan sinkronis dalam menalar materi yang dijelaskan ketika pendidik menyajikan materi mengenai 4. Pengolahan resonansi, daya dan faktor daya Data 4. Mencoba (Experimenting) Mendorong rasa ingin tahu dan cara berpikir peserta didik yang kritis dalam memecahkan masalah mengenai resonansi, daya dan faktor daya 5. Pembuktian 5. Mengkomunikasikan (Communicating) Membimbing peserta didik dalam mengidentifikasi resonansi, daya dan faktor daya 1. Peserta didik diberi kesempatan untuk mengomentari materi yang telah disampaikan. Penutup 2. Pendidik menyampaikan dan mengkaji ulang dari materi yang 20 menit diajarkan secara garis besar. 3. Memberikan tugas kepada peserta didik.

19 Kegiatan Sintaks Model Pembelajaran Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu 4. Melibatkan peserta didik untuk menutup pelajaran dengan meminta ketu kelas menutup dengan do a. 4. Pertemuan Keempat Sintaks Model Kegiatan Pembelajaran Pendahuluan 1. Stimulasi (Pemberian Rangsangan) Kegiatan Inti 2. Identifikasi Masalah 3. Pengumpulan Data Deskripsi Kegiatan 1. Pendidik memberi salam. 2. Pendidik mengkondisikan situasi kelas dan mental peserta didik sebelum pembelajaran dimulai. 3. Pendidik meminta ketua kelas memimpin do a bersama terlebih dahulu sebelum memulai proses pembelajaran. 4. Pendidik mempresensi kehadiran peserta didik yang mengikuti pembelajaran. 5. Pendidik menyampaikan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai dan manfaat yang akan diperoleh dari materi yang akan disampaikan 1. Mengamati (Observing) Peserta didik diminta untuk mengamati situasi dan peristiwa di sekitarnya sehari-hari yang berkaitan sistem tiga fasa hubungan bintang & hubungan segitiga, fasor dan dan bilangan kompleks 2. Menanya (Questioning) Memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk untuk aktif dalam menyampaikan pertanyaan yang berkaitan dengan sistem tiga fasa hubungan bintang & hubungan segitiga, fasor dan dan bilangan kompleks Alokasi Waktu 10 menit 430 menit

20 Kegiatan Sintaks Model Pembelajaran Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu 3. Menalar (Associating) Peserta didik menganalisis dengan menyimak dan memperhatikan secara kronologis dan sinkronis dalam menalar materi yang 4. Pengolahan dijelaskan ketika pendidik Data menyajikan materi mengenai sistem tiga fasa hubungan bintang & hubungan segitiga, fasor dan dan bilangan kompleks 4. Mencoba (Experimenting) Mendorong rasa ingin tahu dan cara 5. Pembuktian berpikir peserta didik yang kritis dalam memecahkan masalah mengenai sistem tiga fasa hubungan bintang & hubungan segitiga, fasor dan dan bilangan kompleks 5. Mengkomunikasikan (Communicating) Membimbing peserta didik dalam mengidentifikasi sistem tiga fasa hubungan bintang & hubungan segitiga, fasor dan dan bilangan kompleks dan memaparkan hasil penyelesaian soal yang diberikan dan dikerjakan secara pribadi. 1. Peserta didik diberi kesempatan untuk mengomentari materi yang telah disampaikan. 2. Pendidik menyampaikan dan mengkaji ulang dari materi yang Penutup diajarkan secara garis besar. 3. Memberikan tugas kepada peserta 10 menit didik. 4. Melibatkan peserta didik untuk menutup pelajaran dengan meminta ketu kelas menutup dengan do a.

21 H. Penilaian Hasil Belajar 1. Penilaian Pengetahuan Pertemuan Kedua a. Kisi-kisi dan Soal Kompetensi Dasar Indikator Indikator Soal Jenis Soal Soal 1. Menganalisa 1. Menjelaskan 1. Peserta didik Tes 1. Apa yang dimaksud tentang analisa dapat tertulis dengan nilai sesaat, arus bolak- mengidentifi bentuk nilai maksimum dan balik sinusoida yang kasi analisa Essay nilai efektif? 2. Mendefinisi meliputi Jelaskan! kan tegangan dan sinusoida 2. Sebuah kabel arus sinusoida, yang diisolasi untuk arus bolak- nilai sesaat, meliputi menahan tegangan balik nilai tegangan dan 1000 volt DC. maksimum arus Hitunglah harga dan nilai sinusoida, efektif tegangan AC efektif nilai sesaat, sinusoidal! 2. Menjelaskan nilai 3. Jelaskan respon respon elemen maksimum, elemen pasif resistor, pasif pada dan nilai induktor dan efektif. kapasitor pada listrik bolak- 2. Peserta didik bolak- balik yang dapat balik! meliputi : menjelaskan 4. Rangkaian R-L-C seri resistor, respon dengan R = 90 Ω, XL induktor dan elemen pasif = 100 Ω, dan XC = 40 kapasitor pada Ω. Rangkaian ini 3. Menghitung dihubungkan dengan bolak-balik tegangan bolak-balik seri/paralel 3. Peserta didik dengan tegangan RL, RC dan dapat efektif 220 V. RLC menghitung Hitunglah : (1) 4. Menjelaskan impedansi, teori resonansi seri/paralel (2) arus efektif yang pada RL, RC dan mengalir pada RLC dan (3) bolak-balik tegangan efektif

22 antara ujung-ujung induktor! 5. Resistor 20Ω dihubungkan paralel dengan induktansi mh disuplai oleh sumber tegangan 60V, 1kHz. Hitunglah : (a) arus di masingmasing cabang, (b) arus sumber, (c) impedansi b. Pedoman Penskoran Nomor Opsi Langkah Jawaban Soal Soal 1. Nilai Sesaat : Nilai sesaat dalah nilai yang berubah ubah terhadap waktu di dalam suatu periode tertentu. Misalnya tegangan v(t), arus i(t), dan daya p(t). merupakan tegangan, arus dan daya sesaat Nilai efektif : Nilai efektif arus dan tegangan bolak-balik adalah kuat arus dan tegangan bolak-balik yang dianggap setara dengan arus atau tegangan searah yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama. Nilai efektif juga biasa disebut dengan Nilai rms (rms = root mean square) atau nilai akar rata-rata kuadrat Nilai maksimum : Nilai maksimum adakah nilai yang ditunjukkan oleh osiloskop. Nilai maksimum ada pada tegangan yang di sebut Vm (V maksimum) dan arus yang disebut Im (I maksimum). Jumlah Opsi Jawaban 4 2. Tegangan maksimum yang diizinkan adalah 1000 Volt. Jadi : Um = 1000 volt Uef = Um = x 1000 = 707 Volt 4

23 3. Resistor : Beban resistor tidak menyebabkan adanya geser fasa antara arus dan tegangan pada ac. Gelombang arus, bersamaan fasanya dengan tegangan,atau beda fasa antara arus dan tegangan adalah nol. Induktor : Pada elemen pasif induktor, apabila arus yang berubah-ubah mengalir melewati induktor maka pada induktor tersebut terbangkit ggl. Arus yang melewati induktor memiliki fasa 90 tertinggal dari tegangan yang diterapkan padanya.induktor dalam ac memiliki reaktansi kapasitif yang dinotasikan dengan simbol X L. Kapasitor : Pada elemen pasif kapasitor, arus yang melewati kapasitor memiliki fasa 90 mendahului tegangan yang diterapkan padanya. Kapasitor dalam ac memiliki reaktansi kapasitif yang dinotasikan dengan simbol X C ) impedansi Z = R 2 + (X L X C ) 2 Z = (90) 2 + (100 40) 2 Z = Z = 108,17Ω 4 2) arus efektif yang mengalir pada I ef = V ef Z = 220 V 108,17Ω = 2,03A 3) tegangan efektif antara ujung-ujung induktor V L ef = I efx L = (2,03A)(100Ω) = 203V 5. (a) Arus yang mengalir pada resistor I R = V R = = 3 A Arus yang mengalir pada induktansi I L = V X L = V 2πfL = 60 2π. (1000). ( ) = 4 A (b) Dari phasor diagram, arus sumber 4 I = I R 2 + I L 2 = = 5 A (c) Impedansi

24 Z = V I = 60 5 = 12 No c. Instrumen dan Rubrik Penilaian Nama Skor setiap nomor soal Siswa/Kelompok No. 1 No. 2 No. 3 No. 4 No. 5 Nilai Perolehan skor peserta didik untuk setiap nomor soal, sebagai berikut: 1) Menjelaskan pengetahuan mengenai nilai sesaat, nilai maksimum dan nilai efektif! a) Jika menjawab penjelasan dengan lengkap dan benar skor 100 b) Jika menjawab penjelasan dengan lengkap dan kurang benar skor 75 c) Jika menjawab penjelasan dengan tidak lengkap dengan benar skor 50 d) Jika menjawab penjelasan dengan tidak lengkap dan tidak benar skor 0 2) Menghitung harga efektif tegangan AC sinusoidal dari sebuah kabel diisolasi untuk menahan tegangan 1000 volt DC! a) Jika menjawab perhitungan dengan lengkap dan benar skor 100 b) Jika menjawab penjelasan dengan lengkap dan kurang benar skor 75 c) Jika menjawab penjelasan dengan tidak lengkap dengan benar skor 50 d) Jika menjawab penjelasan dengan tidak lengkap dan tidak benar skor 0 3) Menjelaskan respon elemen pasif resistor, induktor dan kapasitor pada bolak-balik! a) Jika menjawab 3 poin penjelasan masing-masing dengan lengkap dan benar skor 100 b) Jika menjawab 2 poin penjelasan masing-masing dengan lengkap dan benar skor 75 c) Jika menjawab 1 poin penjelasan dengan benar skor 50 d) Jika menjawab 3 poin tapi penjelasan masing-masing tidak benar skor 0 4) Menghitung impedansi, arus efektif yang mengalir pada dan tegangan efektif antara ujung-ujung induktor! a) Jika menjawab 3 poin penjelasan masing-masing dengan lengkap dan benar skor 100 b) Jika menjawab 2 poin penjelasan masing-masing dengan lengkap dan benar skor 75 c) Jika menjawab 1 poin penjelasan dengan benar skor 50

25 d) Jika menjawab 3 poin tapi penjelasan masing-masing tidak benar skor 0 5) Menghitung arus di masing-masing cabang, arus sumber, sudut phasa, dan impedansi a) Jika menjawab 3 poin penjelasan masing-masing dengan lengkap dan benar skor 100 b) Jika menjawab 2 poin penjelasan masing-masing dengan lengkap dan benar skor 75 c) Jika menjawab 1 poin penjelasan dengan benar skor 50 d) Jika menjawab 3 poin tapi penjelasan masing-masing tidak benar skor 0 Rumus Konversi Nilai: Nilai = Jumlah skor yang diperoleh 5 =... Pertemuan Kelima a. Kisi-kisi dan Soal Kompetensi Dasar Indikator Indikator Soal Jenis Soal Soal 1. Menganalisa 1. Menjelaskan 1. Peserta didik Tes 1. Jelaskan apa yang teori resonansi dapat tertulis dimaksud dengan arus bolak- pada menjelaskan bentuk faktor daya! balik resonansi Essay (Tuliskan rumus 2. Mendefinisi bolak-balik pada faktor dayanya) kan 2. Menjelaskan 2. Tiga buah kabel daya dan bolak-balik terhubung Y, 3- arus bolak- faktor daya 2. Peserta didik Fasa, 120/208V balik pada dapat Sumber dihubungkan menjelaskan dengan beban. bolak-balik daya dan Impedansi per fasa 3. Menghitung faktor daya adalah sistem tiga 3. Peserta dapat Hitunglah fasa dan fasa yang menghitung arus saluran melalui meliputi sistem tiga beban! hubungan fasa : 3. 3 kabel terhubung bintang dan hubungan bintang (Y), 3 fasa, hubungan bintang dan Sumber 120/208 V segitiga hubungan dihubungkan ke 4. Menjelaskan delta beban setimbang konsep fasor 4. Peserta didik terhubung-. dapat Impedansi per fasa

26 dan kompleks. bilangan menjelaskan konsep fasor dan bilangan kompleks adalah Tentukanlah : (1) tegangan fasa dan saluran pada beban, (2) fasa dan arus saluran melalui beban! 4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan fasor dan bilangan kompleks! b. Pedoman Penskoran Nomor Soal Opsi Langkah Jawaban Soal 1. Faktor daya adalah perbandingan antara daya nyata (watt) terhadap perkalian arus dan tegangan (voltampere) disebut faktor daya (pf). Faktor daya bisa dikatakan sebagai besaran yang menunjukkan seberapa efisien jaringan yang kita miliki dalam menyalurkan daya yang bisa kita manfaatkan. Faktor daya dibatasi dari 0 hingga 1, semakin tinggi faktor daya (mendekati 1) artinya semakin banyak daya tampak yang diberikan sumber bisa kita manfaatkan, sebaliknya semakin rendah faktor daya (mendekati 0) maka semakin sedikit daya yang bisa kita manfaatkan dari sejumlah daya tampak yang sama. Di sisi lain, faktor daya juga menunjukkan besar pemanfaatan dari peralatan listrik di jaringan terhadap investasi yang dibayarkan. Secara matematis faktor daya (pf) atau disebut Cos φ adalah sebagai berikut: pf = P(watt) UI(voltampere) atau cos φ = P UI = daya nyata daya semu 2. Fasa tegangan pada beban diberikan sebagai berikut : V V an bn Vcn Tegangan saluran saluran pada beban diberikan sbb : Jumlah Opsi Jawaban 4 3 V V V ab bc ca

27 Jadi, pada beban hubungan Y, fasa dan arus saluran adalah sama Van Ia Za Ia Sama halnya dengan fasa arus dari fasa b dan fasa c diberikan persamaan menjadi : 3. Untuk sebuah beban terhubung-. Tegangan antar dua I I b c A A saluran (atau fasa) adalah V. 1. Vab = VL = 208 V. 2. Arus fasa, I V Z ab ab 30 0 ab A 3 Arus saluran, I I I a a a 3 * I ab A 0 A 3 * A 4. Fasor adalah grafik untuk menyatakan magnituda (besar) dan arah (posisi sudut). Fasor utamanya digunakan untuk menyatakan gelombang sinus dalam bentuk magnituda dan sudut serta untuk analisis reaktif. Bilangan kompleks adalah kumpulan titik yang dibentuk oleh bilangan nyata dan bilangan khayal, dalam bilangan kompleks. Bilangan kompleks dalam teknik listrik digunakan untuk menggambarkan sifat arus listrik bolak-balik. Suatu bilangan kompleks dapat ditulis dalam bentuk : W = a + jb Keterangan : W = Bilangan Kompleks a dan b = Bilangan nyata (bilangan real) yaitu bilangan nyata atau bilangan real dalam matematika adalah suatu bilangan yang dapat ditulis dalam bentuk desimal. 4

28 j = Bilangan khayal (bilangan imaginar) yaitu bilangan khayal atau bilangan imajiner adalah bilangan yang memiliki sifat i 2 = -1. c. Instrumen dan Rubrik Penilaian Nama Skor setiap nomor soal No Siswa/Kelompok No. 1 No. 2 No. 3 No Nilai Perolehan skor peserta didik untuk setiap nomor soal, sebagai berikut: 1) Menjelaskan apa yang dimaksud dengan faktor daya! a) Jika menjawab penjelasan dengan lengkap dan benar skor 100 b) Jika menjawab penjelasan dengan lengkap dan kurang benar skor 75 c) Jika menjawab penjelasan dengan tidak lengkap dengan benar skor 50 d) Jika menjawab penjelasan dengan tidak lengkap dan tidak benar skor 0 2) Menghitunglah fasa dan arus saluran melalui beban! a) Jika menjawab 2 poin penjelasan masing-masing dengan lengkap dan benar skor 100 b) Jika menjawab 1 poin penjelasan masing-masing dengan lengkap dan benar skor 50 c) Jika menjawab 2 poin tapi penjelasan masing-masing tidak benar skor 0 3) Menghitung fasa dan arus saluran melalui beban, pada tiga buah kabel terhubung Y, 3-Fasa, 120/208V Sumber dihubungkan dengan beban. Impedansi per fasa = ! a) Jika menjawab 2 poin penjelasan masing-masing dengan lengkap dan benar skor 100 b) Jika menjawab 1 poin penjelasan masing-masing dengan lengkap dan benar skor 50 c) Jika menjawab 2 poin tapi penjelasan masing-masing tidak benar skor 0 4) Menjelaskan apa itu fasor dan bilangan kompleks! a) Jika menjawab penjelasan dengan lengkap dan benar skor 100 b) Jika menjawab penjelasan dengan lengkap dan kurang benar skor 75 c) Jika menjawab penjelasan dengan tidak lengkap dengan benar skor 50 d) Jika menjawab penjelasan dengan tidak lengkap dan tidak benar skor 0

29 Rumus Konversi Nilai: Nilai = Jumlah skor yang diperoleh 4 =... I. Alat/Media/Sumber Belajar 1. Alat Pembelajaran a. Spidol b. Lembar Penilaian c. Papan Tulis d. OHP Whiteboard e. LCD Projector f. Laptop 2. Media Pembelajaran a. Materi dalam bentukmicrosoft Powerpoint.dan flash. 3. Sumber Belajar a. Siswoyo, Teknik Listrik Industri Jilid 2. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. b. Nuraeni, Reni, Dasar dan Pegukuran Listrik 2. Jakarta Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. c. Gussow, Milton, Schaum s Easy Outlines : Dasar Dasar Teknik Listrik. Jakarta : Erlangga Jakarta, 29 Agustus 2016 Ka.SMK Negeri 34 Jakarta Guru Mata Pelajaran, Drs. H. Ansyori Bunyamin, M.Pd NIP Neny Rochyati NIP

30