Kamis, 07 Maret 2013

Kajian Fisika Sekolah Induksi Elektromagnetik


TUGAS
KAJIAN FISIKA SEKOLAH

“INDUKSI ELEKTROMAGNETIK”

DISUSUN OLEH :
ATIKA  W.F.  ANDARIA
JULIE  M.  ONSU
SHINTA  V.  SAJOW

UNIVERSITAS NEGERI MANADO
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
JURUSAN FISIKA
KELAS B / SEMESTER IV
2013





KAJIAN BUKU FISIKA SMA DENGAN POKOK BAHASAN
“INDUKSI ELEKTROAGNETIK”

v Buku 1  :
           Judul Buku     : Fisika untuk SMA Kelas XII
           Pengarang  : Ir. Marthen Kanginan M.Sc
           Penerbit     : Erlangga
           Kurikulum : KTSP 2006

v Buku 2                 :
           Judul Buku     : Fisika Untuk Kelas XII
           Pengarang  : Kamajaya
           Penerbit     : Grafindo
           Kurikulum : KTSP 2006

v Buku 3                 :   
           Judul Buku     : Fisika 3 Untuk Kelas XII
           Pengarang  : Purwoko, Fendi
           Penerbit     : Yudhistira
           Kurikulum : KTSP 2006

Standar Kompetensi :
Menerapkan Konsep Kelistrikan dan Kemagnetan Dalam Berbagai Penyelesaian Masalah dan Produk Teknologi

Kompetensi Dasar    :
·        Memformulasikan Konsep Induksi Elektromagnetik
·        Memformulasikan Konsep GGL Induksi

Alokasi Waktu    :   Menit



Uraian Materi    :
Materi
Pengarang 1
(Marthen Kanginan)
Pengarang 2
(Kamajaya)
Pengarang 3
(Purwoko & Fendi)
Fluks Magnetik
Fluks magnetik didefinisikan sebagai hasil kali antara komponen induksi magnetik tegak lurus bidang B dengan luas bidang A.
A = (B cos ) A
A cos
dengan  adalah sudut apit terkecil antara arah induksi magnetik B dengan arah normal bidang . Arah normal bidang adalah arah tegak terhadap bidang.
Seberkas garis gaya yang dilingkupi oleh luas daerah tertentu disebut fluks garis medan. Garis-garis medan itu dinyatakan dengan angka-angka. Induksi magnetik B dinyatakan sebagai kerapatan garis medan. Kerapatan garis medan didefinisikan sebagai banyaknya garis medan yang menembus suatu bidang secara tegak lurus persatuan luas. Nilai B pada sebuah titik tertentu dapat dinyatakan sebagai berikut :
Oleh karena B bersatuan Wb/m2 dan luas A bersatuan m2, satuan fluks adalah weber.
Persamaan diatas berlaku untuk medan magnet B yang tegak lurus pada bidang. Jika kerapatan garis gaya medan magnetnya membentuk sudut  terhadap garis normal bidang, persamaan fluks magnetiknya akan menjadi
 cos
Dengan  adalah sudut yang dibentuk oleh induksi magnetik B terhadap garis normal bidang.

Fluks magnetik dapat didefinisikan sebagai banyaknya garis medan magnet yang menembus suatu luasan dalam arah tegak lurus. Jika arah vektor medan magnetik (B) dan arah normal luasan (n) membentuk sudut sebesar , fluks magnetik (m) pada luasan itu dapat dinyatakan dengan
m = BA cos
Gaya Gerak Listrik Induksi karena perubahan fluks magnetik
Gaya gerak listrik induksi () disebabkan oleh perubahan fluks magnetik ().
   …………(1)
Kalikan kedua ruas persamaan di atas dengan , sehingga kita peroleh:
 ……(2)
Persamaan diatas kita ubah sehingga perubahan fluks magnetik terdapat dalam persamaan itu.
Substitusikan nilai  ini ke dalam persamaan (2) sehingga kita peroleh
Jika banyak lilitan kumparan = N, maka ggl induksi pada ujung-ujung kumparan diberikan oleh
Dengan berturut-turut adalah fluks magnetik pada keadaan awal dan akhir. Jika perubahan fluks magnetik terjadi dalam selang waktu singkat (, ggl induksi pada ujung-ujung kumparan diberikan oleh
Persamaan diatas diturunkan pertama kali oeh Michael Faraday, sehingga persamaan-persamaan ini dikenal sebagai persamaan Faraday atau hukum Faraday, yang berbunyi sebagai berikut:
“Ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung suatu penghantar atau kumparan adalah sebanding dengan laju perubahan fluks magnetic yang dilingkupi oleh loop penghantar atau kumparan tersebut.”
Tanda negative pada persamaan Faraday berasal dari hukum lenz, yang merupakan konsekuensi dari hukum kekekalan energy.

Hukum Faraday menyatakan bahwa besarnya gaya gerak listrik induksi bergantung pada kecepatan perubahan fluks magnetik. Hal ini berarti bahwa:
1)      apabila jumlah fluks magnetik yang memasuki kumparan berubah, pada ujung-ujung kumparan akan timbul GGL induksi;
2)      besarnya GGL induksi bergantung pada laju perubahan fluks dan banyaknya lilitan pada kumparan.
  
Untuk lilitan persamaannya menjadi
Tanda (-) menyatakan arah arus induksi seperti yang dijelaskan oleh Hukum Lenz.
Hukum Faraday, nilai GGL induksi sebanding dengan laju perubahan fluks magnet tiap satuan waktu. Fluks magnetic dipengaruhi oleh luasan, kuat medan magnetic, dan sudut antara medan magnet dan vektor normal permukaan. Jadi, GGL induksi bisa timbul akibat perubahan luas bidang, perubahan kuat medan magnetik, atau perubahan sudut antara medan magnet dan vektor normal permukaan.
Dengan demikian, penerapan Hukum Faraday untuk menentukan GGL induksinya adalah berbentuk:
.
Oleh karena dx/dt adalah v, maka formulasi GGL induksinya dapat juga ditulis dengan
  
Formulasi GGL induksi jika yang berubah terhadap waktu adalah sudutnya berdasarkan hukum Faraday berbentuk:
Induktansi Diri
Perubahan kuat arus () yang melalui suatu kumparan berarti perubahan fluks magnetik () dalam kumparan. Baik laju perubahan kuat arus (di/dt) maupun laju perubahan fluks magnetik (dФ/dt), keduanya menimbulkan ggl induksi diri  antara ujung-ujung kumparan.
Jika kedua persamaan tersebut kita samakan, kita peroleh

Dengan
L = induktansi diri (henry=H),
N = banyak lilitan,
 = fluks magnetik (Wb)
i = kuat arus yang melalui kumparan (A)
Besarnya GGL induksi ini berbanding lurus dengan kecepatan perubahan kuat arusnya pada kumparan. Jika perubahan arusnya konstan, persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut.
Atau
Dengan:
ε = GGL induksi diri (volt)
L = induktansi diri kumparan (henry)
= kecepatan perubahan kuat arus (As-1)
Tanda (-) merupakan penyesuaian dari Hukum Lenz.
Oleh karena kecepatan perubahan kuat arus  ditentukan oleh kecepatan perubahan fluks magnetik , besar induktansi dari suatu kumparan dapat ditentukan dengan persamaan
GGL induksi yang ditimbulkan oleh perubahan fluks magnetik sama dengan GGL induksi yang ditimbulkan oleh perubahan arus sehingga akan didapatkan persamaan

Induksi diri merupakan sifat yang dimiliki oleh koil (kumparan) yang memungkinkan timbulnya GGL induksi akibat perubahan arus listrik pada koil itu. Jadi, pada sebuah kumparan yang dialiri arus bolak-balik akan timbul GGL induksi dengan sendirinya. Besar arus bolak-balik selalu berubah terhadap waktu.
Besar GGL induksi ( sebanding dengan besar perubahan arus I terhadap waktu t, sesuai persamaan
Dengan L adalah konstanta yang disebut induktansi diri atau koefisien induksi diri dari kumparan.
Satuan induktansi diri adalah henry (H) yang nilainya didefinisikan sebagai berikut.
“induktansi diri kumparan bernilai 1 henry jika laju perubahan arus listrik sebesar 1 ampere/sekon yang melalui kumparan itu menghasilkan GGL induksi diri sebesar 1 volt.”



Buku yang dikaji :
Subjek yang dikaji
Pengarang 1
(Marthen Kanginan)
Pengarang 2
(Kamajaya)
Pengarang 3
(Purwoko & Fendi)
Peta Konsep dan Tujuan Pembelajaran
Buku ini menyajikan peta konsep dari materi dan juga menyajikan tujuan pembelajaran yang hendak dicapai
Buku ini menyajikan peta konsep, tetapi pada akhir pembahasan materi. Dan menyajikan tujuan pembelajaran yang hendak dicapai
Buku ini menyajikan peta konsep dari materi, juga menyajikan tujuan pembelajaran yang hendak dicapai
Definisi dan Konsep Dasar
Buku ini menyajikan definisi materi dan menyajikan konsep dasar dari materi Fluks Magnetik, GGL Induksi karena perubahan fluks magnetic, dan Induktansi diri yang komplit.
Buku ini menyajikan definisi materi yang singkat, padat, dan jelas. Dan menyajikan konsep dasar dari materi yang mudah dipahami oleh siswa.
Buku ini menyajikan definisi materi seperti pada materi Fluks Magnetik, GGL Induksi karena perubahan fluks magnetic, dan Induktansi diri.
Namun kurang menyajikan Konsep dasar dari materi-materi tersebut.

Penurunan Persamaan (Aspek Matematis)
Buku ini  sangat menjelaskan proses penurunan persamaan-persamaan yang digunakan dalam materi GGL Induksi. Proses penurunan rumus dijelaskan lebih banyak berdasarkan konteks.
Buku ini cukup menjelaskan proses penurunan persamaan-persamaan yang digunakan dalam materi fluks magnetik dan induktansi diri, namun kurang menjelaskan dalam materi ggl induktansi.
Buku ini kurang menjelaskan dalam proses penurunan persamaan-persamaan dalam materi-materi  yang digunakan.
Contoh Soal dan Soal Latihan
Buku ini kurang mencakup contoh-contoh soal seperti dalam buku lainnya namun penjelasan dalam pembahasan materi cukup jelas untuk dapat menyelesaikan soal-soal  latihan.
Buku ini menyajikan contoh soal untuk materi-materi pembahasan. Penyelesaian soal-soal latihan disertai dengan penjelasan-penjelasan yang sangat membantu pemahaman siswa. Hal ini tentunya membantu siswa dalam menyelesaikan masalah dalam soal-soal latihan yang diberikan.
Buku ini cukup banyak memberikan contoh-contoh soal sebagai latihan bagi siswa  dalam mengerjakan soal-soal pada setiap pembahasan materi.
Pembahasan aplikasi materi
Buku ini menyajikan contoh-contoh kasus yang kontekstual dalam memberikan penjelasan aplikasi materi. Dan penjelasan konsep materi yang jelas. Dan juga buku ini membahas aplikasi konsep Induksi Elektomagnet Faraday pada persoalan fisika sehari-hari secara rinci, seperti: Generator Listrik, Kepala (heat) Kaset, Induktor, dan Tranformator.
Buku ini memberikan penjelasan yang jelas namun kurang memberikan contoh-contoh kasus yang kontekstual.
Buku ini mengangkat kasus-kasus yang umum ditemui dalam kehidupan sehari-hari, namun kurang memberikan dalam penjelasan konsep materi. Tetapi buku ini menyajikan pembahasan aplikasi materi tentang konsep induksi electromagnet yang diterapkan pada beberapa peralatan dan teknologi, seperti: transformator, electromagnet (magnet listrik), dan turbin pembangkit listrik (generator).
Kegiatan Praktikum
Dalam buku ini menyajikan tentang kegiatan-kegiatan yang dipelajari misalnya:
1)     Kegiatan mengamati, contohnya: Mengamati ercobaan Membangkitkan GGL Induksi
2)     Kegiatan berpikir, contohnya: Berpikir untuk menyusun peralatan dalam percobaan Faraday.
Buku ini menyajikan kegiatan-kegiatan praktikum yang memudahkan siswa untuk memahami materi yang dipelajari.
Karena pada buku ini menyajikan praktikum yang dilengkapi dengan tujuan kegiatan praktikum dan dilengkapi dengan alat dan bahan yang akan digunakan.
Buku ini menyajikan aktivitas praktikum tentang induksi magnet dan dilengkapi dengan study kasus.
Rangkuman materi
Buku ini tidak menyajikan Rangkuman Materi
Buku ini menyajikan rangkuman sebagai kesimpulan singkat dari pembahasan materi.
Buku ini menyajikan rangkuman sebagai kesimpulan singkat dari pembahasan materi.


Keunggulan dan Kelemahan Buku yang Dikaji :

Keunggulan
Kelemahan
Pengarang 1
(Marthen Kanginan)
·         Materi yang disampaikan sesuai dengan tujuan pembalajaran yang hendak dicapai;
·         Penyajian penurunan persamaan-persamaan yang jelas;
·         Penjelasan materi yang banyak mengangkat kasus-kasus kontekstual.
·         Kurang menyajikan contoh-contoh soal dalam pembahasan materi;
·         Tidak menyajikan rangkuman materi.






Pengarang 2
(Kamajaya)
*      Pembahasan materi menggunakan bahasa yang mudah dimengerti;
*      Banyak penyajian contoh-contoh soal dalam setiap pembahasan materi;
*      Menyajikan rangkuman pembahasan materi.
*      Tidak semua pembahsan materi menjelaskan penurunan persamaan yang jelas;
*      Kurang menyajikan kasus-kasus kontekstual dalam pembahasan materi
Pengarang 3
(Purwoko & Fendi)
§  Banyak menyajikan contoh-contoh soal dalam setiap pembahasan materi sehingga memudahkan siswa dalam menyelesaikan latihan soal.
§  Menyajikan contoh-contoh kasus dalam kehidupan sehari-hari.
§  Menyajikan rangkuman pembahasan materi.
§  Kurang lengkap dalam penyajian penurunan persamaan;
§  Pembahasan materi yang kurang jelas;


Kesimpulan :
Berdasarkan hasil kajian buku fisika untuk SMA tentang Induktansi Elektromagnetik, maka dapat disimpulkan bahwa buku yang dikarang oleh Pengarang 1 (Marthen Kanginan) memiliki banyak kelebihan karena materi dibahas lebih terperinci, dibandingkan dengan pengarang 2 (Kamajaya) dan Pengarang 3 (Purwoko & Fendi) penjelasan materi ada yang seharusnya dibahas tapi tidak dibahas dalam buku, seperti GGL Induksi karena perubahan fluks magnetik.

Rekomendasi :
Setelah mengkaji buku Fisika untuk SMA kelas XII mengenai Induksi Elektromagnetik, maka direkomendasikan untuk menggunakan buku yang dikarang oleh Marthen Kanginan dengan judul buku Fisika untuk kelas XII dalam proses belajar mengajar karena materinya lebih jelas dan lengkap. Sementara buku yang dikarang oleh Kamajaya dan Purwoko Fendi dapat digunakan sebagai pelengkap.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar