IPA

Bunyi Hukum Kirchoff 1 dan 2 – Contoh Soal, Rumus, Pengertian

Sudahkah Anda tahu arti dari Hukum Kirchoff dan bagaimana bunyi dari hukum tersebut? Pada dasarnya, Hukum Kirchoff merupakan suatu hukum yang berkaitan erat dengan suatu perhitungan arus dan tegangan listrik.

Bagi siswa SMA IPA ataupun anak kuliahan di jurusan mesin wajib tahu akan hal ini.

Namun, bila Anda ingin mengetahui bagaimana rangkaian listrik dengan rangkaian elektronika secara manual, maka perlu Anda tahu dahulu pengertian dan bunyi dari Hukum Kirchoff.

Pengertian Hukum Kirchoff

Perlu Anda tahu, Hukum Kirchoff merupakan suatu hukum sebuah ilmu elektronika yang mempelajari tentang analisis suatu arus dan tegangan suatu rangkaian listrik. Hukum Kirchoff ini telah diciptakan oleh ahli fisika yang berasal dari Jerman bernama Gustav Robert Kirchoff.

Pada tahun 1845, Hukum Kirchoff ini mulai diperkenalkan dan dipergunakan untuk menghitung rangkaian arus dan tegangan listrik.

Seperti yang diketahui bahwa Hukum Kirchoff terbagi menjadi dua yaitu Hukum Kirchoff 1 dan Hukum Kirchoff 2. Dalam setiap hukum memiliki cara perhitungan yang berbeda namun menghasilkan suatu hasil yang sama.

Lalu seperti apa bunyi dari Hukum Kirchoff 1 dan Hukum Kirchoff 2? Mari kita simak bunyi Hukum Kirchoff 1 da 2 dibawah ini!

 

Bunyi Hukum Kirchoff 1 Dan 2

  1. Hukum Kirchoff 1

Menurut Gustav Robert Kirchoff Hukum Kirchoff 1 berbunyi:

“Suatu total arus listrik yang masuk melalui suatu titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik memiliki besar yang sama dengan arus total yang keluar dari titik percabangan tersebut”.

Ataupun dalam arti lain “Banyaknya kuat arus listrik yang masuk dalam titik percabangan sama besar dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

Tahukah Anda bahwa Hukum Kirchoff 1 sering disebut dengan istilah “hukum percabangan”. Hukum ini merupakan suatu hukum yang menentukan arah arus dan besarnya suatu arus dalam sebuah percabangan.

 

  1. Hukum Kirchoff 2

Menurut Gustav Robert Kirchoff Hukum Kirchoff 2 yang dipakai dalam sebuah rangkaian listrik tertutup berbunyi:

“Beda Potensial (banyaknya tegangan) di suatu rangkaian listrik tertutup besarnya sama dengan angka nol”.

Ataupun dalam arti lain “Jumlah penurunan jumlah tegangan sama dengan angka nol”.

Rumus tersebut mempunyai artian bahwa dalam suatu rangkaian listrik tertutup tersebut, tidak ada energi listrik yang hilang. Jadi semua energi listrik yang ada menjadi diserap atau digunakan.

Tahukah Anda bahwa untuk Hukum Kirchoff 2 biasanya sering disebut dengan Hukum Tegangan Kirchoff atau Kirchoff’s Voltage Law (KVL). Hukum ini biasanya dipakai untuk menentukan suatu kuat arus yang sedang mengalir pada suatu rangkaian listrik bercabang dengan keadaan tertutup. Hukum ini khusus digunakan untuk skalar yang sedang dalam keadaan tertutup.

 

Jadi, demikianlah pengertian dan perbedaan dari Hukum Kirchoff 1 dan Hukum Kirchoff 2. Setiap hukum memiliki bunyi dan kegunaan yang berbeda. Jadi ingat, saat Anda ingin menentukan suatu arah dan besar suatu arus pada rangkaian listrik maka gunakan Hukum Kirchoff. Sedangkan untuk menentukan suatu kuat arus yang mengalir di rangkaian listrik tertutup, Anda harus menggunakan Hukum Kirchoff 2.

Setelah pengertian dari Hukum Kirchoff 1 dan 2, berikutnya kami akan memberikan informasi tentang rumus yang digunakan dalam Hukum Kirchoff 1 dan Hukum Kirchoff 2. Simak ulasan rumus-rumus di bawah ini!

 

Rumus Hukum Kirchoff 1 Dan 2

  1. Rumus Hukum Kirchoff 1

Secara sistematis Hukum Kirchoff dirumuskan sebagai berikut:

Rumus Hukum Kirchoff 1

Jika digambarkan menjadi sebuah arus rangkaian maka akan menghasilkan rangkaian arus listrik sebagai berikut:

Gambar Rumus Hukum Kirchoff 1

 

  1. Rumus Hukum Kirchoff  2

Secara sistematis Hukum Kirchoff dirumuskan sebagai berikut:

V = 0 atau ε + I R + 0 atau ΣE +ΣIR = 0

Keterangan:

  • ΣE : jumlah aljabar “ggl sumber arus” (V)
  • ΣIR: Jumlah penurunan tegangan (V)
  • I: Arus listrik (A)
  • R: Hambatan (W)

Jika digambarkan menjadi sebuah arus rangkaian maka akan menghasilkan rangkaian sebagai berikut:

Gambar Rumus Hukum Kirchoff 2

Dengan menggunakan rumus di atas, Anda dapat menggunakan Hukum Kirchoff 2 seperti dibawah ini.

  • Langkah menggunakan Hukum Kirchoff 2
  1. Anda harus memilih rangkaian untuk setiap lintasan dengan arah tertentu yang dituju. Anda bisa memilih arah loop yang bebas. Namun, akan lebih baik jika Anda mengambil arah arus listrik yang searah.
  2. Jika Anda menemukan suatu cabang pada loop memiliki arus yang sama, maka penurunan tegangan atau IR akan berubah tanda menjadi positif. Namun apabila Anda menemukan loop yang berlawanan arah dengan arusnya, maka penurunan tegangan atau IR akan bertanda negatif.
  3. Kemudian, saat mengikuti arah loop, sebuah kutub yang akan dijumpai pertama ialah kutub positif maka gaya listriknya akan memiliki tanda positif. Namun, bila sebaliknya maka tanda pada IR akan berubah menjadi negatif.

Jika Anda menjumpai sebuah rangkaian arus tertutup dengan loop tunggal atau satu loop, maka Anda bisa menganalisisnya dengan menggunakan Hukum Kirchoff 2. Berikut ini langkah-langkah untuk menganalisis rangkaian tersebut.

  1. Yang perlu Anda lakukan pertama kali ialah memilih arah dari loop. Untuk mendapatkan suatu analisis yang mudah maka pilihlah loop yang memiliki arah arus searah. Pastikan arah tersebut bersumber dari suatu tegangan yang lebih besar dan menghindar dari arus kecil. Arah harus Anda tuju ialah dari kutub positif ke negatif.
  2. Kemudian setelah loop telah ditemukan, maka selanjutnya pusatkan perhatian pada arus percabangan. Setelah itu, Anda hanya harus memilih penurunan tandanya saja.

Sekarang Anda sudah mengetahui perbedaan dari rumus-rumus Hukum Kirchoff 1 dan 2. Untuk lebih jelasnya, perhatikan contoh dan pembahasannya di bawah ini.

 

Contoh Soal Hukum Kirchoff 1 Dan 2

  1. Berapakah kuat arus yang mengalir pada sebuah rangkaian arus listrik jika R1 = 2 Ώ, R2 = 4 Ώ, dan R3 = 6 Ώ.

Perhatikan rangkaian arus tertutup berikut ini!

Contoh Soal Hukum Kirchoff 1

Pembahasan:

Untuk menyelesaikan soal di atas, Anda harus menerapkan Hukum Kirchoff 2. Untuk langkah yang pertama, Anda harus menentukan arah arus dan loopnya. Kemudian, arahkan loop searah dengan arah berputar jarum jam.

Jawaban Soal Hukum Kirchoff 1

ΣIR + Σє = 0

ɩ (R1 – E1) + ɩ (R2) + ɩ (R3 + E2) = 0

ɩ (R1 +R2 + R3 + (E1– E2) = 0

ɩ (2Ώ + 4 Ώ + 6 Ώ) + 3V – 9V = 0

12 ɩ – 6V = 0

12 = 6V jadi ɩ ialah 0.5 A

  1. Perhatikan aliran besar kuat arus pada sebuah rangkaian listrik berikut ini!

Contoh Soal Hukum Kirchoff 2

Pembahasan:

Diketahui:

  • R1 = 2 Ω
  • R2 = 3 Ω
  • R3 = 3 Ω
  • V1 = 12 V
  • V2 = 12 V

Berapakah besar arus listrik pada rangkaian tersebut?

Untuk memecahkan soal ini, Anda terlebih dahulu harus menentukan arah arus dan arah loopnya.

Jawaban Soal Hukum Kirchoff 2

Untuk menyelesaikan soal ini, terapkanlah Hukum Kirchoff 2!

ε + I R + 0 atau ΣE +ΣIR = 0

– 12 V + i . 2Ω – 12 V + i  . 3Ω + 3 Ω = 0

– 24 V + i . 8 Ω = 0

i . 8Ω = 24 V

i = 24 V / 8 Ω = 3 A

  1. Perhatikan besar arus listrik pada rangkaian di bawah ini!

Contoh Soal Hukum Kirchoff 3

Apa yang akan terjadi pada arus listrik pada rangkaian tersebut jika saklar S ditutup.  Maka berapakah daya pada R = 4 Ω?

Pembahasan:

Diketahui:

  • R1 = 2 Ω
  • R2 = 4 Ω
  • V1 = 12 V
  • V2 = 6 V

Hitunglah P (R2) pada rangkaian tersebut!

Sebelum Anda memasukan angka arus listrik dan menggunakan rumusnya, yang pertama Anda cari terlebih dahulu ialah arah arus dan loopnya.

Jawaban Soal Hukum Kirchoff 3

Dalam menyelesaikan soal ini, Anda harus menerapkan Hukum Kirchoff 1 yaitu (I1 = I2 + I3) dan Hukum Kirchoff 2 (menggunakan rumus loop 1)

Jawab:

ε + I R + 0 atau ΣE +ΣIR = 0

– 12 V + I3 . 2 Ω + I1 . 4 Ω = 0

I1 . 4 Ω + I3 . 2 Ω = 12 V

Loop 2

6 V – I3 . 2 Ω = 0

I3 . 2Ω = 6 V

I3 = 3 A

Selanjutnya hitung substitusi hasil perolehan dari Loop 2 ke Loop 1.

I1 . 4 Ω + 3 A . 2 Ω = 12 V

I1 . 4 Ω + 6 V = 12 V

I1 . 4 Ω = 6 V

I1 = 6 V / 4 Ω = 1,5 A

Setelah itu, hitunglah P (R2 ) pada rangkaian tersebut!

P = I2 . R = (1,5 A)2 . 4 Ω = 9 Watt

  1. Perhatikanlah susunan kuat arus pada rangkaian listrik di bawah ini!

Contoh Soal Hukum Kirchoff 4

Jika besarnya kuat arus yang mengalir pada I1 = 15 A, I2 = 4 A, I3 = 5A, I4 = 3 A, maka berapa besar kuat arus pada  Ipada rangkaian tersebut?

Pembahasan:

Diketahui :

  • I1 = 25 A,
  • I2 = 8 A,
  • I3 = 5A,
  • I4 = 6 A

Ditanyakan: I5 =… ?

ΣImasuk + ΣI keluar

Untuk menyelesaikan soal seperti di atas, maka gunakanlah Hukum Kirchoff 1 yang saya berikan.

I1  = I2 + I3 + I4 + I5

15 = 4+5+3+ I5

I5 = 15 – 12

I5 = 3 A

Jadi kuat arus I5 pada rangkaian listrik tersebut ialah 3 Ampere.

  1. Perhatikanlah suatu rangkaian listrik di bawah ini! Jika besar kuat arus

IR = 2 A, IX = 1,33 A. Maka tentukanlah besar dan arah kuat arus IY?

Contoh Soal Hukum Kirchoff 5

Pembahasan:

ΣImasuk + ΣI keluar dan ΣImasuk = 1x + 1y

Untuk menyelesaikan soal di atas, gunakanlah Hukum Kirchoff 1!

2 A =  1,33 + IY

IY    = 2 A – 1,33 A

IY    = 0,67 A

Jadi,  besar kuat arus IY ialah 0,67 A dan arah yang dituju ialah arah keluar.

 

Demikian Bunyi Hukum Kirchoff 1 dan 2 – Contoh Soal, Rumus, Pengertian. Contoh di atas merupakan cara termudah dalam menyelesaikan soal dengan menggunakan Hukum Kirchoff 1 dan Hukum Kirchoff 2.

Bagaimana menurut Anda, sangat mudah bukan untuk memahami Hukum Kirchoff 1 dan 2!

Sumber:

loading...

Leave a Reply