Bunyi hukum kirchoff 1 dan 2

Sebelum anda membaca lebih lanjut apakah bunyi hukum kirchoff. Anda harus tahu bahwasanya hukum kirchoff itu terbagi dua yaitu hukum kirchoff 1 dan hukum kirchoff 2. Baiklah, selanjutnya ada hal yang penting yang harus anda ketahui terlebih dahulu. Hukum kirchoff berguna untuk menganalisis arus dan tegangan yang terdapat pada rangkaian listrik. Hukum ini dapat anda pelajari setelah anda mempelajari hukum ohm. Kita dapat menggunakan hukum ini untuk membantu menyelesaikan soal-soal hukum ohm dari rangkaian listrik yang lebih rumit dalam penyelesaiannya.

Seorang ahli fisika berkebangsaan Jerman yang bernama Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887)  telah memperkenalkan hukum ini pertama kali pada tahun 1845. Baiklah, selanjutnya kita akan memulai bahasan pertama:

Bunyi Hukum Kirchoff 1

Berikut ini kita akan mulai dengan bunyi hukum kirchoff 1. Hukum kirchoff 1 berkaitan dengan arah arus listrik pada titik percabangan. Hukum ini sering kita dengar dengan nama hukum kirchoff arus atau dengan istilah lain Kirchhoff’s Current Law (KCL). Adapun bunyinya adalah sebagai berikut:

Jumlah Total Arus yang masuk dan keluar pada satu titik percabangan di dalam sebuah rangkaian listrik sama dengan Jumlah Total Arus yang keluar pada titik percabangan tersebut.

Untuk lebih jelasnya, anda bisa melihat gambaran dan penjelasan dari bunyi tersebut pada gambar di bawah ini.

 

Berdasarkan pada gambar yang anda lihat di atas, maka dapat kita simpulkan dengan rumus yang sesuai dengan hukum kirchoff arus berikut ini :

I1 + I2 + I3 = I4 + I5 + I6

Apakah anda sudah memahaminya? Jika belum, saya akan berikan beberapa contoh soal berikut ini,

Contoh soal 1

Amati gambar arus dan data di bawah ini. Kemudian hitunglah berapa arus yang mengalir pada I3?

I1 = 6A

I2 = 8,5A

Jawab :

I1 + I2 = I3

6A + 8,5A = I3

I3 = 14,5A

Jadi besar arus I3 adalah 14,5A

Contoh soal 2

Selanjutnya perhatikan gambar dan data-data di bawah ini. Kemudian hitunglah arus I3 dan I5 dengan menggunakan hukum kirchoff arus.

I1 = 4A

I2 = 3A

I3 = ?

I4 = 6,2A

I5 = ?

Jawab:

I3 = I1 + I2 = 4A + 3A = 7A

Selanjutnya kita mencari I5 dengan persamaan :

I5 + I4 = I2

Jika kita masukkan nilainya maka:

I5 + 6,2A = 3A

I5 = 3A – 6,2A = -3,2A

Sehingga hasil dari I5 adalah -3,2A

Tanda minus di depan 3,2A artinya arah arusnya terbalik.

Dari dua contoh di atas, saya berharap anda dapat memahami cara menggunakan hukum kirchoff arus. Demikianlah bahasan kita tentang bunyi hukum kirchoff 1. Selanjutnya kita akan membahas hukum kirchoff 2

Bunyi Hukum Kirchoff 2

Bahasan kita berikutnya adalah bunyi hukum kirchoff 2. Hukum kirchoff 2 ini digunakan untuk menganalisis tegangan (beda potensial / Voltase) pada rangkaian listrik tertutup. Sehingga hukum ini dikenal juga dengan nama hukum kirchoff tegangan atau dengan sebutan lain yaitu Kirchhoff’s Voltage Law (KVL).

Sehingga bunyi hukum kirchoff 2 adalah

Jumlah Total Tegangan (beda potensial/voltase) pada sebuah rangkaian tertutup adalah nol.

Untuk lebih jelasnya anda bisa melihat gambar di bawah ini agar lebih mudah memahaminya.

Dari gambar di atas dapat dihasilkan rumus berikut ini:

Vox + Vxy + Vyz + Vzo = 0

 

Selanjutnya untuk mempermudah pemahaman anda, seperti biasanya saya akan memberikan contoh soal sebagai berikut:

Contoh soal 1.

Perhatikan gambar rangkaian berikut ini.

Berikut data-data komponen yang terpasang,

R1 = 10 Ω

R2 = 20 Ω

R3 = 40 Ω

V1 = 10V

V2 = 20V

Tentukan arus yang melewati R3.

Jawab:

Berikut ini kita melakukan analisa gambar rangkaian, lihat gambar di bawah.

Dari analisa gambar rangkaian di atas, dapat kita buat dua buah loop (L1 dan L2) sehingga kita bisa mendapatkan beberapa persamaan sebagai berikut:

I1 + I2 = I3 ….. (persamaan 1).

I2 = I3 – I1  …..(pers 1).

 

Selanjutnya analisa loop 1 (L1):

V1 – (I1 x R1) – (I3 x R3) = 0

10 – (I1 x 10) – (I3 x 40) = 0

10 – 10I1 – 40I3 =0

10I1 + 40I3 = 10 ……(pers 2).

 

Lakukan analisa loop 2 (L2):

V2 – (I2 x R2) – (I3 x R3) = 0

20 – (I2 x 20) – (I3 x 40) = 0

20 – 20I2 – 40I3 = 0

20I2 +40I3 = 20  …..(pers 3).

Kemudian Masukkan persamaan 1 ke persamaan 3:

20(I3 – I1) + 40I3 = 20

20I3 – 20I1 + 40I3 = 20

-20I1 + 60I3 = 20 … (pers 4)

Setelah itu subsitusikan persamaan 2 dan persamaan 4.

10I1 + 40I3 = 10    (…..x 2)

-20I1 + 60I3 = 20  +

 

Sehingga menjadi:

 20I1 + 80I3 = 20   

-20I1 + 60I3 = 20  +

  0      + 140I3 = 40

 

Sehingga kita dapatkan

I3 = 40/140 = 0,286 Ampere.

 

Kemudian nilai I3 kita masukkan ke dalam persamaan 2:

10I1+40I3 = 10

10I1+(40 x (0,286)) = 10.

 

Hasil setelah memasukkan nilai I3 pada persamaan 2 adalah sebagai berikut:

10I1+11,44 = 10

10I1 = 10-11,4 = – 1,4

I1 = – 1,4/10 = – 0,14 A.

Jika anda lihat pada nilai I1 terdapat tanda minus di depannya, itu berarti arah arus yang mengalir terbalik.

Kemudian untuk mendapatkan arus I2, nilai dari I1 dan I3 dapat kita masukkan ke persamaan 1 seperti sebagai berikut

I1+I2 = I3

-0,14+I2 = 0,286

Sehingga menjadi

I2=0,286+0,14=0,426A

 

Demikianlah artikel saya kali ini tentang bunyi hukum kirchoff.

Leave a Reply