Hukum Kirchhoff - Blog Ilmu Pengetahuan

Hukum Kirchhoff ialah dua persamaan yg berafiliasi dgn arus & beda berpotensi (umumnya diketahui dgn tegangan) dlm rangkaian listrik. Hukum ini pertama kali diperkenalkan oleh seorang ahli fisika Jerman yg berjulukan Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) pada tahun 1845.

Lihat pula materi Wargamasyarakat.org lainnya:

Hukum Pascal

Hukum Ohm

Banyak dr rangkaian listrik sederhana (Gambar 1.1) yg tak mampu dianalisis dgn cuma mengubah variasi rangkaian seri & paralel resistor dlm menyederhanakan rangkaian yg mempunyai banyak resistor.

Contoh rangkaian sederhaa yg tak dapat dianalisis dgn mengganti kombinasi resistor seri atau paralel dgn resistansi ekivalen mereka. (Tipler, Physics for Scientist and Engineer 5th Edition)

Tegangan jatuh pada $R_1$ dan $R_2$ tidaklah sama karena adanya ggl $\epsilon_2$ . Sehingga, rangkaian kedua resistor ini tidaklah paralel pula bukanlah rangkaian seri, alasannya adalah arus yg mengalir pada kedua resistor tidaklah sama. Namun, ada aturan yg berlaku pada rangkaian yg memliki arus tetap (tunak). Hukum ini yakni aturan Kirchhoff 1 & 2.

Daftar Isi

Hukum Kirchhoff 1

Hukum Kirchhoff 1 dikenal selaku hukum percabangan (junction rule), alasannya hukum ini menyanggupi kekekalan muatan. Hukum ini dibutuhkan untuk rangkaian yg multisimpal yg mengandung titik-titik percabangan tatkala arus mulai terbagi. Pada kondisi tunak, tak ada akumulasi muatan listrik pada setiap titik dlm rangkaian. Dengan demikian, jumlah muatan yg masuk di dlm setiap titik akan meninggalkan titik tersebut dgn jumlah yg sama.

Hukum Kirchhoff 1 menyatakan bahwa:

“Jumlah arus listrik yg masuk lewat titik percabangan dlm sebuah rangkaian listrik sama dgn jumlah arus yg keluar lewat titik percabangan tersebut”

Sebuah batang yang sangat ringan, panjangnya 140 cm.

hukum kirchhoff 1 tentang titik percabangan

Ilustrasi hukum Kirchhoff ihwal titik percabangan. Arus I_1yang mengalir melalui titik percabangan a akan sama dgn jumlah I_2+I_3 yg keluar dr tiik percabangan

Yuk berguru materi ini juga:

Senyawa Karbon

Metabolisme

Paragraf Induktif

Secara umum rumus aturan Kirchhoff 1 dapat dituliskan selaku berikut:

$\Sigma I_ masuk = \Sigma I_ keluar$

Gambar 1.2 menunjukkan sebuah titik percabangan dr 5 buah kawat yg dialiri arus $I_1, I_2$ & $I_2$ .

Dalam rentang waktu $\Delta t$ , muatan $q_1 = l_1 \Delta t$ mengalir melalui titik percabangan dr arah kiri. Dalam rentang waktu $\Delta t$ juga, muatan $q_2 = l_2 \Delta t$ dan $q_3 = l_3 \Delta t$ bergerak ke arah kanan meninggalkan titik percabangan. Karena muatan tersebut bukan berasal dr titik percabangan & tak pula menumpuk pada titik tersebut dlm kondisi tunak, maka muatan akan terkonservasi di titik percabangan tersebut, yakni:

$l_1 = l_2 + l_3$

Hukum Kirchhoff 2

Bunyi aturan Kirchhoff 2 yakni sebagai berikut:

“Pada setiap rangkaian tertutup, jumlah beda potensialnya harus sama dgn nol”

Hukum Kirchhoff 2 pula sering disebut selaku hukum simpal (loop rule), alasannya pada kenyataannya beda potensial diantara dua titik percabangan dlm satu rangkaian pada keadaan tunak ialah konstan. Hukum ini merupakan bukti dr adanya hukum konservasi energi. Jika kita mempunyai sebuah muatan Q pada sembarang titik dgn berpotensi V, dgn demikian energi yg dimiliki oleh muatan tersebut yaitu QV. Selanjutnya, bila muatan mulai bergerak melintasi simpal tersebut, maka muatan yg kita miliki akan mendapatkan perhiasan energi atau kehilangan sebagian energinya dikala melalu resistor baterai atau elemen lainnya. Namun dikala kebali ke titik mulanya, energinya akan kembali menjadi QV.

Sebagai contoh penggunaan hukum ini (Gambar 1.3), dua baterai yg berisi hambatan dlm $r_1$ & $r_2$ serta ada 3 kendala luar. Kita akan mampu menenutukan arus dlm rangkaian tersebut sebagai fungsi GGL & hambatan.

Induksi Elektromagnetik

Rangkaian berisi 2 buah baterai & 3 resistor eksternal. Tanda plus minus pada resistor digunakan untuk mengingatkan kita segi mana pada setiap resistor yg berada pada memiliki potensi lebih tinggi untuk arah arus yg diasumsikan.

Yuk belajar materi ini juga:

General Structure of Procedure Text

Peluang

Reaksi Substitusi & Eliminasi

Secara umum rumus hukum Kirchhoff 2 dapat dinyatakan selaku berikut:

$\Sigma IR + \Sigma \epsilon = 0$

Contoh Soal Hukum Kirchhoff

Contoh Soal 1:

Perhatikan gambar rangkaian tertutup dibawah ini!

contoh soal hukum kirchhoff

Apabila $R_1 = 2 \Omega, R_2 = 4 \Omega$ & $R_3 = 6 \Omega$ , maka berpengaruh arus yg mangalir pada rangkaian ialah …

Jawaban:

Kita apalagi dulu pastikan arah arus & arah loop, dlm hal ini kita akan memilih arah loop searah dgn arah jarum jam.

arah loop rangkaian kirchhoff 2

Dengan menerapkan hukum Kirchhoff 2, kita akan dapatkan nilai arus listrik selaku berikut:

$\Sigma IR + \Sigma \epsilon = 0$

$i \cdot R_1 - E_1 + i \cdot R_2 + i \cdot R_3 + E_2 = 0$

$i (R_1 + R_2 + R_3) + E_2 - E_1 = 0$

$i (2 \Omega + 4 \Omega + 6 \Omega) + 3V - 9V = 0$

$12i - 6V = 0$

$12i = 6V$ maka $i = 0.5 A$

Contoh Soal 2:

Pada rangkaian listrik di bawah ini diberikan diberikan $R_1 = 4 \Omega$ & $R_2 = 2 \Omega$ . Jika saklar S ditutup, pastikan besarnya daya pada $R_1$ !