96 Lampiran 4b
LKS 02
RANGKAIAN PARALEL
Petunjuk Belajar
Kompetensi Dasar konsep
1. Bacalah dengan cermat informasi
penerapannya
pendukung yang tersedia pada
Mendeskripsikan kelistrikan
dan
:
dalam kehidupan sehari-hari.
LKS dan buku-buku referensi untuk memperkaya pengetahuan
Tujuan Pembelajaran
anda tentang materi rangkaian
Melalui model Problem Based
listrik. 2. Lakukan percobaan yang ada
Learning, siswa dapat: 1. Menyebutkan
karakteristik
rangkaian paralel dengan benar. 2. Menjelaskan pengaruh susunan rangkaian
paralel
hambatan
listrik terhadap intensitas nyala lampu dengan tepat. 3. Menghitung besarnya kuat arus
pada
LKS,
kerjakan
sesuai
dengan langkah kerjanya. 3. Jawablah setiap pertanyaan yang disediakan pada LKS dengan baik dan benar. 4. Apabila menemukan kesulitan, catatlah
bagian-bagian
yang
dan tegangan yang mengalir
belum anda pahami, kemudian
pada tiap-tiap hambatan dalam
diskusikan dengan teman atau
rangkaian paralel dengan tepat.
tanyakan/ konsultasikan kepada guru untuk dibahas. 5. Kumpulkan percobaan.
laporan
hasil
97 Informasi Pendukung
A. Rangkaian paralel Rangkaian paralel adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara berderet (paralel), di mana semua input (masukan) komponen berasal dari sumber yang sama. Contoh dari rangkaian paralel ialah penggunaan lampu lalu lintas, dimana tiga buah lampu lau lintas ( merah, kuning dan hijau) tersebut terhubung secara paralel antara satu lampu dengan lampu lainnya. Susunan tiga buah lampu dengan hambatan R1, R2
R1
dan R3 dirangkai paralel/ berurutan dengan sumber R2
tegangan seperti pada gambar 1. Pada rangkaian lampu paralel, arus listrik dari sumber tegangan
R3
dapat melalui setiap lampu dengan jalur berbeda yang dapat dialiri arus. Hal ini menyebabkan susunan paralel menghabiskan lebih banyak biaya karena kabel penghubung yang diperlukan juga
Gambar 1. Rangkaian paralel lampu
lebih banyak. B. Hambatan pengganti dalam rangkaian paralel Sama seperti dengan rangkaian seri, rangkaian paralel juga dapat digunakan untuk mendapatkan nilai hambatan pengganti. Perhatikan gambar 2 berikut ini:
Rp
(a)
(b)
(c)
Gambar 2. (a) Lampu disusun paralel, (b) skema rangkaian, (c) hambatan pengganti (Rp).
Pada gambar 2, terdapat dua buah lampu (sebagai hambatan) dirangkai paralel. Kuat arus yang mengalir pada lampu 1 (I1) dan lampu 2 (I2) besarnya tergantung nilai hambatannya, sedangkan tegangan yang melewati kedua lampu tersebut besarnya sama.
98
Dengan menggunakan hukum I Kirchoff dan hukum Ohm, maka dapat kita tuliskan secara matematis sebagai berikut. Jika I1 V , I 2 V , dan I I1 I 2 ; maka: R1
R2
I I1 I 2
V V 1 1 V ...........................(1) R1 R2 R1 R2
Jika kita ganti kedua hambatan yang dirangkai paralel dengan sebuah hambatan pengganti (Rp), lihat gambar (c), maka I
V , Rp
sehingga persamaan (1) menjadi; V 1 1 V ...................................(2) Rp R1 R2 1 1 1 V V ...............................(3) R R R p 1 2
R R2 1 1 1 atau R p 1 ...........(4) R1 R2 Rp R1 R2 Jadi, bentuk umum hambatan pengganti yang dirangkai paralel adalah sebagai berikut; 1 1 1 1 1 .................(5) .... Rp R1 R2 R3 Rn
atau
Rp
Rp
Perkalian Penjumlahan
R1 R2 R3 .... Rn R1 R2 R1 R3 R2 R3 .... Rn 1 Rn ......(6)
dengan n = banyaknya hambatan Hambatan pengganti pada rangkaian paralel selalu lebih kecil karena merupakan jumlah kebalikan hambatan listrik tiap-tiap komponen.
99
Şajian asalah
A.
Adi
baru
selesai
memindahkan
barang-barangnya kekamar barunya, akan tetapi kamar tersebut belum dipasang instalasi listrik. Anda adalah adik adi yang baru saja mempelajari rangkaian listrik di kelas fisika anda,
dan
anda
tertarik
pada
rencana
pengkabelan rangkaian untuk kamar baru adi. Ada 2 terminal listrik di dalam kamarnya, yang tersambung dengan ruangan lain tetapi adi memiliki banyak barang elektronik yang harus dipasang yaitu 2 lampu, 1 komputer, printer, speaker, CPU, dan kipas angin. B.
Rumusan Masalah Rangkaian apakah yang sebaiknya digunakan untuk pengkabelan rangkaian listrik
di kamar adi? Apabila rangkaian untuk kamar adi selesai dibuat, jika salah satu barang elektronik milik adi (misalkan kipas angin) dimatikan (OFF), bagaimana nyala lampu saat dihidupkan (ON)? (a) ikut padam, (b) semakin terang, (c) semakin redup, (d) tetap menyala seperti semula. Bagaimana dengan peralatan elektronik lainnya? Mengapa demikian?
C.
Dugaan (Hipotesis) Berdasarkan rumusan masalah yang ada, buatlah jawaban sementara atau hipotesis
yang digunakan untuk menguji kebenarannya dalam melaksanakan percobaan! .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................
100
D.
Pengumpulan Data Dari rumusan masalah dan hipotesis yang telah dibuat, lakukanlah percobaan serta
kumpulkan informasi sebanyak-banyaknya yang relevan untuk menguji hipotesis.
a. Alat dan Bahan 1. Papan rangkaian
(1)
(2)
2. Power supply 3. Voltmeter 4. Amperemeter 5. Jembatan penghubung
(3)
(4)
(5)
6. Tiga buah lampu percis 12 V 7. Fitting lampu 8. Kabel penghubung (6) E
9V
+ -
(7) D
A
L2
L3
F
(8)
C
L1
B
Gambar 3. Skema rangkaian paralel hambatan listrik b. Langkah Kerja
Saatnya Beraksi
1. Menyediakan alat dan bahan yang diperlukan. 2. Menyusun/ merangkai 3 buah lampu pijar identik (12 V) secara berderet/ paralel dihubungkan dengan power supply (9V) menggunakan kabel penghubung (seperti pada Gambar 3). 3. Mengamati intensitas nyala lampu dari ketiga lampu tersebut. 4.
Mengukur kuat arus dengan menggunakan amperemeter dan tegangan dengan menggunakan voltmeter pada masing-masing lampu L1, L2 , dan L3.
5.
Mencatat hasil pengamatan dan pengukuran pada Tabel 1.
101
Pengolahan Data
E.
Kalian Tim H e b a t
Tabel 1. Data hasil pengamatan Lampu
Kuat Arus
Tegangan
Intensitas Nyala
(ampere)
(volt)
Lampu
L1 L2 L3
Keterangan: gunakanlah simbol singkatan berikut ini pada kolom Intensitas Nyala Lampu. SR: Sangat redup, P: Padam,
R: Redup, ST: Sangat Terang, T: Terang
Bandingkanlah intensitas nyala lampu L1, L2, dan L3 pada rangkaian paralel hambatan listrik. Berikan alasan anda! Jawab: ................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ...........................................................................................................................................
F.
Analisa Data
Berdasarkan hasil percobaan diatas, ujilah hipotesis yang kalian buat dengan menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut: 1.
Pada rangkaian yang terdiri dari baterai dan tiga buah lampu yang identik. Lampu L3 lebih dekat dengan kutub positif baterai daripada lampu L2 dan lampu L1 dekat dengan kutub negatif baterai. Lampu manakah yang sinarnya lebih terang? Mengapa? (lihat gambar rangkaian paralel lampu).
Jawab: ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ .......................................................................................................................................
102 2. Apakah besarnya tegangan yang melalui tiap lampu pada rangkaian paralel sama? Jika iya berikan alasan anda! (lihat rangkaian paralel lampu). Jawab: ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ....................................................................................................................................... 3. Perhatikan gambar berikut: 1,5 V
L2 5Ω
L1 10Ω
Jika hanya ada satu saklar yang boleh ditutup, saklar manakah yang harus ditutup agar lampu menyala paling terang? Mengapa demikian? Jawab: ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... .......................................................................................................................................
Bandingkanlah perubahan sebelum dan sesudah pelepasan satu buah lampu terhadap intensitas nyala lampu yang lain pada rangkaian paralel. Berikan alasan anda!
Pengaruh pelepasan satu buah lampu terhadap intensitas nyala lampu yang lain pada rangkaian paralel. Jawab: .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... ...................................................................................................................................
103
J.
Membuat Kesimpulan
Buatlah kesimpulan untuk percobaan yang sudah kelompok anda lakukan! ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ...........................................................................................................................................
Kalian tim yang hebat
Ayo presentasikan hasil pemecahan masalah kalian, dan lihat nilai yang kalian peroleh!!! TETAP SEMANGAT =====JADILAH YANG TERBAIK
“Orang-orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik masa lalu. Orang-orang yang masih terus belajar, akan menjadi pemilik masa depan” – Mario Teguh _Menuntut ilmu adalah ibadah, sehingga perlu keikhlasan dalam menjalankannya.
Soal- soal Latihan 1. Sebutkan karakteristik rangkaian paralel yang kalian ketahui! 2. Berikanlah salah satu contoh pengunaan rangkaian paralel dalam kehidupan sehari-hari! 3. Tiga buah lampu masing-masing memiliki hambatan R1= 20Ω, R2= 30Ω, dan R3= 60Ω disusun paralel dan ujung-ujungnya dihubungkan dengan baterai 60 volt seperti pada gambar dibawah ini. Tentukan hambatan pengganti (Rp) dan kuat arus yang mengalir pada rangkaian! 20Ω 20Ω
30Ω 60Ω
60 V
