RPP Rangkaian Seri dan Paralel dengan Lab Virtual
Diperbarui 2026-10-02
RPP rangkaian seri dan paralel ini memakai lab virtual gratis agar setiap pasangan bisa merakit, memutus, dan mengukur rangkaian dalam satu jam pelajaran, dengan alat ukur yang tidak pernah kehabisan daya. Siswa mencari tahu mengapa arus sama di mana-mana dalam loop seri, mengapa setiap cabang paralel mendapat tegangan penuh baterai, dan mengapa menambah cabang membuat baterai bekerja lebih keras. Anda mendapat tujuan, persiapan, prediksi, pembacaan yang seharusnya didapat siswa, set lima pertanyaan untuk tautan kelas, perluasan, dan diferensiasi. Setiap angka berasal dari penyelesai rangkaian milik simulasi itu sendiri.
Jika kelas Anda masih memerlukan V = IR itu sendiri, ajarkan dulu RPP hukum Ohm. Pelajaran ini dibangun di atasnya.
Pelajaran sekilas
- Jenjang: kelas 8–10 (usia 13–16), IPA fisika atau fisika pengantar.
- Waktu: satu jam pelajaran 55–60 menit, ditambah perluasan opsional 20 menit.
- Pengetahuan prasyarat: arus, tegangan, dan hambatan, V = IR, miliampere.
- Format: berpasangan di laptop atau tablet, atau seluruh kelas dengan satu proyektor.
- Simulasi: kit perakitan rangkaian listrik searah. Perluasan: hukum Ohm – dua resistor seri.
Tujuan pembelajaran
Pada akhir pelajaran, siswa dapat:
- Menyatakan bahwa arus sama di setiap titik rangkaian seri.
- Menyatakan bahwa tegangan pada komponen seri berjumlah sama dengan tegangan baterai.
- Menyatakan bahwa setiap cabang paralel mendapat tegangan penuh baterai, dan arus cabang berjumlah sama dengan arus baterai.
- Menghitung hambatan total dua resistor secara seri (R₁ + R₂) dan paralel (1/R = 1/R₁ + 1/R₂).
- Menjelaskan mengapa lampu paralel menyala lebih terang daripada lampu yang sama secara seri.
Yang dilakukan simulasi
Kit ini adalah papan rangkaian bebas dengan dua layar.
- Pengenalan: seret kabel, baterai, resistor, lampu, dan sakelar dari kotak ke papan. Setiap baterai 9 V dan setiap lampu serta resistor 10 Ω. Ketuk komponen untuk melihat tegangan U, arus I, dan daya P. Voltmeter dan amperemeter ada di baki di bawah kotak.
- Laboratorium: ketuk komponen dan atur nilainya dengan penggeser: baterai 0–120 V, lampu dan resistor 0–120 Ω, dengan langkah 0,5. Lanjutan mengatur hambatan dalam baterai.
Pengaturan Rangkaian awal memuat rangkaian siap pakai di kedua layar: "Baterai, sakelar, dan lampu", "Dua lampu seri", "Dua lampu paralel", atau "Resistor seri dengan dua lampu paralel". Ini menghemat waktu merakit.
Beberapa detail yang perlu diketahui sebelum kelas:
- Pembacaan memakai tiga angka penting. Arus di bawah 1 A tampil dalam miliampere, misalnya 450 mA, dan yang lebih besar dalam ampere, misalnya 1,80 A.
- Kecerahan mengikuti daya. Lampu menyala lebih terang saat P = I²R membesar.
- Voltmeter punya tanda. Voltmeter menunjukkan potensial probe merah dikurangi potensial probe hitam. Jika pembacaan negatif, tukar probe.
Bahan dan persiapan sebelum kelas
Bahan: satu perangkat per pasangan (atau proyektor), tabel data di bawah pada kertas, dan kalkulator.
Persiapan (10 menit, sekali):
- Buka simulasi dan atur Rangkaian awal ke "Dua lampu seri" di panel nilai awal di bawahnya.
- Klik Bagikan dan buat tautan untuk setiap kelas, misalnya "IPA · Jam ke-2". Tautan menyematkan rangkaian awal ini.
- Opsional: di tab Pertanyaan, masukkan set pertanyaan di bawah dan sambungkan ke tautan. Kedua prediksi mengunci simulasi sampai setiap siswa menetapkan jawabannya. Lihat panduan Predict–Observe–Explain untuk alasan cara ini berhasil.
- Kirim tautannya, atau buka dalam mode presentasi dan tampilkan kode QR.
Siswa mengubah rangkaian awal sendiri nanti, di panel yang sama. Mengubahnya membangun ulang kedua layar dan kembali ke tab Pengenalan.
Urutan pelajaran
1. Pembuka dan prediksi (8 menit)
Proyeksikan simulasi dengan Rangkaian awal diatur ke "Baterai, sakelar, dan lampu". Ketuk lampu: tampil U = 9,00 V dan I = 900 mA. Ketuk sakelar untuk membuka dan menutupnya sementara kelas melihat elektron berhenti dan mulai.
Lalu minta dua prediksi, di kertas atau di tautan:
- P1. "Dua lampu identik dipasang pada baterai yang sama, pertama secara seri, lalu paralel. Kapan keduanya menyala lebih terang?"
- P2. "Dua lampu terpasang paralel. Anda menambahkan lampu ketiga sebagai cabang lain. Apakah arus melalui baterai naik, turun, atau tetap sama?"
Banyak siswa mengira baterai mengeluarkan arus tetap, sehingga mereka memprediksi kecerahan sama untuk P1 dan "turun" untuk P2. Jangan koreksi siapa pun dulu.
2. Seri: satu jalur, tegangan terbagi (12 menit)
Pasangan membuka tautan ("Dua lampu seri"). Mereka mengetuk tiap lampu, membaca baris "Arus melalui Baterai 1", lalu menyeret amperemeter ke tiga kabel berbeda. Terakhir mereka memasang kedua probe voltmeter pada tiap lampu, lalu pada kedua lampu sekaligus.
| Pengukuran | Pembacaan yang diharapkan |
|---|---|
| Arus melalui baterai | 450 mA |
| Arus pada lampu 1 dan lampu 2 | masing-masing 450 mA |
| Amperemeter pada kabel mana pun | 450 mA |
| Tegangan pada tiap lampu | 4,50 V |
| Tegangan pada kedua lampu | 9,00 V |
| Daya tiap lampu | 2,02 W |
Tanyakan: "Apakah arus habis terpakai di lampu pertama?" Tidak: 450 mA sebelum, di antara, dan sesudah lampu. Tegangan yang terbagi: 4,50 V + 4,50 V = 9,00 V.
Lalu seret satu lampu kembali ke kotak untuk melepasnya. Lampu lainnya padam dan arus turun ke nol. Satu celah memutus satu-satunya jalur.
3. Paralel: tegangan penuh, arus terbagi (12 menit)
Di panel nilai awal, pasangan mengatur Rangkaian awal ke "Dua lampu paralel" dan mengulang pengukuran.
| Pengukuran | Pembacaan yang diharapkan |
|---|---|
| Arus melalui baterai | 1,80 A |
| Arus pada tiap lampu | 900 mA |
| Amperemeter pada kabel di sebelah baterai | 1,80 A |
| Amperemeter pada satu cabang | 900 mA |
| Tegangan pada tiap lampu | 9,00 V |
| Daya tiap lampu | 8,10 W |
Setiap lampu berperilaku seolah sendirian pada baterai: 9,00 V dan 900 mA, sama seperti lampu tunggal di pembuka. Arus cabang berjumlah: 900 mA + 900 mA = 1,80 A. Sekarang lepas satu lampu. Lampu lainnya tetap menyala pada 900 mA, dan arus baterai turun kembali ke 900 mA.
Periksa P1. Lampu paralel lebih terang karena masing-masing memakai 8,10 W, empat kali 2,02 W lampu seri. Periksa P2 dengan cara sama: cabang ketiga menarik 900 mA lagi, sehingga arus baterai naik menjadi 2,70 A. Pasangan yang cepat bisa merakit cabang ketiga itu dari kotak untuk melihatnya.
4. Hambatan berbeda di layar Laboratorium (14 menit)
Pasangan membuka tab Laboratorium, tempat rangkaian awal yang sama menunggu. Mereka mengetuk lampu, mengatur hambatannya dengan penggeser, dan membaca semua nilai lagi. Untuk baris paralel, mereka mengubah Rangkaian awal dan membuka kembali tab Laboratorium.
| Rangkaian (baterai 9 V) | Arus baterai | Lampu 1 | Lampu 2 |
|---|---|---|---|
| Seri, 10 Ω dan 20 Ω | 300 mA | 3,00 V, 300 mA | 6,00 V, 300 mA |
| Paralel, 10 Ω dan 20 Ω | 1,35 A | 9,00 V, 900 mA | 9,00 V, 450 mA |
| Seri, 20 Ω dan 40 Ω | 150 mA | 3,00 V, 150 mA | 6,00 V, 150 mA |
Minta pasangan menyebut dua pola. Jawaban yang baik: "Pada seri, hambatan yang lebih besar mengambil bagian tegangan yang lebih besar, dengan perbandingan yang sama" dan "Pada paralel, hambatan yang lebih besar mengambil bagian arus yang lebih kecil."
Lalu cari hambatan total dari pembacaan baterai:
- Seri: 9 V ÷ 0,300 A = 30 Ω, yaitu 10 Ω + 20 Ω.
- Paralel: 9 V ÷ 1,35 A ≈ 6,67 Ω, sesuai dengan 1/R = 1/10 + 1/20.
Gagasan kuncinya: cabang paralel menambah jalur, jadi hambatan total lebih kecil daripada cabang terkecil. Itulah sebabnya arus baterai naik pada P2.
5. Rangkaian campuran (6 menit)
Atur Rangkaian awal ke "Resistor seri dengan dua lampu paralel" dan kembali ke tab Pengenalan. Minta pasangan memprediksi pembacaan sebelum mengetuk:
- Kedua lampu paralel bekerja seperti 5 Ω, jadi totalnya 10 Ω + 5 Ω = 15 Ω.
- Arus baterai: 9 V ÷ 15 Ω = 600 mA. Resistor membawa seluruh 600 mA dan mengambil 6,00 V.
- Tiap lampu mendapat sisa 3,00 V dan membawa 300 mA.
Simulasi sesuai, dan lampu yang redup menunjukkan bahwa kini mereka berbagi tegangan dengan resistor.
6. Pemeriksaan penutup (5 menit)
Pakai pertanyaan 3–5 dari set di bawah. Lalu buka Lihat jawaban dan tampilkan kolom Prediksi dan Sesudah untuk P1 dan P2 berdampingan.
Set pertanyaan untuk pelajaran ini
Masukkan ini di tab Pertanyaan simulasi. Petunjuk untuk siswa yang disarankan: "Pakai pengaturan Rangkaian awal di panel di bawah simulasi. Ketuk komponen untuk membaca tegangan dan arusnya."
1. Pilihan ganda · Sebelumnya, sebagai prediksi · Tanyakan lagi setelah simulasi
- Pertanyaan: "Dua lampu identik dipasang pada baterai yang sama, pertama secara seri, lalu paralel. Kapan keduanya menyala lebih terang?"
- Pilihan: Pada seri / Pada paralel (benar) / Sama pada keduanya / Tergantung lampu mana yang lebih dekat ke baterai
- Penjelasan: "Pada paralel, setiap lampu mendapat 9 V penuh, membawa 900 mA, dan memakai 8,10 W. Pada seri, kedua lampu berbagi 9 V, sehingga masing-masing mendapat 4,50 V, arusnya hanya 450 mA, dan tiap lampu memakai sekitar 2 W. Kecerahan mengikuti daya, jadi lampu paralel lebih terang."
2. Pilihan ganda · Sebelumnya, sebagai prediksi · Tanyakan lagi setelah simulasi
- Pertanyaan: "Dua lampu terpasang paralel pada baterai 9 V. Anda menambahkan lampu ketiga yang identik sebagai cabang lain. Arus melalui baterai…"
- Pilihan: bertambah (benar) / berkurang / tetap sama / turun menjadi nol
- Penjelasan: "Setiap cabang mendapat 9 V penuh dan menarik 900 mA, apa pun yang dilakukan cabang lain. Dua cabang menarik 1,80 A dan tiga menarik 2,70 A. Setiap cabang baru adalah jalur lain, sehingga hambatan total turun dan arus baterai naik."
3. Angka · Setelah simulasi
- Pertanyaan: "Di layar Laboratorium, pakai Dua lampu seri. Atur satu lampu 10 Ω dan lampu lainnya 20 Ω. Berapa tegangan pada lampu 20 Ω?"
- Jawaban: 6,00, toleransi ± 0,05, satuan V
- Penjelasan: "Hambatan total 30 Ω, jadi arusnya 9 V ÷ 30 Ω = 300 mA di mana-mana. Lampu 20 Ω mengambil 0,300 A × 20 Ω = 6,00 V dan lampu 10 Ω mengambil 3,00 V. Hambatan yang lebih besar mendapat bagian yang lebih besar, dan keduanya berjumlah 9 V."
4. Angka · Setelah simulasi
- Pertanyaan: "Sekarang pakai Dua lampu paralel dengan nilai yang sama, 10 Ω dan 20 Ω. Berapa arus melalui baterai?"
- Jawaban: 1,35, toleransi ± 0,02, satuan A
- Penjelasan: "Kedua cabang mendapat 9 V penuh. Cabang 10 Ω membawa 900 mA dan cabang 20 Ω membawa 450 mA. Baterai memasok keduanya: 0,90 A + 0,45 A = 1,35 A. Artinya pasangan itu bekerja seperti satu resistor 6,67 Ω, lebih kecil daripada keduanya."
5. Jawaban singkat · Setelah simulasi
- Pertanyaan: "Jelaskan mengapa dua resistor paralel memiliki hambatan total lebih kecil daripada salah satu resistor sendirian."
- Jawaban yang diterima (opsional): *jalur*
- Contoh jawaban: "Cabang paralel memberi arus jalur lain. Baterai mendorong tegangan yang sama melalui setiap jalur, sehingga arusnya berjumlah dan arus total lebih besar daripada melalui satu resistor saja. Arus yang lebih besar untuk tegangan yang sama berarti hambatan total yang lebih kecil."
Pertanyaan 1 dan 2 adalah prediksi, ditanyakan lagi setelah simulasi agar siswa bisa membandingkan. Panduan penilaian formatif menjelaskan cara membaca hasil lintas kelas.
Perluasan: pembagian tegangan dan baterai nyata
Dua resistor seri (10 menit). Simulasi resistor seri menampilkan I = U/(R1 + R2), U1, dan U2 untuk sumber dan dua resistor. Siswa mengatur nilainya di panel nilai awalnya. Dengan nilai bawaan, U = 12 V, R1 = 10 Ω, dan R2 = 20 Ω, simulasi menampilkan I = 0,400 A, U1 = 4,00 V, dan U2 = 8,00 V.
Tantang pasangan untuk membuat U1 tepat 3,00 V dengan U = 9 V. Satu jawaban: R1 = 15 Ω dan R2 = 30 Ω memberi I = 0,200 A, U1 = 3,00 V, dan U2 = 6,00 V. Pasangan mana pun dengan R2 dua kali R1 berhasil, dan itulah aturan pembagi tegangan beraksi.
Hambatan dalam (10 menit). Di layar Laboratorium kit, atur Hambatan dalam baterai di bawah Lanjutan ke 1 Ω. Dengan satu lampu 10 Ω, arus turun menjadi 818 mA dan tegangan terminal baterai menjadi 8,18 V. Dengan "Dua lampu paralel", baterai memasok 1,50 A dan tiap lampu hanya mendapat 7,50 V. Tanyakan: "Mengapa menambah cabang sekarang membuat lampu lebih redup?" Arus yang lebih besar kehilangan lebih banyak tegangan di dalam baterai itu sendiri.
Diferensiasi
Dukungan:
- Beri tabel dengan nama pengukuran sudah terisi, sehingga siswa hanya membaca dan mencatat.
- Lewati langkah 4 dan rangkaian campuran; bandingkan hanya lampu sama pada seri dan paralel.
- Beri awalan kalimat: "Dalam rangkaian seri, arus…" dan "Dalam rangkaian paralel, setiap lampu mendapat…"
Tantangan:
- Cari resistor tunggal yang bisa menggantikan rangkaian campuran (15 Ω), atur di layar Laboratorium, dan pastikan arus baterai tetap 600 mA.
- Di layar Laboratorium, centang Lampu nyata, hambatan naik saat panas, atur lampu 10 Ω dan 20 Ω secara seri, dan jelaskan mengapa tegangannya tidak lagi tepat 3,00 V dan 6,00 V.
Pembelajar bahasa Inggris: simulasi tersedia dalam enam bahasa. Buat tautan kedua dalam bahasa siswa agar label sudah dikenal sementara diskusi tetap dalam bahasa Inggris.
Keselarasan dengan standar
Pelajaran ini sesuai dengan unit kelistrikan dalam IPA fisika SMP, GCSE Physics, atau fisika pengantar. NGSS (standar sains AS) tidak punya harapan kinerja khusus untuk rangkaian seri dan paralel, jadi kami tidak mengklaimnya. Pelajaran ini melatih Planning and Carrying Out Investigations dan Analyzing and Interpreting Data.
Untuk laporan lab lengkap, lihat cara membuat aktivitas lab virtual. Untuk lebih banyak ide dalam unit ini, lihat ide pelajaran fisika interaktif, dan untuk rutinitas umum, cara memakai simulasi interaktif di kelas.
Pertanyaan umum
Mengapa lampu seri terbaca 2,02 W dan bukan 2,03 W?
Kabel dan baterai diberi hambatan yang sangat kecil agar penyelesai tidak pernah membagi dengan nol. Itu membuat arus sedikit di bawah 450 mA, dan daya dibulatkan menjadi 2,02 W. Arus dan tegangan tetap terbaca 450 mA dan 4,50 V.
Bagaimana mencegah siswa membuat korsleting?
Anda tidak perlu mencegahnya. Korsleting hanya membuat kabel virtual terbakar dan menampilkan peringatan. Pakai untuk menjelaskan sekring, yang bisa ditambahkan siswa di layar Laboratorium.
Bisakah siswa mengerjakan ini di ponsel?
Bisa. Siswa membuka tautan tanpa akun, dan mengetuk serta menyeret berfungsi di layar sentuh. Di layar kecil, tetap pakai rangkaian awal daripada merakit dari kotak.