PROFIL PRAKONSEPSI FISIKA SISWA KELAS X SMA NEGERI I BULU SUKOHARJO PADA MATERI LISTRIK DINAMIS

PROFIL PRAKONSEPSI FISIKA SISWA KELAS X SMA NEGERI I BULU SUKOHARJO PADA MATERI LISTRIK DINAMIS

Skripsi Oleh : Asrofi Sri Mawarni K2308071 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

Saya yang bertandatangan dibawah ini

Nama

: Asrofi Sri Mawarni

NIM

: K2308071

Jurusan / Program Studi : PMIPA / Pendidikan Fisika

Menyatakan bahwa skripsi saya berjudul “ PROFIL PRAKONSEPSI FISIKA SISWA KELAS X SMA NEGERI I BULU SUKOHARJO PADA

MATERI LISTRIK DINAMIS “ ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan tercantum dalam daftar pustaka.

Apabila dikemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil jiplakkan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.

Surakarta, Januari 2013 Yang membuat pernyataan

Asrofi Sri Mawarni K2308071

PROFIL PRAKONSEPSI FISIKA SISWA KELAS X SMA NEGERI I BULU SUKOHARJO PADA MATERI LISTRIK DINAMIS

Oleh : Asrofi Sri Mawarni K2308071

Skripsi

Ditulis dan Diajukan untuk Memenuhi Syarat Mendapatkan Gelar Sarjana Pendidikan Program Pendidikan Fisika Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

HALAMAN PERSETUJUAN

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Pada Hari : ……………………….... Tanggal : ………………………...

Surakarta, Januari 2013

Pembimbing I

Drs. Jamzuri, M Pd. NIP. 19521118 198103 1 002

Pembimbing II

Sri Budiawanti, SSi, M Si. NIP . 19770414 200212 2 001

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.

Tim Penguji Skripsi:

Ketua

: Dyah Fitriana Masithoh, M.Sc.

…………… Sekretaris

: Dewanto Harjunowibowo, S.Si. M.Sc.

…………… Anggota I : Drs. Jamzuri, M.Pd.

…………… Anggota II : Sri Budiawanti, S.Si. M.Si.

Disahkan oleh Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret a.n. Dekan, Pembantu Dekan I,

Prof. Dr. rer. nat Sajidan, M.Si. NIP 19660415 199103 1 002

ABSTRAK Asrofi Sri Mawarni. K2308071. PROFIL PRAKONSEPSI FISIKA SISWA

KELAS X SMA NEGERI I BULU SUKOHARJO PADA MATERI

LISTRIK DINAMIS. Skripsi. Surakarta : Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Januari 2013.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi dan menganalisis prakonsepsi dari siswa SMA Negeri I Bulu, Sukoharjo kelas X pada materi Listrik Dinamis.

Penelitian ini menggunakan metode kualitatif deskriptif yang dilakukan pada siswa SMA Negeri I Bulu, Sukoharjo kelas X. Analisis data dilakukan terhadap 4 kelas dengan jumlah 149 siswa dan 6 siswa yang dipilih sebagai subjek wawancara. Teknik pengambilan sampel dengan teknik purposive sampling yaitu prakonsepsi siswa dengan konsep awal salah yang secara umum dilakukan oleh siswa lain. Teknik pengumpulan data dengan menggunakan tes diagnostik, wawancara dan pengamatan. Validasi data dilakukan dengan triangulasi data kualiatatif, yaitu data tes diagnostik, data wawancara, dan data pengamatan. Analisa data dilakukan melalui tahap reduksi data, penyajian data, dan penarikan kesimpulan.

Dari analisis data penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa prakonsepsi Fisika siswa kelas X SMA Negeri I Bulu Sukoharjo pada materi Listrik Dinamis sebagai berikut: (1) Rata-rata prosentase siswa yang memiliki prakonsepsi benar tertinggi 50,34% pada prakonsepsi besar arus listrik rangkaian paralel . (2) Rata-rata prosentase siswa yang memiliki kesalahan prakonsepsi tertinggi 61,58% pada prakonsepsi sumber tegangan listrik. (3) Rata-rata prosentase siswa tang tidak memahami tertinggi adalah 58,05% pada prakonsepsi Hukum Ohm. (4) Rata-rata prosentase kesalahan prakonsepsi siswa yang lebih dari 40 % adalah sebagai berikut: (a). Prakonsepsi sumber tegangan listrik. (b) Prakonsepsi besar arus listrik pada rangkaian paralel. (c) Prakonsepsi besar beda potensial pada rangkaian listrik.

ABSTRACT

Asrofi Sri Mawarni. K2308071. PROFILE OF PHYSICS STUDENTS PRECONCEPTION AT THE TENTH GRADE OF SMA NEGERI I BULU,

SUKOHARJO IN THE DYNAMIC ELECTRICAL MATERIAL. Thesis. Surakarta: Faculty of Teacher Training and Education. Sebelas Maret University. January 2013.

The purpose of this study was to identify and analyze the preconceptions of the tenth grade of SMA Negeri I Bulu, Sukoharjo on Dynamic Electrical material.

This research uses descriptive qualitative method conducted on students of SMA Negeri I Bulu, Sukoharjo at the tenth grade. Data analysis was conducted on

4 classes by the number of 149 students and 6 students were chosen as the subject of the interview. The sampling technique is purposive sampling technique that student preconceptions wrong with the initial concept that is generally done by other students. Data collection techniques using diagnostic tests, interviews and observations. Validation data was qualitative data triangulation, ie diaknostik test data, interview data, and observational data. Analysis of data is done via data reduction phase, data presentation, and conclusion.

From the data analysis and discussion can be concluded that preconception Physics at the tenth of SMA Negeri I Bulu, Sukoharjo on Dynamic Electrical material as follows: (1) The average percentage of students who have the highest true preconception 50.34% in the parallel circuit of the electrical current. (2) The average percentage of students who have the highest error preconception 61.58% on the power supply. (3) The average percentage of students do not understand the pliers highest is 58.05% on the preconception Ohm's Law. (4) The average percentage error preconceptions that students of more than 40% are as follows: (a). Preconception source voltage. (b) the preconceptions of electric current in a parallel circuit. (c) the potential difference preconceptions on the electrical circuit.

MOTTO

Learning by doing Learning by teaching

Learning to earn Earning to live Living to serve (Proses Pembinaan)

Knowing is not enough, We must APPLY Willing is not enough, We must DO. (Baden Powell)

BE PREPARE (The World Association Of Girl Guide And Girl Scout /WAGGGS)

PERSEMBAHAN

Skripsi ini dipersembahkan kepada : Ibuku MARTINI, S.Pd

Ayahku WARDOYO, S.Pd, MM.Pd Ayah, Ibu.. Beribu terimakasihku tak

cukup untuk tetes demi tetes keringatmu untuk ku. Do’a, kerja keras,

pengorbanan dan kasih sayangmu wujudkan semua mimpiku.

Adikku

BUDHIAWAN DWI

MAWARDI Singsingkan lengan bajumu, gapai cita- citamu.

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah SWT karena dengan rahmat dan hidayah- Nya, penyusunan Skripsi yang berjudul : "PROFIL PRAKONSEPSI FISIKA

SISWA KELAS X SMA NEGERI I BULU SUKOHARJO PADA MATERI

LISTRIK DINAMIS " dapat diselesaikan. Penyusunan Skripsi ini dapat diselesaikan berkat bantuan, bimbingan, dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada yang terhormat :

1. Bapak Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Sukarmin, S.Pd, M.Si, Ph.D. Ketua Jurusan PMIPA FKIP Universitas Sebelas Maret.

3. Bapak Drs. Supurwoko, M.Si. Ketua Program Pendidikan Fisika Jurusan PMIPA Universitas Sebelas Maret.

4. Ibu Dra. Rini Budiharti, M.Pd dan Bapak Drs Surantoro, M.Si. Koordinator Skripsi Program Fisika P.MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin untuk menyusun Skripsi ini.

5. Bapak Drs. Jamzuri, M Pd. dan Ibu Sri Budiawanti, SSi, M Si. Dosen pembimbing yang telah banyak membimbing penulis dalam menyelesaikan Skripsi.

6. Sahabat-sahabatku Fisika 2008, Pramuka UNS, Brahmahardhika, Perisai Diri UNS untuk segala dukungan, persahabatan, dan bantuannya .

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini jauh dari sempurna. Namun demikian penulis bergarap semoga Skripsi ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan pendidikan.

Surakarta, 20 Januari 2013 Penulis

d. Macam – macam Konsep ..……………………….…. .

4. Prakonsepsi, Konsepsi, Miskonsepsi ……………………. .

a. Prakonsepsi ……………...……………………….…. .

b. Konsepsi …..………………………………….…….....

c. Miskonsepsi ..………………………………….…….. .

5. Identifikasi Prakonsepsi …………………….……….…... .

a. Peta Kosep ……………………………………..…..... .

b. Tes Esai Tertulis …………………………..…….…... .

c. Interview Klinis ……………………………………... .

d. Diskusi Dalam Kelas ……………………….……….. .

6. Materi Listrik Dinamis ………………………………….. .

a. Arus Listrik ………………………………………….. .

b. Resistansi dan Hukum Ohm ………………………… .

c. Kombinasi Resistor ………………………………….. .

d. Hukum Kirchoff …………………………………….. .

e. Sumber Tegangan……………………………………...

f. Energi dan Daya Listrik …………………………….. .

B. Penelitian yang Relevan …………………………........ ........ .

C. Kerangka Berpikir ...……………………………………….... .

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ……………………………........ .

A. Tempat dan Waktu Penelitian ……………………………….. .

1. Tempat Penelitian.……………………………………...... .

2. Waktu Penelitian ……………………………………….... .

B. Bentuk dan Strategi Penelitian .............................................. .

C. Sumber Data …………………....................………………. .

D. Teknik Sampling ……....………………………………......... .

E. Teknik Pengumpulan Data …………....…………………….. .

1. Metode Tes ........................................................................ .

2. Wawancara ........................................................................ .

Hal.

F. Validitas Data ……………………………………………….. .

G. Analisis Data............................................................................. .

H. Prosedur Penelitian.................................................................. .

BAB IV. HASIL PENELITIAN …………………………………………... .

A. Deskripsi Data……..………………………………………... .

1. Data Hasil Pengamatan……………………………...…… .

2. Data Wawancara ………………………………………… .

3. Data Hasil Tes …………………………………...……… .

B. Analisis Data ………………………………………….……. .

C. Pembahasan ………………………………………………… .

BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN …………………... .

A. Kesimpulan ………………………………………………….. .

B. Implikasi …………………………………………………….. .

C. Saran ……………………………………………….………... .

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………….. . LAMPIRAN ……………………………………………………………….... .

Hal.

34

34

36

38

38

38

39

39

40

43

69

69

69

70

71

75

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6

Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar 4.10 Gambar 4.11 Gambar 4.12 Gambar 4.13 Gambar 4.14 Gambar 4.15 Gambar 4.16

Grafik Hubungan Antara Arus Listrik dan Tegangan dalam Suatu Penghantar …………………………………………….. . Hambatan yang Disusun Seri …………………………………. . Hambatan yang Disusun Paralel ……………………………… . Rangkaian Tertutup …………………………………………… . Percabangan Arus ……………………………………………. . Sumber Tegangan yang Disusun Seri ………………………..... Sumber Tegangan yang Disusun Paralel ………………………. Rangkaian Voltmeter dan Ampermeter ……………………… . Analisis Data Model Interaktif dari Miles dan Huberman ……. Bagan Kerangka Berfikir……………………………………... . Diagram Balok Hasil Tes Diagnostik Prakonsepsi…………… . Rangkaian Sumber Tegangan ................................................... . Rangkaian dengan Sumber Tegangan Paralel ........................... . Rangkaian Seri dengan Ampermeter ……………………..….. . Tiga Rangkaian Seri dengan Perbedaan Letak Hambatan …... .

A. Rangkaian Seri dengan Resistor dan Lampu,

B. Rangkaian Seri dengan Lampu ……………........................ . Rangkaian Seri dengan Hambatan Berubah-ubah . ……………. Rangkaian Hambatan Paralel ………………………...………. . Rangkaian Paralel dengan Hambatan Lampu dan Resistor ...... . Rangakaian Hambatan Paralel dengan Sakelar . ……………… . Rangkaian Paralel dengan Hambatan …………………………. Rangkaian Paralel dengan Beberapa Titik Percabangan ……... . Rangkain Gabungan Seri dan Paralel ………………………… . Rangkaian Hubungan Singkat ………………..………………. . Grafik Hubungan Tegangan dan Arus Listrik ……………...… . Rangkaian Seri dengan 3 Hambatan …………………...…….. .

Hal.

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 4.1

Tabel 4.2

Kategori Derajat Pemahaman Siswa Menurut Mark ……...…. . Prosentase Hasil Tes Diagnostik Siswa ………..…………..… . Prakonsepsi Siswa ……..…………..…………………………. Prakonsepsi Siswa Pada Materi Listrik Dinamis Berdasarkan Jenis-jenis Prakonsepsi ………………..................................... . Prosentase Rata-rata Prakonsepsi Tiap Indikator Terhadap Tipe Prakonsepsi ....................................................................... .

Hal.

11

35

36

40

42

DAFTAR LAMPIRAN

Hal. Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8 Lampiran 9 Lampiran 10 Lampiran 11 Lampiran 12 Lampiran 13 Lampiran 14 Lampiran 15 Lampiran 16 Lampiran 17

Lampiran 18 Lampiran 19 Lampiran 20 Lampiran 21

Lampiran 21

Lampiran 21

Silabus ............................................................................ Kisi-kisi Soal ................................................................ . Tes Prakonsepsi Listrik Donamis ................................. . Lembar Jawab ............................................................... . Kunci Jawaban .............................................................. . Lembar Telaah Butir Soal ............................................ . Rekap Hasil Telaah Kualitatif ...................................... . Reliabilitas Soal Menggunakan ITEMAN.................... . Lembar Pengamatan ..................................................... . Lembar Wawancara....................................................... . Jawaban Tes Prakonsepsi Siswa.................................... . Hasil Jawaban Siswa..................................................... . Hasil Lembar Pengamatan............................................. . Hasil Wawancara .......................................................... . Data Prakonsepsi 6 Siswa ............................................. . Prosentase Hasil Jawaban Tes Diagnostik ................... . Prakonsepsi Siswa dengan Konsep yang Benar Tiap Butir Tes........................................................................ Kesalahan Prakonsepsi Siswa Tiap butir Tes................ Foto ............................................................................... . Permohonan Ijin Menyusun Skripsi.............................. . Surat Keputusan Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Tentang Ijin Menyusun Skripsi.................. . Permohonan Ijin Research/Try Out Kepada Kepala Sekolah SMA Negeri 1 Bulu Sukoharjo....................... . Surat Keterangan Research (Penelitian) di SMA Negeri 1 Bulu Sukoharjo............................................... .

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

“Salah satu permasalahan pendidikan yang dihadapi oleh bangsa Indonesia adalah rendahnya mutu pendidikan pada setiap jenjang dan satuan pendidikan, khususnya pendidikan dasar dan menengah ” (Nyoman Subratha, 2006:456). Sertifikasi guru merupakan salah satu cara untuk meningkatkan mutu pendidikan nasional termasuk didalammnya sumber daya manusia. Sumber daya manusia yang berkualitas sangat diperlukan dalam pembangunan bangsa khususnya pembangunan di bidang pendidikan. Pada era globalisasi, sumber daya manusia yang berkualitas akan menjadi tumpuan utama agar suatu bangsa dapat berkompetisi, sehingga pendidikan formal merupakan salah satu wahana dalam membangun sumber daya manusia yang berkualitas. Pendidikan Fisika sebagai bagian dari pendidikan formal seharusnya ikut memberi kontribusi dalam membangun sumber daya manusia yang berkualitas tinggi.

Paul Suparno (2009: 76) menyatakan bahwa “Fisika perlu diajarkan di SMA/MA dikarenakan Fisika mampu menumbuhkan kemampuan berpikir yang berguna dalam pemecahan masalah kehidupan sehari-hari ”. Pelajaran Fisika diharapkan mampu memberikan bekal pengetahuan, pemahaman, dan kemampuan yang diperlukan di kehidupan sehari-hari, di perguruan tinggi dan dapat mendukung perkembangan teknologi. Pembelajaran Fisika perlu dilaksanakan secara inkuiri ilmiah agar menumbuhkan kemampuan berpikir, bekerja, dan bersikap ilmiah.

Fisika juga dipelajari melalui suatu percobaan untuk memberikan jawaban serta membuktikan pengetahuan secara teoritis. Belajar Fisika merupakan proses yang berkesinambungan untuk memperoleh konsep-konsep baru, ide-ide baru, dan pengetahuan baru yang berdasarkan pengalaman-pengalaman sebelumnya. Maka pengajar Fisika harus lebih menekankan pada cara siswa menguasai konsep-konsep Fisika berbasis pendekatan proses.

Menurut I Wayan Sadia ( 2004 : 41) bahwa dalam model konvensional, tampak bahwa para guru memfokuskan diri pada upaya penuangan pengetahuan ke dalam kepada para siswanya, tanpa memperhatikan prior knowladge siswa atau gagasan – gagasan yang telah ada dalam diri siswa sebelum mereka belajar secara formal di sekolah. Siswa memiliki pengalaman dan pengetahuan Fisika yang mereka bawa dari lingkungan ke kelas. Sebagai contoh, yaitu peristiwa fenomena sehari-hari seperti gerak, gaya, benda yang jatuh bebas, listrik, energi, dan peristiwa alam yang lainnya. Pengalaman-pengalaman tersebut mempunyai pengaruh terhadap pandangan anak sehingga dalam pikiranya terbentuk intuisi dan teori tentang Fisika sebelum mereka mempelajari di sekolah. Beberapa di antara pemahaman tersebut ada yang sepadan dengan pemahaman yang dipegang oleh para pakar sains ( konsep ilmiah ) tetapi banyak juga pehaman yang berbeda dengan konsep ilmiah. Perbedaan pemahaman sering terjadi pada waktu guru memberikan konsep baru yang tidak sama dengan teori siswa yang telah terbentuk dari pengalamnya. Perbedaan ini menyebabkan siswa tetap bertahan dengan pendapatnya sendiri. Prakonsepsi atau prior knowledge siswa yang pada umumnya bersifat miskonsepsi yang dapat mengganggu pembentukan konsep ilmiah. Ausubel dalam I Wayan Sadia (2004 : 42) juga mengemukakan bahwa proses pembelajaran yang tidak menghiraukan prakonsepsi siswa, akan mengakibatkan miskonsepsi-miskonsepsi siswa semakin kompleks dan stabil.

Salah satu materi pelajaran Fisika yang diajarkan di Sekolah Menengah Atas kelas X semester genap adalah Listrik Dinamis, sebagai salah satu cabang materi Fisika yang mempelajari konsep Sumber Arus Searah yang akan mempengaruhi pemahaman konsep dijenjang yang lebih tinggi. Penguasaan konsep Listrik Dinamis dapat tercapai ketika siswa sudah memahami konsep dasar materi sebelumnya yaitu siswa sudah mempelajari Listrik Statis dan Sumber-sumber Arus Searah.

Kanthi Nugraheni (2007:10) menyatakan bahwa kurang optimalnya pencapaian tujuan pembelajaran Fisika dipengaruhi miskonsepsi dan kondisi pembelajaran yang kurang memperhatikan prakonsepsi yang dimiliki siswa.

setiap akhir program pembelajaran. Indikator keberhasilan pembelajaran diwujudkan dalam bentuk nilai ulangan berupa nilai rata-rata ulangan harian suatu sekolah. prakonsepsi yang telah dimiliki siswa dari kehidupan sehari-hari maupun dari pendidikan sebelumnya dapat mengganggu kelancaran proses belajar siswa. Prakonsepsi siswa atas konsep Fisika yang dibangun oleh siswa itu sendiri melalui belajar informal dalam upaya memberikan makna atas pengalaman meraka sehari –hari mempunyai peran yang sangat besar dalam pembentukan konsepsi ilmiah

Setiap siswa memiliki potensi dan kemampuan yang berbeda antara yang satu dengan yang lain. Tidak semua individu memilki profil intelegensi yang sama. Setiap individu juga memilki bakat dan minat belajar yang berbeda-beda. Dalam Fisika sebuah informasi disampaikan dalam bentuk konsep sehingga pada saat kegiatan belajar mengajar Fisika menuntut siswa memahami konsep yang disampaikan guru dengan benar. Pemahaman konsep awal yang salah dapat menyebabkan miskonsepsi. Usler Simarmata (2008 : 1) mengungkapkan sulitnya siswa menyerap materi Fisika disebabkan kesalahan konsep yang diderita siswa. Kesalahan konsep Fisika bukan hanya ditingkat pendidikan menengah tapi juga ke pendidikan tinggi. Seperti hasil penelitian Sondang R Manurung (2000) bahwa ada kesalahan konsep listrik pada siswa SMU Negeri Percut Sei Tuan. Faktor yang diduga sebagai penyebab kesalahan konsep dalam pemahaman konsep Fisika tersebut, disebabkan pengalaman siswa yang terbawa dari pengalaman belajar ditingkat sebelumnya, seperti temuan penelitian Kadim Masykur (1996) bahwa kesalahan konsep dalam belajar Fisika telah terjadi dimana-mana, yang terjadi ditingkat pendidikan rendah sampai tinggi (Usler Simarmata, 2008 : 1).

Sesuai kurikulum tingkat satuan pendidikan, materi Listrik Dinamis yang dipelajari siswa kelas X adalah Arus Listrik, Tegangan Listrik, Hukum Ohm, Hukum Kirchhoff, Daya Listrik, Energi Listrik dan Alat –alat ukur serta beberapa penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Kesalahan konsep yang terjadi pada siswa tampaknya sampai sekarang masih terjadi. Fakta yang berasal dari penelitian dan hasil survey yang dilakukan

Masalah prakonsepsi siswa terhadap suatu materi Listrik Dinamis untuk dicari pemecahannya supaya tidak menghambat siswa terhadap konsep Listrik Dinamis yang lebih komplek yang akan dipelajari di jenjang pendidikan yang lebih tinggi. Dengan memperhatikan hal tersebut maka perlu adanya penelitian tentang ada tidaknya prakonsepsi siswa kelas X SMA Negeri I Bulu Sukoharjo terhadap materi pelajaran Fisika khususnya pada materi Listrik Dinamis. Adapun

judul penelitian tersebut adalah “Profil Prakonsepsi Fisika Siswa Kelas X SMA Negeri I Bulu Sukoharjo pada M ateri Listrik Dinamis”

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah maka ditemukan ada masalah yang berkaitan dengan pembelajaran Fisika di SMA yaitu adanya prakonsepsi yang salah disebabkan perbedaan kemampuan siswa dan ketidakmampuan siswa mengaitkan konsep-konsep yang satu dengan yang lainnya.

C. Pembatasan Masalah

Supaya pembahasannya lebih terarah, dalam penelitian ini dibatasi pada materi pelajaran, dasar penggolongan penelitian dan subjek penelitian. Pembatasan pada materi pelajaran dalam penelitian ini dibatasi pada materi Listrik Dinamis. Dasar penggolongan penelitian dilaksanakan untuk mengidentifikasi ada atau tidaknya prakonsepsi siswa. Sedangkan pada subjek penelitian yang diteliti yaitu pada siswa SMA kelas X yang belum menerima materi Listrik Dinamis.

D. Perumusan Masalah

Berdasarkan dari identifikasi dan pembatasan masalah maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut : Bagaimana profil prakonsepsi siswa kelas

X SMA Negeri I Bulu, Sukoharjo pada materi Listrik Dinamis?

E. Tujuan Penelitian

Berdasarkan perumusan masalah di atas maka penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi dan menganalisis kesalahan prakonsepsi dari siswa SMA Negeri I Bulu, Sukoharjo kelas X pada materi Listrik Dinamis.

F. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian adalah sebagai bahan pertimbangan untuk melakukan langkah-langkah perbaikan berkaitan dengan proses belajar mengajar Fisika dan masukan bagi guru Fisika SMA kelas X agar lebih memperhatikan kesalahan prakonsepsi yang teridentifikasi pada diri siswa dalam pembelajaran Fisika materi Listrik Dinamis.

BAB II LANDASAN TEORI

A. TINJAUAN PUSTAKA

1. Belajar

Belajar adalah menambah dan mengumpulkan sejumlah pengetahuan (As’ari Djohar, 2003:1). Peserta didik diberikan bermacam-macam mata pelajaran untuk menambah pengatahuan dengan cara menghafal.

Definisi tentang belajar menurut Cronbach yang dikutip oleh Sardiman (2001:20) menyatakan bahwa : “ Learning is shown by a change in behavior as a result of experience ”. Belajar merupakan perubahan tingkah laku sebagai hasil dari pengalaman. Tingkah laku seseorang dipengaruhi oleh lingkungan, di mana lingkungan memberikan pengalaman-pengalaman hingga terbentuknya tingkah laku. Harold Spears dalam Sardiman (2001:20) memberikan definisi batasan

:”Learning is to observe, to read, to imitate, to try someting themselves, to listen, to follow direction”. Jadi belajar adalah proses mengamati, membaca, meniru,

mencoba sesuatu, mendengarkan dan mengikuti arah. Sedangkan Georch dalam Sardiman (2001:20) mengatakan : “Learning is a change in performance as a result of practice”. Belajar adalah perubahan penampilan sebagai hasil dari pelakuan. Perubahan penampilan tersebut dapat berupa bertambahnya ilmu karena proses belajar mengajar.

Dari ketiga definisi diatas, maka dapat dikatakan bahwa belajar itu merupakan perubahan tingkah laku atau penampilan, dengan serangkaian kegiatan, misalnya dengan membaca, mengamati, mendengarkan, meniru, dan lain sebagainya.

Pengertian lain, dapat dilihat secara makro maupun secara mikro, dilihat dalam arti luas atau terbatas. Dalam pengertian luas, belajar dapat diartikan sebagai kegiatan psiko-fisik menuju ke perkembangan pribadi seutuhnya. Kemudian dalam arti sempit, belajar dimaksudkan sebagai usaha penguasaan materi ilmu pengetahuan yang merupakan sebagian kegiatan menuju terbentuknya

Dimyati dan Mudjiono (1999:7) berpendapat bahwa belajar merupakan tindakan dan perilaku siswa yang kompleks. Sebagai tindakan, maka belajar hanya dialami oleh siswa sendiri. Terjadi atau tidak terjadinya proses belajar tergantung pada siswa. Proses belajar tidak hanya terjadi di dalam kelas namun juga terjadi di lingkungan.

Skinner berpandangan bawa belajar adalah suatu perilaku. Pada saat orang belajar, maka responsnya menjadi lebih baik. Sebaliknya, bika ia tidak belajar maka responsnya menurun. Guru dapat menyusun program pembelajaran menurut skinner dengan memperhatikan pemilihan stimulus yang diskriminatif dan penggunaan penguatan ( Dimyati dan Mudjiono, 1999:9).

Menurut Poerwodarminto, dalam kamus Umum bahasa Indonesia menjelaskan belajar adalah berusaha supaya memperoleh kepandaian (ilmu dan sebagainya). Jadi belajar adalah suatu proses tingkah laku dalam diri manusia dimulai dari sesuatu yang tidak dikenalnya, untuk kemudian dikuasai atau dimilikinya dipergunakannya hingga suatu saat dievaluasi.

Eri Muniasih dkk (2009 : 4-6) mengungkapkan seseorang yang mendapatkan pengetahuan, maka akan tampak perubahan dalam dirinya, misalnya:

1. Perubahan yang disadari dan disengaja. Perubahan perilaku yang terjadi merupakan usaha sadar dan sengaja dari individu yang bersangkutan. Contohnya pengetahuan semakin bertambah atau ketrampilan semakin meningkat.

2. Perubahan yang berkesinambungan. Bertambahnya pengetahuan atau ketrampilan yang dimiliki pada dasarnya merupakan kelanjutan dari pengetahuan dan ketrampilan yang telah diperoleh.

3. Perubahan fungsional. Perubahn perilaku dapat dimanfaatkan untuk kepentingan hidup individu yang bersangkutan.

4. Perubahan yang bersifat positif. Perubahan perilaku yang terjadi bersifat normatif dan menunjukkan kearah kemajuan.

5. Perubahan yang bersifat aktif. Individu aktif berupaya melakukan perubahan untuk memperoleh perilaku baru.

6. Perubahan yang bersifat permanen. Perubahan perilaku dari proses belajar cenderung menetap dan menjadi bagian yang melekat dalam dirinya.

7. Perubahan yang bertujuan dan terarah. Sikap individu yang belajar pasti ada tujuan yang ingin dicapai, baik tujuan jangka pendek, jangka menengah maupun jangka panjang.

8. Perubahan perilaku secara keseluruhan. Perubahan perilaku belajar bukan hanya sekedar memperoleh pengetahuan semata, tetapi termasuk memperoleh perubahan dalam sikap dan ketrampilan.

Dari pendapat teori belajar peneliti menyimpulkan bahwa belajar itu sebagai rangkaian kegiatan jiwa raga, psiko-fisik yang menyebabkan perubahan tingkah laku menuju ke perkembangan pribadi manusia seutuhnya, yang berarti menyangkut unsur cipta, rasa, dan karsa, ranah kognitif, afektif, dan psikomotorik.

2. Hakikat Fisika

Fisika adalah salah satu cabang dari Ilmu Pengetahuan Alam (IPA), yaitu ilmu yang mempelajari alam dengan segala isinya, maka dari itu perkembangan Fisika didasarkan atas pengamatan dan pengukuran. Berasal dari bahasa Yunani "Physic" yang berarti "alam" atau "hal ikhwal alam", sedangkan Fisika (dalam bahasa inggris "Physic”) ialah ilmu yang mempelajari aspek-aspek alam yang dapat dipahami dengan dasar-dasar pengertian terhadap prinsip-prinsip dan hukum-hukum elementernya. Dalam kurikulum 2004 berstandar kompetensi Fisika adalah salah satu mata pelajaran dalam rumpun sains yang dapat mengembangkan kemampuan berpikir analitis induktif dan deduktif dalam menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan peristiwa alam sekitar, baik secara kualitatif maupun kuantitatif dengan menggunakan matematika, serta dapat mengembangkan pengetahuan, keterampilan dan sikap percaya diri. Jadi, Fisika bukan ilmu yang hanya mempelajari rumus-rumus mati.

Pendidikan karakter perlu dilaksanakan secara simultan-integratif Pendidikan karakter perlu dilaksanakan secara simultan-integratif

Permendiknas nomor 22 tahun 2006 tentang standar isi dinyatakan bahwa kelompok mata pelajaran Ilmu Pengetahuan dan Teknologi dimaksudkan untuk (1) mengenal, menyikapi, dan mengapresiasi ilmu pengetahuan dan teknologi (untuk jenjang SD), memperoleh kompetensi dasar (untuk jenjang SMP) dan kompetensi lanjut (untuk jenjang SMA), serta (2) menanamkan kebiasaan (untuk jenjang SD) dan membudayakan (untuk jenjang SMP dan SMA) berpikir dan berperilaku ilmiah yang kritis, kreatif dan mandiri (Sutopo, 2011: 2).

Tujuan pendidikan Fisika untuk mengembangkan kemampuan melakukan kerja ilmiah, penalaran dan penguasaan konsep, prinsip, dan ketrampilan (Suparno, 2009: 78). Permendiknas tentang standar isi menyatakan bahwa tujuan pelajaran Fisika di SMA adalah agar peserta didik memiliki kemampuan sebagai berikut: (1) Membentuk sikap positif terhadap Fisika. (2) Memupuk sikap ilmiah yaitu jujur, obyektif, terbuka ulet, kritis dan dapat bekerjasama dengan orang lain. (3) Mengembangkan pengalaman. (4) Mengembangkan kemampuan bernalar dalam berpikir analisis induktif dan deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip fisika. (5) Menguasai konsep dan prinsip fisika serta mempunyai ketrampilan mengembangkan pengetahuan dan sikap percaya diri (Sutopo, 2011: 2-3).

Belajar fisika bukan hanya menghafalkan rumus-rumus saja, melainkan agar siswa dapat benar-benar memahami, menguasai, mengaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari materi-materi yang ada didalamnya termasuk sikap dan cara berpikir ilmiah yang coba ditanamkan melalui pelajaran Fisika itu sendiri. Dari beberapa pernyataan tersebut maka dapat disimpulkan bahwa Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang menguraikan dan menganalisis struktur dan peristiwa alam secara sederhana sehingga menghasilkan pengetahuan baru. Fisika menguraikan dan menganalisis struktur peristiwa alam semesta dan dari sini akan ditemukan konsep-konsep, aturan-aturan atau hukum-hukum alam yang dapat menerangkan gejala-gejala yang ada ataupun dikembangkan dalam bentuk hukum

3. Konsep dan Definisi

a. Konsep

Menurut Rosser mengemukakan bahwa konsep adalah suatu abstraksi atau pemaparan yang mewakili suatu kelas objek-objek, kejadian-kejadian kegiatan atau hubungan-hubungan, yang mewakili atribut-atribut yang sama (Ratna Wilis Dahar, 1989:80). Sedangkan menurut kamus besar bahasa Indonesia (1991:764) konsep adalah gambaran suatu objek, proses, atau apapun yang berada diluar bahasa yang dahulu digunakan oleh akal budi untuk memahami masalah lainnya.

Menurut Rosser dalam Ratna Wilis Dahar ( 1989 : 79 ) suatu konsep terdiri dari (1) Nama konsep, (2) Atribut-atribut, kriteria dan variabel konsep, (3) Definisi konsep, (4) Contoh-contoh dan noncontoh-noncontoh, (5) Hubungan konsep dengan konsep lain.

1) Nama konsep, digunakan sebagai komunikasi dengan orang lain dan

memberikan tanda suatu objek.

2) Atribut konsep merupakan ciri suatu konsep yang dapat digunakan untuk

membedakan contoh-contoh dan noncontoh-noncontoh. Sedangkan variabel konsep adalah ciri yang berbeda antara contoh-contoh tanpa mempengaruhi kategori suatu konsep.

3) Definisi konsep merupakan pernyataan suatu konsep.

4) Contoh-contoh dan noncontoh-noncontoh merupakan pengembangan suatu

konsep.

5) Hubungan konsep dengan konsep lain yaitu saling berkaiatan. Di mana konsep

yang satu memiliki keterkaitan dengan konsep yang lain. Dari beberapa pendapat diatas konsep adalah abstraksi atau maksud dari sebuah objek atau kejadian yang digunakan untuk mempermudah komunikasi dari sifat-sifat yang merupakan karakteristik suatu objek, kejadian atau fenomena tertentu.

b. Pemahaman Konsep

Menurut Jatmiko pemahaman adalah kemampuan menyerap arti dari materi yang meliputi tiga aspek :

1) Menerangkan sesuatu dengan kata-kata sendiri.

2) Mengenali sesuatu dengan menggunakan kata-kata yang berbeda dengan yang

ada dibuku.

3) Menginterpretasikan atau menarik kesimpulan yang benar dan ilmiah (Siti

Rahayu Haditono, 1992:21). Dari pendapat di atas pemahaman adalah tingkat kemampuan dalam mendefinisikan dan mengungkapkan konsep dengan benar melalui pemikiran sendiri.

Derajat pemahaman konsep siswa menurut Mark sebagaimana yang dikutip oleh Abraham (1992:112) dapat digolongkan menjadi enam derajat pemahaman seperti dalam Tabel 2.1. Tabel 2.1 Kategori Derajat Pemahaman Siswa Menurut Mark dalam Abraham

(1992:112) No Derajat Pemahaman

Kriteria

Kategori

1 Tidak ada respon

Tidak ada jawaban

Tidak memahami

2 Tidak memahami

 Mengulang pertanyaan  Menjawab tak berhubungan

dengan pertanyaan  Jawaban tidak jelas.

Tidak memahami

3 Miskonsepsi

Menjawab tetapi penjelasan tidak benar atau tidak jelas.

Miskonsepsi

4 Memahami sebagian

menunjukkan ada

konsep yang dikuasai tetapi ada pernyataan yang menunjukkan prakonsepsi

Miskonsepsi

5 Memahami sebagian

Jawaban hanya menunjukkan adanya sebagian konsep yang

Memahami Memahami

6 Memahami konsep Jawaban menunjukkan konsep

yang dipahami dengan semua penjelasan benar.

Memahami

Kriteria pemahaman konsep, yaitu:

1) Mengenali konsep, di mana siswa mampu menyebutkan nama dan atribut

konsep.

2) Menjelaskan konsep, di mana siswa mampu menjelaskan definisi konsep

beserta contohnya.

3) Menjelaskan proses konsep, di mana siswa mampu menjelaskan proses

terbentuknya konsep tersebut.

4) Menginterpretasikan konsep, di mana siswa mampu menjelaskan hubungan

antara konsep yang satu dengan yang lain.

c. Definisi

Agar dapat digunakan secara operasional, suatu konsep perlu diungkapkan dengan kalimat yang memuat pembatasan-pembatasan konsep tersebut. Ungkapan yang membatasi konsep inilah yang disebut dengan definisi.

Definisi suatu konsep dapat dibedakan menjadi:

1) Definisi analitik Definisi analitik yaitu definisi yang menyebutkan genus proksimum (keluarga terdekat) dan diferensia spesifika (pembeda khusus).

2) Definisi genetik Definisi genetik yaitu definisi yang menunjukkan atau mengungkapkan cara terjadinya atau terbentuknya konsep yang didefinisikan.

3) Definisi dengan rumus Definisi dengan rumus yaitu suatu definisi yang diungkapkan dengan kalimat matematis atau rumus.

d. Macam-macam Konsep

Menurut Moh. Amien dalam Das Salirawati (2010:13) konsep dapat dibedakan konsep menjadi tiga berdasarkan bentuknya, yaitu konsep klasifikasional, konsep korelasional, dan konsep teoritik.

1) Konsep klasifikasional Berbentuk konsep yang didasarkan pada klasifikasi fakta-fakta ke dalam bagan-bagan yang terorganisir untuk menerangkan suatu objek atau gejala.

2) Konsep korelasional Konsep yang dibentuk dari kejadian-kejadian khusus yang saling berhubungan atau observasi yang terdiri dari dugaan. Konsep ini terdiri dari suatu dimensi yang menyatakan adanya hubungan antara dua variabel yang dirumuskan dengan jika... maka...

3) Konsep teoritik Konsep yang mempermudah penjelasan terhadap fakta atau kejadian-kejadian dalam sistem yang terorganisir. Proses ini menyangkut proses pengembangan mulai dari yang diketahui sampai yang belum diketahui.

4. Prakonsepsi, Konsepsi, Miskonsepsi

a. Prakonsepsi

Prakonsepsi adalah konsep awal yang dimiliki oleh seseorang. Menurut kamus besar bahasa Indonesia pengertian prakonsepsi adalah gagasan sebelum menyaksikan atau mengalami sendiri keadaan sebenarnya. Euwe Van Den Berg (1991: 10) menyatakan bahwa Prakonsepsi adalah konsepsi yang dimiliki siswa sebelum pelajaran dimulai, di mana konsep tersebut terbentuk dari pengalaman- pengalaman-pengalaman sebelumnya walaupun mereka sudah pernah mendapatkan pelajaran formal.

Dari pengertian diatas maka dapat disimpulkan bahwa prakonsepsi adalah konsep awal yang dimiliki seseorang tentang suatu obyek mengalami atau konsep yang didefinisikan menurut pengalaman seseorang. Prakonsep siswa akan Dari pengertian diatas maka dapat disimpulkan bahwa prakonsepsi adalah konsep awal yang dimiliki seseorang tentang suatu obyek mengalami atau konsep yang didefinisikan menurut pengalaman seseorang. Prakonsep siswa akan

Dalam memahami konsep-konsep Fisika tidak semua siswa mempunyai tafsiran dan pemahaman yang sama. Menurut Euwe Van Den Berg : konsepsi adalah tafsiran perseorangan dari suatu konsep ilmu yang sudah dibuktikan kebenarannya dan diakui oleh orang lain (1991:10). Menurut kamus besar bahasa Indonesia konsepsi adalah pengertian, pendapat atau pemahaman dari seseorang yang mengungkapkan.

Di Fisika kebanyakan konsep telah mempunyai arti yang jelas dan telah disepakati oleh para tokoh Fisika, akan tetapi konsepsi para siswa berbeda-beda sesuai dengan pengalaman dan cara pandangnya masing-masing. Tafsiran dari setiap orang mengenai konsep yang berbeda-beda inilah yang disebut sebagai konsepsi. Maka dapat disimpulkan bahwa konsepsi merupakan pengertian atau pemahaman suatu konsep ilmu yang ditemukan oleh ahli.

c. Miskonsepsi

Miskonsepsi adalah konsepsi siswa yang bertentangan atau berbeda dengan konsepsi para ahli di mana konsep tersebut terbentuk setelah pembelajaran (Euwe Van Den Berg, 1991:10). Siswa mengalami miskonsepsi apabila pemahaman siswa terhadap suatu konsep berbeda dengan apa yang dipahami atau dimaksudkan ilmiah ataupun kurikulum termasuk didalamnya buku-buku acuan yang dipakai.

Nana Sudjana (1989: 27) mensyaratkan kondisi untuk mempelajari konsep, yaitu unsur-unsur prasyarat hendaknya diulang lagi; konsep yang lebih tinggi tingkatannya harus menekankan sifat-sifat umum yang memiliki hubungan dengan setiap konsep dasar; konsep prasyarat harus jelas dan siap terdapat dalam ingatan sebelum suatu konsep yang lebih tinggi dikembangkan. Hal ini berarti pemahaman terhadap konsep dasar Fisika sangat memegang peranan dalam pemahaman konsep-konsep Fisika selanjutnya. Oleh karena itulah, seorang guru yang memperkenalkan pertama kali suatu konsep dasar Fisika diharapkan tidak salah dalam penyampaian, karena hal ini akan berakibat fatal ketika konsep Nana Sudjana (1989: 27) mensyaratkan kondisi untuk mempelajari konsep, yaitu unsur-unsur prasyarat hendaknya diulang lagi; konsep yang lebih tinggi tingkatannya harus menekankan sifat-sifat umum yang memiliki hubungan dengan setiap konsep dasar; konsep prasyarat harus jelas dan siap terdapat dalam ingatan sebelum suatu konsep yang lebih tinggi dikembangkan. Hal ini berarti pemahaman terhadap konsep dasar Fisika sangat memegang peranan dalam pemahaman konsep-konsep Fisika selanjutnya. Oleh karena itulah, seorang guru yang memperkenalkan pertama kali suatu konsep dasar Fisika diharapkan tidak salah dalam penyampaian, karena hal ini akan berakibat fatal ketika konsep

Dari penegertian tersebut dapat disimpulkan bahwa miskonsepsi adalah konsep yang dibagun dari proses pembelajaran dan konsep yang terbentuk tidak sesuai dengan konsep ahli.

5. Identifikasi Prakonsepsi

Diperlukan cara-cara mengidentifikasi atau mendeteksi salah pengertian konsep yaitu melalui peta konsep, tes essai, interview klinis dan diskusi kelas (Novak, 1985 : 94 ; Pearsall, 1996:199 ; Sadia, 1997:8 ; Harlen, 1992:176).

a. Peta Konsep (Concept Maps) Novak (1985 : 94) mendefinisikan peta konsep sebagai suatu alat skematis untuk merepresentasikan suatu rangkaian konsep yang digambarkan dalam suatu kerangka proposisi. Peta itu mengungkapkan hubungan-hubungan yang berarti antara konsep-konsep dan menekankan gagasan-gagasan pokok. Peta konsep disusun hierarkis, konsep esensial akan berada pada bagian atas peta. Pearsal (1996 : 199) menyatakan bahwa dengan peta konsep dapat dilihat refleksi pengetahuan yang dimiliki siswa. Dengan mencermati kompleksitas peta konsep tersebut dapat dideteksi konsep-konsep mana yang kurang tepat dan sekaligus perubahan konsepnya. Untuk lebih melihat latar belakang susunan peta konsep tersebut ada baiknya peta konsep itu digabung dengan interview klinis. Dalam interview itu siswa diminta mengungkapkan lebih mendalam gagasan- gagasannya.

b. Tes Esai Tertulis Guru dapat mempersiapkan suatu tes esai yang memuat beberapa konsep Fisika yang memang mau diajarkan atau yang sudah diajarkan. Dari tes tersebut dapat diketahui salah pengertian yang dibawa siswa dan salah pengertian dalam bidang apa. Setelah ditemukan salah pengertiannya, beberapa siswa dapat b. Tes Esai Tertulis Guru dapat mempersiapkan suatu tes esai yang memuat beberapa konsep Fisika yang memang mau diajarkan atau yang sudah diajarkan. Dari tes tersebut dapat diketahui salah pengertian yang dibawa siswa dan salah pengertian dalam bidang apa. Setelah ditemukan salah pengertiannya, beberapa siswa dapat

d. Diskusi dalam Kelas Dalam kelas siswa diminta untuk mengungkapkan gagasan mereka tentang konsep yang sudah diajarkan atau yang mau diajarkan. Dari diskusi di kelas itu dapat dideteksi juga apakah gagasan/ide mereka tepat atau tidak (Harlen, 1992:176). Dari diskusi tersebut, guru atau seorang peneliti dapat mengerti konsep-konsep alternatif yang dipunyai siswa. Cara ini lebih cocok digunakan pada kelas yang besar dan juga sebagai penjajakan awal.

6. Materi Listrik Dinamis

a. Arus Listrik Arus listrik didefinisikan sebagai laju aliran muatan listrik yang melalui suatu luasan penampang melintang (Tipler, 2001:138). Pergerakan muatan ini terjadi pada bahan konduktor. Muatan listrik dapat mengalir dalam suatu rangkaian bila dihubungkan dengan sumber energi. Muatan listrik dikenai suatu gaya, yaitu gaya gerak listrik (ggl) sehingga dapat bergerak. Ggl ini disebut juga beda potensial.

Secara konvensional, arah arus listrik sama dengan arah aliran muatan positif, yaitu dari titik yang berpotensial tinggi ke titik yang berpotensial rendah dalam suatu rangkaian tertutup. Setelah penemuan konsep tentang elektron, diketahui bahwa pada saat terjadi arus listrik, muatan yang sebenarnya bergerak adalah muatan negatif (elektron). Karena elektron mengalir dari potensial rendah (kutub yang lebih negatif) menuju ke potensial tinggi, maka dapat pula dikatakan bahwa arus listrik berlawanan dengan arah gerak muatan negatif (elektron).

Dalam selang waktu ( Δt ), muatan yang melewati penampang ( A ) adalah Δq sehingga kuat arus listrik ( I ) yang mengalir dapat dinyatakan sebagai :

dengan Δq adalah banyaknya muatan yang mengalir untuk selang waktu ( Δt ) yang sangat kecil. Untuk arus searah, jumlah muatan yang mengalir melalui suatu penampang kawat/konduktor adalah konstan sehingga dapat dituliskan:

Satuan kuat arus listrik dalam SI adalah coulomb per sekon ( C/s ) yang lebih dikenal dengan ampere ( A ). Bila luas penampang yang dilewati arus sebesar A, maka rapat arus (J) dapat dituliskan:

Rapat arus didefinisikan sebagai besarnya kuat arus per satuan luas penampang. Rapat arus J mempunyai satuan ampere/m 2 .

b. Resistansi dan Hukum Ohm Menurut Hukum Ohm, pada komponen Ohmik (komponen yang memenuhi Hukum Ohm) kuat arus ( I ) berbanding lurus dengan besarnaya tegangan yang diberikan ( V ) untuk suhu yang konstan dalam suatu segmen kawat. Jika disajikan dalam bentuk grafik, maka grafik hubungan antara arus listrik yang mengalir dan tegangan yang diberikan dalam suatu penghantar adalah sebagai berikut:

Gambar 2.1 Grafik Hubungan Antara Arus Listrik dan Tegangan

I(A)

V ( Volt )

Apabila hambatan yang digunakan diganti dengan yang lain, gradien kurva akan berubah. Jika kemiringan grafik tersebut adalah m, didapatkan hubungan :

𝐼 = 𝑚𝑉 → 𝑚 = 𝐼 𝑉 (4) Besarnya gradient ( m ) adalah berbanding terbalik dengan besarnya

hambatan suatu bahan ( R ). Konstanta kesebandingan arus dan tegangan ditulis 1/R, di mana R disebut resistansi. Sehingga akan didapatkan hubungan :

(5) Besarnya hambatan listrik dalam sa tuan SI dinyatakan dalam Ohm ( Ω ). Dengan kualifikasi bahwa R konstan, memberikan persamaan matematik hukum

Ohm yaitu:

(6) Besarnya hambatan (R) suatu bahan / kawat penghantar berbanding lurus dengan nilai hambatan jenis (ρ) dan panjang bahan penghantar ( l ), serta berbanding terbalik dengan luas penampangnya ( A ). Secara matematis, pernyataan tersebut dapat disajikan dalam persamaan :

𝑅=𝜌 𝑙 𝐴 (7) Perubahan hambatan jenis sebanding dengan besarnya perubahan suhu

( ΔT), sehingga perubahan nilai hambatan juga akan mengikuti hubungan :

di mana :

R T : hambatan pada suhu T 0 C

R 0 : hambatan mula-mula

α : koofisien suhu hambatan jenis ( per 0 C) ΔT : perubahan suhu ( 0 C) α : koofisien suhu hambatan jenis ( per 0 C) ΔT : perubahan suhu ( 0 C)

1) Hubungan seri Hubungan seri hambatan-hambatan listrik dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Hambatan yang Disusun Seri

Hambatan total (R t ) beberapa hambatan yang disusun secara seri dapat dituliskan sebagai :

𝑅 𝑡 = 𝑅 1 + 𝑅 2 + ⋯+𝑅 𝑛 (10) Besarnya arus yang mengalir pada setiap hambatan adalah sama

Selain itu, hubungan seri berfungsi sebagai pembagi tegangan, dimana :

𝑅 1 + 𝑅 2 𝑉 𝑡 (12) atau

2) Hubungan Paralel Hubungan paralel komponen listrik dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Hambatan yang Disusun Paralel

Hambatan total ( R t ) beberapa hambatan yang disusun secara paralel dapat dituliskan sebagai :

Dapat juga dituliskan bahwa untuk dua hambatan yang dihubungkan secara

𝑅 1 + 𝑅 2 (15) Sedangkan jika ada n buah resistor yang sama besar ( R 1 =R 2 =....= R n =R) yang dihubungkan secara paralel, maka:

(16) Rangkaian paralel berfungsi sebagai pembagi arus ( I t =I 1 +I 2 +...+I n ) dan beda

potensial setiap hambatan adalah sama ( V t =V 1 =V 2 =V n ).

d. Hukum Kirchoff Hukum Kirchoff mengatakan bahwa : “(1). Pada setiap rangkaian tertutup, jumlah aljabar dari beda

potensialnya harus sama dengan nol. (2). Pada setiap titik percabangan jumlah arus yang masuk melalui titik tersebut sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut ”. Hukum I Kirchof atau kaedah loop (loop rule) didasarkan atas kekekalan energi. (Tipler, 2001:174)

(17) Misalkan arah loop searah dengan arah I, yaitu a-b-c-d-a

Gambar 2.4 Rangkaian Tertutup Kuat arus listrik I dari gambar di atas dapat ditentukan dengan menggunakan Hukum I Kirchoff.

(19) Hukum II Kirchoff secara matematis dapat dituliskan sebagai :

Gambar 2.5 Percabangan Arus

Berdasarkan Hukum II Kirchoff, maka akan berlaku persamaan : 𝐼 1 + 𝐼 2 = 𝐼 3 + 𝐼 4 + 𝐼 5 (21)

e. Sumber Tegangan 1). Rangkaian sumber tegangan seri

Gambar 2.6 Sumber Tegangan yang Disusun Seri

Gambar 2.6 menunjukkan tiga sumber tegangan yang dirangkai secara seri. Ditinjau dari hukum Ohm dan Hukum Kircoff maka didapatkan besar arus yang dihasilkan sumber tegangan yang dirangkai seri sebagai berikut:

2). Rangkaian sumber tegangan paralel

Gambar 2.7 Sumber Tegangan yang Disusun Paralel