Arus, tegangan, dan hambatan
IPA9-R2-21
Membedakan tiga besaran dan menggunakan hukum Ohm pada model resistor.
Bekal awal: Rangkaian tertutup dan perbandingan.
Konteks bab
Gunakan lingkungan belajar, penggunaan alat, kebutuhan bersama, dan layanan masyarakat sebagai konteks bila relevan. Pengamatan nyata memerlukan izin; untuk materi kesehatan dan sejarah gunakan sumber serta model tanpa membuka data pribadi.
Bacaan dan kasus
ipa9-5 · Kartu 5: Lampu kecil yang menyala lama
Bacaan pendalaman
Kasus dan angka yang dibuat untuk latihan adalah simulasi/rekaan; fakta konsep dan sumber dibedakan dalam uraian.
Simulasi A memakai lampu 12 W selama 4 jam, sehingga energinya 48 Wh. Simulasi B memakai lampu 8 W selama 8 jam, sehingga energinya 64 Wh. Pernyataan “dayanya lebih kecil, pasti lebih hemat energi” belum lengkap tanpa waktu.
Keputusan penggunaan juga perlu mempertimbangkan jumlah cahaya dan kebutuhan kegiatan. Membandingkan dua lampu dengan fungsi berbeda hanya dari watt dapat menyesatkan. Santri dapat menyusun tabel rekaan dan memeriksa satuan tanpa membongkar perangkat atau mengukur instalasi.
Fokus pemeriksaan. Informasi apa yang diperlukan sebelum menyebut pilihan lebih hemat?
unit-5 · Persoalan pembuka: Rancangan rangkaian dan catatan energi
Kasus bab
Kasus dan angka latihan merupakan simulasi/rekaan kecuali secara eksplisit ditandai fakta bersumber. Tugas nyata memerlukan izin dan sarana yang sesuai.
Gunakan gambar atau kit baterai yang disiapkan pendamping. Bagian perhitungan dapat sepenuhnya memakai simulasi.
Sebelum mempelajari bab, tulis penjelasan awal dan informasi yang menurutmu masih kurang. Simpan jawaban itu. Setelah membaca konsep dan mencoba latihan, kembali ke persoalan ini untuk memperbaiki alasanmu. Perubahan jawaban harus dapat dijelaskan dengan bukti, bukan sekadar menyalin pembahasan.
Fokus pemeriksaan. Apa yang sudah didukung informasi, apa yang belum diketahui, dan keputusan apa yang dapat dipertanggungjawabkan?
Tiga besaran berbeda
Arus I menyatakan laju aliran muatan, satuannya ampere. Tegangan V menyatakan perbedaan energi potensial per satuan muatan, satuannya volt. Hambatan R menyatakan hubungan penahanan aliran dalam model komponen, satuannya ohm. Baterai menyediakan perbedaan potensial; rangkaian tertutup memungkinkan arus berkelanjutan.
Model Ohm
Untuk resistor ohmik pada kondisi tetap, V=IR. Jika R tetap, menaikkan V menaikkan I sebanding. Hubungan ini tidak berlaku sama sederhana pada semua komponen atau semua suhu. Lampu dan perangkat nyata dapat mengubah hambatan ketika kondisinya berubah.
Pengukuran yang sesuai
Amperemeter dipasang seri pada jalur yang diukur; voltmeter dipasang paralel pada dua titik komponen. Praktik hanya memakai kit baterai tegangan rendah yang ditetapkan pendamping. Jangan menggunakan stopkontak, membongkar perangkat, atau menghubungkan kedua kutub baterai langsung.
Telusuri contoh
Model resistor 100 Ω diberi tegangan 3 V.
- I=V/R=3/100=0,03 A.
- Nilai itu sama dengan 30 mA.
- Hasil berlaku pada resistor ideal dengan kondisi tetap.
Pada R tetap 200 Ω, V naik dari 2 menjadi 4 V.
- Arus awal 0,01 A.
- Arus akhir 0,02 A.
- Tegangan dua kali memberi arus dua kali dalam model.
Tegangan bukan arus; keduanya memiliki arti dan satuan berbeda.
Latihan mandiri
1 R=300 Ω dan V=6 V. Arus?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi yang diketahui, alasan yang diperlukan, dan batas kesimpulan. Periksa kembali contoh sebelum membuka pembahasan.
Pembahasan · buka setelah mencoba
0,02 A atau 20 mA.
2 I=0,01 A dan R=200 Ω. Tegangan?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi yang diketahui, alasan yang diperlukan, dan batas kesimpulan. Periksa kembali contoh sebelum membuka pembahasan.
Pembahasan · buka setelah mencoba
2 V.
3 Apa satuan hambatan?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi yang diketahui, alasan yang diperlukan, dan batas kesimpulan. Periksa kembali contoh sebelum membuka pembahasan.
Pembahasan · buka setelah mencoba
Ohm, simbol Ω.
4 Mengapa baterai tidak boleh dihubung singkat?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi yang diketahui, alasan yang diperlukan, dan batas kesimpulan. Periksa kembali contoh sebelum membuka pembahasan.
Pembahasan · buka setelah mencoba
Arus dapat sangat besar, memanaskan baterai/kawat dan menimbulkan bahaya.
Perluas pemahamanmu
Jelaskan keterbatasan model resistor tetap ketika suhu komponen berubah.
Coba dengan umpan balik
Latihan otomatis membantu pemeriksaan; tuliskan alasan dan langkah untuk membuktikan pemahaman.
1 Pada resistor tetap, tegangan dilipatduakan membuat arus…
Petunjuk awal
Tentukan informasi, konsep dan bukti yang dibutuhkan.
Pembahasan · buka setelah mencoba
B. Dua kali. Dari I=V/R, arus sebanding dengan tegangan jika R tetap.
Praktik dan refleksi
Gunakan diagram atau bengkel web untuk mengubah V dan R; prediksi arus sebelum melihat hasil.
Pendampingan pelajaran ini
Inkuiri terbimbing dan telaah bukti
Tujuan diperiksa melalui penjelasan, penerapan pada kasus, dan revisi; tidak cukup menandai halaman selesai.
Minta siswa menjelaskan bekal berikut dengan contoh sendiri: Rangkaian tertutup dan perbandingan.
Gunakan kembali contoh pertama, pecah penalaran menjadi langkah lebih kecil, lalu berikan kasus setara dengan angka atau konteks berbeda. Catat bantuan.
Jelaskan keterbatasan model resistor tetap ketika suhu komponen berubah.
Tunjukkan tujuan melalui jawaban beralasan pada latihan 1, 2, 3, 4, lalu revisi satu jawaban berdasarkan bukti. Praktik hanya dinilai bila benar-benar dilaksanakan.
Penanda pribadi di perangkat ini; bukan nilai atau bukti penguasaan.