MATERI FISIKA KELAS 12

 

1. Identitas

Nama Guru                            : Nurhayati, S.Pd.

Mata Pelajaran                    : Fisika

Kelas                                        : XII.F.A.1, 2,3

Judul Materi                         : Rangkaian Arus Bolak-Balik (AC)

2. Capaian Pembelajaran

Di akhir Fase F, peserta didik diharapkan memahami konsep-konsep rangkaian Arus Bolak-balik, serta mampu menerapkan prinsip Arus Bolak-balik  guna menjelaskan beragam fenomena dan penerapan teknologi dalam kehidupan sehari-hari.

Dalam pembelajaran ini, peserta didik diharapkan dapat menganalisis konsep Rangkaian Arus Bolak-balik dan mengaplikasikannya untuk menguraikan cara kerja  Arus Bolak-balik (AC)

3. Tujuan Pembelajaran

Setelah menyelesaikan proses pembelajaran, peserta didik diharapkan dapat:

1.    Menganalisis besaran tegangan dan arus pada rangkaian arus bolak-balik (AC)

2.    Menganalisis rangkaian resistor, induktor, dan kapasitor pada arus AC

3.    Menganalisis daya dan resonansi pada rangkaian RLC

Mindful Learning (Berkesadaran)

Peserta didik diajak untuk mencermati berbagai peralatan listrik di sekeliling mereka yang menggunakan arus bolak-balik (AC), misalnya lampu rumah, kipas angin, televisi, hingga peralatan elektronik lainnya. Dari situ, peserta didik menyadari bahwa arus dan tegangan yang mengalir pada peralatan tersebut sesungguhnya berubah-ubah arah secara periodik, bukan konstan seperti pada arus searah (DC).

Meaningful Learning (Bermakna)

Peserta didik mengaitkan konsep rangkaian AC dengan penggunaan komponen resistor, induktor, dan kapasitor pada berbagai perangkat elektronik. Mereka mengkaji bagaimana ketiga komponen tersebut memengaruhi besar arus, tegangan, dan daya listrik, serta memahami mengapa suatu rangkaian dapat mengalami kondisi resonansi.

Joyful Learning (Menggembirakan)

Guru mengajak peserta didik melakukan simulasi sederhana atau mengamati animasi gelombang sinusoidal tegangan dan arus AC. Peserta didik berdiskusi, menghitung besaran-besaran pada rangkaian R, L, C, dan mengerjakan soal kontekstual sehingga suasana belajar menjadi lebih hidup dan menyenangkan.

4. Alur Tujuan Pembelajaran (ATP)

No.	Tujuan Pembelajaran (TP)	Alur Tujuan Pembelajaran (ATP)	Materi Pokok	Indikator Ketercapaian
1	Peserta didik dapat menganalisis besaran tegangan dan arus pada rangkaian arus bolak-balik (AC)	Peserta didik mengamati grafik gelombang sinusoidal tegangan dan arus AC, kemudian menghitung nilai maksimum, nilai efektif (rms), dan nilai rata-rata dari besaran tersebut	Besaran Tegangan dan Arus AC	Peserta didik dapat menentukan nilai tegangan dan arus maksimum, efektif (rms), serta rata-rata pada rangkaian AC
2	Peserta didik dapat menganalisis rangkaian resistor, induktor, dan kapasitor pada arus AC	Peserta didik mengkaji perilaku resistor, induktor, dan kapasitor saat dialiri arus AC, lalu menentukan reaktansi induktif, reaktansi kapasitif, dan impedansi rangkaian	Rangkaian Resistor, Induktor, dan Kapasitor pada Arus AC	Peserta didik dapat menghitung reaktansi, impedansi, dan beda fase antara tegangan dan arus pada rangkaian R, L, C
3	Peserta didik dapat menganalisis daya dan resonansi pada rangkaian RLC	Peserta didik menyelidiki hubungan antara frekuensi sumber dengan reaktansi induktif dan kapasitif untuk menemukan kondisi resonansi, serta menghitung daya pada rangkaian RLC	Daya dan Resonansi pada Rangkaian RLC	Peserta didik dapat menentukan frekuensi resonansi serta menghitung daya nyata, daya reaktif, dan faktor daya pada rangkaian RLC

 

5. MATERI

A. Ayat Al-Qur'an yang Berkaitan dengan Materi

QS. Az-Zumar Ayat 5

خَلَقَ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضَ بِالْحَقِّ ۖ يُكَوِّرُ اللَّيْلَ عَلَى النَّهَارِ وَيُكَوِّرُ النَّهَارَ عَلَى اللَّيْلِ ۖ وَسَخَّرَ الشَّمْسَ وَالْقَمَرَ ۖ كُلٌّ يَجْرِي لِأَجَلٍ مُّسَمًّى ۗ أَلَا هُوَ الْعَزِيزُ الْغَفَّارُ

Artinya: “...Dia menutupkan malam atas siang dan menutupkan siang atas malam, dan Dia menundukkan matahari dan bulan, masing-masing beredar menurut waktu yang ditentukan...” (QS. Az-Zumar: 5)

Kaitan dengan materi:

Ayat ini menggambarkan bagaimana malam dan siang saling bergantian menutupi satu sama lain secara terus-menerus dan teratur, sebuah proses yang berulang mengikuti pola tertentu. Fenomena pergantian ini dapat dianalogikan dengan arus bolak-balik (AC), yaitu arus listrik yang arah dan besarnya berubah secara periodik mengikuti pola gelombang sinusoidal terhadap waktu. Sebagaimana pergantian siang dan malam terjadi dengan keteraturan yang telah ditetapkan Allah, arus AC pun mengalir bolak-balik dengan frekuensi yang tetap dan teratur. Ayat ini mengajak peserta didik untuk merenungkan keteraturan ciptaan Allah, yang polanya juga dapat ditemukan dan dipelajari dalam berbagai fenomena kelistrikan di sekitar kita.

6. Contoh Soal

Soal 1 — Nilai Efektif (RMS) 

Sebuah sumber tegangan AC memiliki tegangan maksimum sebesar 100√2 volt. Nilai tegangan efektif (RMS) sumber tersebut adalah ....

A. 50 V

B. 70,7 V

C. 100 V

D. 141,4 V

E. 200 V

Pembahasan:

 Hubungan antara tegangan maksimum dan tegangan RMS adalah:

 Vᵣₘₛ = V₀/√2

 Dengan V₀ = 100√2 V:

 Vᵣₘₛ = 100√2/√2 = 100 V

 Jadi, tegangan efektifnya adalah 100 V.

7. REFLEKSI