RPP Hukum Ohm dengan Laboratorium Virtual
Diperbarui 2026-10-02
RPP hukum Ohm ini memakai laboratorium virtual gratis agar setiap siswa bisa mengukur arus, tegangan, dan hambatan dalam satu jam pelajaran, tanpa sekotak alat ukur yang menunjuk nol karena kabelnya longgar. Siswa memprediksi, mengumpulkan data, membuat grafik arus terhadap tegangan, mencari hambatan dari gradiennya, lalu menguji apa yang terjadi saat hambatan berubah. Semuanya siap pakai: tujuan pembelajaran, persiapan, pertanyaan prediksi, kegiatan langkah demi langkah dengan tabel data dan nilai yang seharusnya didapat siswa, pertanyaan diskusi beserta jawabannya, pengayaan seri dan paralel, serta ide diferensiasi. Semua angka berasal dari model simulasi itu sendiri.
Pelajaran sekilas
- Jenjang: kelas 8–10 (usia 13–16), IPA fisika atau pengantar fisika.
- Waktu: satu jam pelajaran 50–60 menit, ditambah pengayaan opsional 20 menit.
- Pengetahuan prasyarat: arus sebagai aliran muatan, tegangan sebagai dorongan dari baterai, amperemeter dan voltmeter, membaca grafik.
- Format: berpasangan dengan laptop, tablet, atau ponsel, atau seluruh kelas dengan satu proyektor.
- Simulasi: Hukum Ohm – tegangan, arus, dan hambatan. Pengayaan: Kit perakitan rangkaian listrik searah.
Tujuan pembelajaran
Di akhir pelajaran, siswa dapat:
- Menyatakan bahwa untuk resistor tetap, arus berbanding lurus dengan tegangan.
- Menyatakan bahwa untuk tegangan tetap, arus berbanding terbalik dengan hambatan.
- Menggambar grafik arus–tegangan dan mencari hambatan dari gradiennya (gradien = 1/R).
- Memakai V = IR, disusun ulang sesuai kebutuhan, dan mengonversi antara ampere dan miliampere.
- (Pengayaan) Mengukur arus dan tegangan pada rangkaian seri dan paralel.
Apa yang dilakukan simulasi
Simulasi menampilkan satu loop sederhana: deretan sel 1,5 V, sebuah resistor, dan sebuah amperemeter. Dua penggeser mengatur tegangan, 0,1–9,0 V dengan kelipatan 0,1 V, dan hambatan, 10–1.000 Ω dengan kelipatan 1 Ω. Arus dihitung sebagai I = U/R dan ditampilkan dalam miliampere dengan satu angka desimal. Nilai bawaannya 4,5 V dan 500 Ω, yang memberi 9,0 mA.
Beberapa hal yang perlu diketahui sebelum kelas:
- Notasi. Simulasi menulis tegangan sebagai U, simbol yang dipakai di sebagian besar Eropa. Kebanyakan buku teks AS menulis V = IR. Beri tahu siswa bahwa keduanya besaran yang sama.
- Petunjuk visual. Huruf-huruf pada U = I · R membesar dan mengecil mengikuti nilainya, satu sel muncul untuk setiap 1,5 V (hingga enam sel), resistor mendapat lebih banyak "titik pengotor" saat R naik, dan muatan bergerak lebih cepat saat arus membesar.
- Catat data. Catat data menambahkan arus U, R, dan I ke sebuah tabel dan memplot titiknya pada grafik I (mA) terhadap U (V). Tabel memuat 10 baris; baris kesebelas mendorong keluar yang paling lama. Hapus tabel mengosongkannya.
- Skala grafik. Grafik bawaan berjalan dari 0 sampai 1.000 mA, sehingga arus beberapa miliampere berada di sumbu. Itulah sebabnya pelajaran ini memakai hambatan kecil 10 sampai 200 Ω.
Bahan dan persiapan sebelum kelas
Bahan: satu perangkat per pasangan (atau proyektor), tabel data di bawah di atas kertas, kertas grafik atau spreadsheet, dan kalkulator.
Persiapan (10 menit, sekali saja):
- Buka simulasi dan atur U = 1,5 V dan R = 20 Ω.
- Klik Bagikan dan buat tautan untuk setiap kelas, misalnya "IPA · Jam ke-4". Tautan menyematkan nilai awal ini, sehingga setiap siswa mulai dari tempat yang sama.
- Opsional: di tab Pertanyaan, tambahkan ketiga prediksi di bawah sebagai "Sebelumnya, sebagai prediksi", dengan Tanyakan lagi setelah simulasi dicentang. Simulasi tetap terkunci sampai setiap siswa mengunci jawabannya. Lihat panduan Predict–Observe–Explain untuk alasan mengapa ini berhasil.
- Bagikan tautan, atau buka dalam mode presentasi dan tampilkan kode QR.
Urutan pelajaran
1. Pembuka dan prediksi (8 menit)
Proyeksikan simulasi pada nilai bawaan dan seret penggeser tegangan perlahan naik dan turun. Tanyakan kepada siswa apa yang mereka perhatikan tentang muatan yang bergerak dan huruf I. Lalu minta mereka mengunci tiga prediksi, di kertas atau di tautan:
- P1. "Tegangan pada sebuah resistor menjadi dua kali lipat dari 3,0 V ke 6,0 V. Arusnya… menjadi setengah / tetap / menjadi dua kali lipat / menjadi empat kali lipat."
- P2. "Tegangan tetap 6,0 V dan resistor berubah dari 20 Ω menjadi 60 Ω. Arusnya… menjadi tiga kali lipat / tetap / turun menjadi sepertiga / turun 40 mA."
- P3. "Prediksikan arus, dalam mA, untuk 9,0 V pada 10 Ω."
Harapkan "turun 40 mA" dari siswa yang berpikir pengurangan, dan 0,9 untuk P3 dari siswa yang lupa mengonversi ke miliampere. Jawabannya adalah: menjadi dua kali lipat, turun menjadi sepertiga, dan 900 mA.
2. Arus dan tegangan: kumpulkan data (15 menit)
Pasangan menjaga R = 20 Ω dan mengatur U ke setiap nilai pada tabel, menekan Catat data setiap kali. Lalu mereka mengubah R menjadi 50 Ω dan mengulang. Itu mengisi tabel simulasi dengan tepat 10 baris. Siswa menyalin setiap bacaan ke tabel mereka sendiri, karena tabel bawaan membuang baris lama. Kolom terakhir untuk Anda; biarkan kosong pada salinan siswa.
| R (Ω) | U (V) | Sel yang tampil | I (mA) | I yang diharapkan (mA) |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 1,5 | 1 | 75,0 | |
| 20 | 3,0 | 2 | 150,0 | |
| 20 | 4,5 | 3 | 225,0 | |
| 20 | 6,0 | 4 | 300,0 | |
| 20 | 7,5 | 5 | 375,0 | |
| 50 | 1,5 | 1 | 30,0 | |
| 50 | 3,0 | 2 | 60,0 | |
| 50 | 4,5 | 3 | 90,0 | |
| 50 | 6,0 | 4 | 120,0 | |
| 50 | 7,5 | 5 | 150,0 |
Simulasi menghitung I = U/R secara tepat, sehingga bacaan seharusnya cocok sampai angka terakhir. Jika angka sebuah pasangan meleset, hampir selalu penggesernya berada satu langkah dari nilai target. Di komputer, klik sebuah penggeser dan pakai tombol panah untuk langkah tunggal.
Minta pasangan menulis dua pola. Jawaban yang baik: "Saat U menjadi dua kali lipat, I menjadi dua kali lipat" dan "Dengan 50 Ω arusnya selalu 2,5 kali lebih kecil daripada dengan 20 Ω."
3. Grafik arus terhadap tegangan (10 menit)
Siswa memplot I (mA) pada sumbu tegak terhadap U (V) pada sumbu mendatar, dengan kedua resistor pada satu grafik. Skala 0–400 mA berfungsi baik. Grafik bawaan simulasi menampilkan titik yang sama, terjepit di bagian bawah sumbu 0–1.000 mA.
Kedua kumpulan titik membentuk garis lurus melalui titik asal. Sekarang cari gradiennya:
- 20 Ω: gradien = 375,0 mA ÷ 7,5 V = 50 mA/V = 0,050 A/V. Lalu 1 ÷ 0,050 = 20 Ω.
- 50 Ω: gradien = 150,0 mA ÷ 7,5 V = 20 mA/V = 0,020 A/V. Lalu 1 ÷ 0,020 = 50 Ω.
Gagasan kuncinya: gradien grafik I–V adalah 1/R, sehingga garis yang lebih curam berarti hambatan yang lebih kecil. Siswa yang mengonversi gradien ke A/V sebelum membalikkannya mendapat hambatan yang tepat. Siswa yang lupa mengonversi mendapat 0,02 atau 0,05 Ω, kesalahan yang berguna untuk didiskusikan.
4. Arus dan hambatan (8 menit)
Pasangan menekan Hapus tabel, mengatur U = 6,0 V, dan mencatat arus untuk setiap hambatan. Nilai yang diharapkan:
| R (Ω) | 10 | 20 | 30 | 60 | 100 | 200 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I (mA) | 600,0 | 300,0 | 200,0 | 100,0 | 60,0 | 30,0 |
| I × R (V) | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 |
Minta siswa menambahkan baris terakhir sendiri (mengonversi mA ke A lebih dulu). Hasil kalinya selalu 6,0 V: arus dan hambatan berbanding terbalik. Periksa P2: dari 20 Ω ke 60 Ω, arus turun dari 300 mA menjadi 100 mA, sepertiganya, bukan berkurang 40 mA.
5. Pengecekan penutup (5 menit)
Tiga pertanyaan cepat, di kertas atau sebagai pertanyaan angka pada tautan:
- "Sebuah rangkaian memiliki 7,2 V pada 40 Ω. Berapa arusnya?" Jawaban: 180 mA (terima ± 1).
- "Seorang siswa mengukur 4,8 V dan 160 mA. Berapa hambatannya?" Jawaban: 30 Ω. Siswa bisa memeriksanya: 4,8 V dan 30 Ω memberi 160,0 mA.
- "Hambatan berapa yang memberi 250 mA pada 5,0 V?" Jawaban: 20 Ω.
Panduan penilaian formatif menunjukkan cara menyiapkannya agar diperiksa otomatis dan dibandingkan antarkelas.
Pertanyaan diskusi dan jawabannya
Pakai ini bersama seluruh kelas setelah langkah 4.
- Mengapa grafik I–V melalui titik asal? Tanpa tegangan tidak ada dorongan, sehingga tidak ada arus. Dengan hambatan tetap, arus sebanding dengan tegangan, dan grafik yang sebanding adalah garis lurus melalui titik asal.
- Apa yang dikatakan garis yang lebih curam? Hambatan yang lebih kecil. Gradiennya adalah 1/R: garis 20 Ω naik 50 mA per volt dan garis 50 Ω hanya 20 mA per volt.
- Atur 3,0 V dengan 20 Ω, lalu 6,0 V dengan 40 Ω. Apa yang Anda perhatikan? Keduanya memberi 150 mA. Menggandakan U dan R sekaligus membuat arus tidak berubah, karena I = U/R.
- Apakah arus dihabiskan oleh resistor? Tidak. Arus sama di sepanjang satu loop. Resistor mengurangi arus di seluruh loop, bukan hanya sesudahnya. Pengayaan memungkinkan siswa menguji ini dengan dua amperemeter.
- Berapa arus terbesar yang bisa dimiliki rangkaian ini? 9,0 V pada 10 Ω memberi 900 mA. Resistor 10 Ω sungguhan akan menjadi panas: ia melepaskan daya P = UI = 9,0 × 0,9 = 8,1 W.
Lalu kembali ke prediksi. Jika Anda memakai tautan, buka Lihat jawaban dan tampilkan kolom Prediksi dan Sesudah berdampingan. Siswa suka melihat berapa banyak pikiran yang berubah, terutama pada P2.
Pengayaan: seri dan paralel dengan kit rangkaian searah
Untuk pelajaran kedua atau siswa yang selesai lebih cepat, pindah ke kit perakitan rangkaian. Pada layar Pengenalan, setiap baterai 9 V dan setiap resistor serta lampu 10 Ω, sehingga angkanya terhubung langsung dengan simulasi hukum Ohm: 9,0 V pada 10 Ω di sana memberi 900 mA.
Siswa merakit setiap rangkaian dari kotak di sebelah kiri, lalu mengetuk sebuah komponen untuk melihat tegangan dan arusnya, atau menyeret voltmeter dan amperemeter dari baki. Untuk menghemat waktu merakit, sematkan rangkaian awal "Dua lampu seri" atau "Dua lampu paralel" pada sebuah tautan.
| Rangkaian (baterai 9 V, masing-masing 10 Ω) | Arus melalui baterai | Arus pada setiap komponen | Tegangan pada setiap komponen |
|---|---|---|---|
| Satu resistor | 900 mA | 900 mA | 9,00 V |
| Dua secara seri | 450 mA | 450 mA | 4,50 V |
| Dua secara paralel | 1,80 A | 900 mA | 9,00 V |
Pertanyaan untuk diajukan:
- "Dua resistor 10 Ω secara seri berperilaku seperti satu resistor bernilai berapa?" 20 Ω: 9 V ÷ 0,45 A. Periksa di simulasi hukum Ohm: 9,0 V dan 20 Ω memberi 450,0 mA.
- "Dua secara paralel berperilaku seperti apa?" 5 Ω: 9 V ÷ 1,8 A. Itu di bawah batas minimum 10 Ω pada simulasi hukum Ohm, pengingat yang baik bahwa menambah cabang paralel menurunkan hambatan total.
- "Letakkan amperemeter pada kabel sebelum resistor pertama dan sesudah yang kedua. Apa yang Anda lihat?" 450 mA yang sama, yang menjawab pertanyaan diskusi 4.
Pada layar Laboratorium, siswa bisa mengatur nilainya sendiri. Resistor 10 Ω dan 20 Ω secara seri pada 9 V memberi 300 mA, dengan 3,00 V dan 6,00 V di kedua ujungnya: resistor yang lebih besar mengambil bagian tegangan yang lebih besar. Kedua resistor yang sama secara paralel menarik 900 mA dan 450 mA, total 1,35 A.
Diferensiasi
Dukungan:
- Berikan tabel data dengan U dan R yang sudah terisi, sehingga siswa hanya membaca dan mencatat arus.
- Gunakan hanya deret 20 Ω pada langkah 2.
- Berikan awal kalimat: "Saat tegangan menjadi dua kali lipat, arusnya…"
- Pasangkan siswa agar satu mengoperasikan penggeser dan satu mencatat, lalu bertukar untuk langkah 4.
Tantangan:
- Cari R dari gradien sebelum membacanya dari penggeser, lalu jelaskan mengapa konversi mA ke A penting.
- Prediksikan seluruh tabel langkah 4 dari I = U/R sebelum mengukur.
- Pada layar Laboratorium kit, centang Lampu nyata (hambatan naik saat lampu panas), ukur arus sebuah lampu pada dua tegangan, dan jelaskan mengapa grafik I–V-nya bukan garis lurus.
- Jelajahi hambatan dalam dengan hukum Ohm untuk rangkaian tertutup.
Pembelajar bahasa Inggris: simulasi tersedia dalam enam bahasa. Buat tautan kedua dalam bahasa siswa agar label terasa akrab sementara diskusi kelas tetap dalam bahasa Inggris.
Keselarasan dengan standar
Pelajaran ini sesuai dengan unit listrik SMP dan SMA pada umumnya tentang arus, tegangan, dan hambatan, seperti topik listrik pada GCSE Physics (kurikulum Inggris) atau kursus fisika SMA tingkat pengantar. NGSS (standar sains AS) tidak memiliki ekspektasi kinerja khusus untuk hukum Ohm, jadi kami tidak mengklaimnya. Pelajaran ini melatih tiga praktik sains dan rekayasa NGSS: Merencanakan dan Melaksanakan Penyelidikan, Menganalisis dan Menafsirkan Data, serta Menggunakan Matematika dan Berpikir Komputasional.
Untuk menjalankannya sebagai laporan praktikum lengkap, lihat cara membuat kegiatan laboratorium virtual. Untuk ide rangkaian lainnya, lihat ide pelajaran fisika interaktif.
Pertanyaan umum
Mengapa simulasi memakai U, bukan V, untuk tegangan?
U adalah simbol standar untuk tegangan di sebagian besar Eropa. Hukumnya sama: U = IR dan V = IR menggambarkan hubungan yang sama. Beri tahu siswa sebelum mereka mulai.
Mengapa arus ditampilkan dalam miliampere?
Dengan hambatan hingga 1.000 Ω, sebagian besar arus jauh di bawah satu ampere. Miliampere menjaga angka tetap mudah dibaca. Ingatkan siswa bahwa 1 A = 1.000 mA sebelum mereka menghitung hambatan.
Bisakah siswa mengerjakan pelajaran ini di ponsel?
Bisa. Siswa membuka tautan tanpa akun, dan penggesernya berfungsi di layar sentuh. Tablet atau laptop memudahkan mencapai nilai yang tepat dan membaca tabel.
Apakah simulasi menampilkan komponen nonohmik?
Tidak. Resistornya selalu mematuhi hukum Ohm. Untuk komponen yang hambatannya berubah, pakai opsi lampu nyata pada layar Laboratorium kit rangkaian.