Artikel ini membahas tentang penemu Hukum Kirchhoff 1 dan 2, rumus Hukum Kirchhoff 1 dan 2, serta contoh soal dan pembahasan Hukum Kirchhoff 1 dan 2.
Howdy, Sobat Zenius! Dalam pelajaran Fisika, elo belajar yang namanya listrik. Nah, di dalam listrik ini, elo juga bakal kenalan sama yang namanya Hukum Kirchoff 1 dan 2. Itu apaan sih, emangnya? Langsung cekidot pembahasan di bawah ini, deh!
Hukum Kirchhoff ini membahas tentang konduksi listrik. Hukum Kirchoff arus sangat penting dipelajari sebagai dasar untuk mempelajari rangkaian listrik, terutama rangkaian listrik tertutup.
Hukum Kirchoff merupakan dua persamaan yang berhubungan dengan arus dan beda potensial, umumnya dikenal dengan tegangan dalam rangkaian listrik.
Banyak dari rangkaian listrik sederhana yang memungkinkan dianalisis dengan hanya mengganti kombinasi rangkaian seri dan paralel resistor dalam menyederhanakan rangkaian yang memiliki banyak resistor.
Tegangan jatuh pada R1 dan R2 tidaklah sama karena adanya GGL (Gerak Gaya Listrik). Sehingga, rangkaian kedua resistor ini tidak paralel dan bukan merupakan rangkaian seri, karena arus yang mengalir pada kedua resistor tidak sama. Namun, ada hukum yang berlaku pada rangkaian yang memiliki arus tetap (tunak). Hukum ini adalah hukum Kirchoff 1 dan 2.
Penerapan hukum Kirchoff secara kasat mata cukup sulit dilihat, Sobat Zenius. Implementasinya tidak berbentuk komponen, namun merupakan sebuah rumus untuk menjalankan rangkaian listrik. Komponen listrik yang menggunakan hukum Kirchoff adalah rangkaian paralel dan juga rangkaian seri.
Misalnya lampu rumah elo disusun dengan menggunakan rangkaian seri maka lampu yang paling dekat dengan sumber listrik akan menyala lebih terang. Sementara lampu yang jauh dari sumber listrik akan menyala redup.
Tapi kalau lampu disusun dengan rangkaian paralel, maka semua lampu akan punya intensitas keterangan yang kurang lebih sama, meskipun jarak dengan sumber listrik berbeda-beda.
Oh iya, dari tadi gue udah bahas sedikit mengenai pengertian hukum Kirchoff. Sebenarnya apa sih hukum Kirchoff 1 dan 2? Sebelum masuk ke bunyi hukumnya, kenalan dulu yuk sama ilmuwannya.
Daftar Isi
Gustav Robert Kirchhoff
Sosok bernama lengkap Gustav Robert Kirchhoff ini merupakan seorang fisikawan asal Jerman yang lahir pada 12 Maret 1824 di Königsberg, Prusia, serta wafat pada 17 Oktober 1887 (usia 63 tahun) di Berlin, Jerman.
Ibunya bernama Johanna Henriette Wittke, sementara ayahnya bernama Friedrich Kirchhoff yang berprofesi sebagai pengacara. Pada tahun 1847, Kirchhoff menikah dengan Clara Richelot, serta memiliki tiga anak laki-laki dan dua anak perempuan.
Pasca Richelot meninggal dunia pada tahun 1869, Kirchhoff menikah lagi dengan Luise Brommel pada tahun 1872.
Kirchhoff yang menghabiskan sebagian masa hidupnya menjadi guru besar dan profesor fisika ini menyumbangkan kontribusi kepada perkembangan ilmu pengetahuan dengan menemukan rumus hukum rangkaian untuk rekayasa listrik (1845), hukum radiasi termal atau yang dikenal dengan termodinamika (1859, 1861), serta berkontribusi besar untuk spektroskopi.
Setelah mengenal Kirchhoff, sekarang kita lanjut ke bunyi hukum Kirchoff 1 dan 2, yuk Sobat Zenius!Tapi sebelumnya, download dulu yuk aplikasi Zenius biar elo dapet akses ke ribuan materi dan live class. Belajar makin seru, deh! Klik gambar di bawah ya.
Download Aplikasi Zenius
Fokus UTBK untuk kejar kampus impian? Persiapin diri elo lewat pembahasan video materi, ribuan contoh soal, dan kumpulan try out di Zenius!
Hukum Kirchhoff 1
Hukum Kirchoff 1 dikenal sebagai hukum percabangan atau junction rule, hukum ini memenuhi kekekalan muatan. Hukum ini diperlukan untuk rangkaian yang multisimpal dan mengandung titik-titik percabangan ketika arus mulai terbagi.
Pada keadaan konstan, tidak ada akumulasi muatan listrik pada setiap titik dalam rangkaian. Dengan demikian, jumlah muatan yang masuk di dalam setiap titik akan meninggalkan titik tersebut dengan jumlah yang sama.
Bunyi Hukum Kirchhoff 1 adalah:
“Besar arus listrik yang mengalir memasuki suatu titik ke suatu persimpangan atau simpul sama dengan besar arus listrik yang keluar dari titik tersebut.”
Singkatnya nih, Hukum Kirchhoff 1 itu membahas tentang arus yang ada di percabangan pada suatu rangkaian tertutup. Landasan dari bunyi hukum ini adalah “Hukum Kekekalan Muatan” yang berbunyi “Muatan di suatu titik A sama dengan muatan yang ada di titik B”. Dengan catatan, nggak ada gaya luar yang bekerja di situ.
Rumus Hukum Kirchhoff 1
Keterangan:
Untuk mengetahui kegunaan hukum Kirchoff 1 dan 2 gue akan pake analogi gampang ini.
Misal ada 100 orang yang naik kereta di hari ini, maka saat berhenti pun bakal ada 100 orang yang turun dari kereta itu juga. Tentu aja, dengan asumsi kereta ini sekali jalan dan gak ada transit di mana-mana dulu. Hal yang sama berlaku untuk arus pada rangkaian tertutup menurut Hukum Kirchhoff nih, Sobat Zenius!
Hukum Kirchhoff 2
Hukum Kirchoff 2 juga sering disebut sebagai hukum simpal (loop rule), karena pada kenyataannya beda potensial antara dua titik percabangan dalam satu rangkaian pada keadaan konstan.
Hukum ini merupakan bukti dari adanya hukum konservasi energi. Jika muatan Q pada sembarang titik dengan potensial V, dengan demikian energi yang dimiliki oleh muatan tersebut adalah QV.
Selanjutnya, jika muatan mulai bergerak melintasi simpal tersebut, maka muatan yang kita miliki akan mendapatkan tambahan energi atau kehilangan sebagian energinya saat melalui resistor baterai atau elemen lainnya. Namun saat kembali ke titik awalnya, energinya akan kembali menjadi QV.
Bunyi Hukum Kirchhoff 2 adalah:
“Jumlah keseluruhan voltase yang ada di sekitar loop tertutup di dalam rangkaian memiliki besar yang sama dengan nol”.
Nah, kalau Hukum Kirchhoff 2 ini membahas tentang loop seperti contoh di atas nih, Sobat Zenius. Tujuan dari hukum ini adalah untuk mengukur beda potensial tegangan yang ada di suatu rangkaian yang tidak memiliki cabang.
Rumus Hukum Kirchhoff 2
Keterangan:
I = Kuat Arus (Ampere)
R = Hambatan (Selain itu, ada juga beberapa aturan yang harus lo perhatiin dari Hukum Kirchhoff 2 ini. Lo mesti nentuin dulu arah dari loopnya, lalu nerapin hal-hal berikut:
- Penurunan tegangan (ΣIR) akan bertanda positif (+), kalau searah dengan loop.
- Penurunan tegangan (ΣIR) akan bertanda negatif (-), kalau berlawanan arah dengan loop.
- Gaya gerak listrik (ΣE) akan bertanda positif (+), kalau bertemu dengan kutub positif dari sumber tegangan.
- Gaya gerak listrik (ΣE) akan bertanda negatif (-), kalau bertemu dengan kutub negatif dari sumber tegangan.
Nah, Sobat Zenius sekarang sudah jelaskan tentang bunyi dan rumus hukum Kirchoff 1 dan 2. Sekarang lanjut yuk ke contoh soal dan pembahasan.
Contoh Soal dan Pembahasan
Sekarang gue akan mulai masuk ke contoh soal hukum Kirchoff, check it out!
Contoh Soal 1
Diketahui, kuat arus sebuah rangkaian sebagai berikut.
Contoh Soal dan Pembahasan
Contoh Soal 1
Diketahui, kuat arus sebuah rangkaian sebagai berikut.
Tentukan bentuk matematis yang tepat dari gambar tersebut!
Pembahasan:
a). Menggunakan konsep Hukum Kirchhoff 1
I1+ I2 = I3 + I4 + I5
Jadi, bentuk matematis yang benar dari gambar tersebut adalah I1+ I2 = I3 + I4 + I5.
Contoh Soal 2
Diketahui sebuah rangkaian seperti berikut, dengan arus listrik 3 A mengalir dari X ke Y sehingga besar beda potensial antar X dan Y adalah 12 .
Tentukan berapa besar hambatan R!
Pembahasan:
a). Menggunakan konsep Hukum Kirchhoff 2
b). Vxy = 12 V
Vxa + Vcb + Vbc + Vcy = 12 V
V1 + I.R1 + (-V2) + I.R2 = 12 V
6 + 3.2 + (-9) + 3R = 12
3 + 3R = 12
3R = 9
R = 3 Ohm.
Jadi, besar hambatan R adalah 3 Ohm.
***
Nah, itu dia pembahasan tentang Hukum Kirchhoff 1 dan 2 kali ini, tentunya sekarang elo sudah dapat menghitung besarnya kuat arus listrik pada hukum kirchoff dong!
Jangan bosen-bosen buat banyak latihan soal biar makin terbiasa ya, Sobat Zenius! Elo juga bisa banget cek tautan atau pelajari materi lainnya dengan berlangganan paket belajar Zenius. Klik banner di bawah ini biar makin paham, ya. See you!
Link Video
Baca Juga
Rumus Hukum Ohm dalam Rangkaian Listrik
Tegangan Listrik : Rumus, 5 Contoh Soal dan Pembahasan
Hambatan Listrik : Rumus, 3 Contoh Soal dan Pembahasan
Originally Published: September 8, 2021
Updated by: Arieni Mayesha
Leave a Comment