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:
Posting Komentar