Hukum Kirchhoff, Pengertian dan Contoh Perhitungannya

Hukum Kirchhoff, Pengertian dan Contoh Perhitungannya

Pengertian Hukum Kirchhoff

Hukum Kirchhoff tentang Arus

 

Gambar 1. Hukum Kirchhoff tentang Arus

 

 

i₁ + i₄ = i₂ + i₃

 

Jumlah aljabar arus dalam sebuah rangkaian bertemu dalam satu titik besarnya adalah Nol, dengan suatu asumsi bahwa arus yang masuk ke percabangan dianalogikan sebagai positif dan arus yang meninggalkan percabangan dianalogikan sebagai negatif. Prinsip ini dapat digambarkan dalam sebuah formula sebagai berikut:

 

ΣI_masuk = ΣI_keluar atau I_total=I₁+I₂+I₃

 

Contoh Perhitungan Hukum Kirchhoff tentang Arus

 

Gambar 2. Rangkaian Tertutup dengan sumber tegangan searah

  Sebuah rangkaian tertutup seperti pada gambar di atas, arus mengalir pada  I₁=25 Ampere, I₂=10  Ampere dan I₄=8 Ampere. berapakah arus yang mengalir pada  I₃.

Diketahui :

I₁ = 25 Ampere
I₂ = 10 Ampere
I₄ = 8 Ampere

Ditanyakan: I₃ =… ?

Penyelesaian
Berdasarkan data-data yang ada soal ini dapat diselesaikan dengna hukum Kirchoff 1 yaitu,

ΣImasuk = ΣIkeluar

I₁ = I₂ + I₃ + I₄
25 = 10 + I₃ + 8
25 = 18 +I₃
I₃ = 25-18= 8 Ampere

Maka didapatkan besar kuat arus pada I₃ adalah 7 Ampere.

Latihan Soal

Sebuah rangkaian tertutup seperti pada gambar.2 di atas, arus mengalir pada  I₁=11 Ampere, I₂= 2  Ampere dan I₄=8 Ampere. berapakah arus yang mengalir pada  I₃.

 

 

Hukum Kirchhoff Tentang Tegangan.

Hukum kirchhof yang kedua adalah tentang tegangan, dapat digunakan pada tangkaian yang tidak bercabang. Fungsi dari hukum kirchhof kedua ini adalah untuk menganalisis beda potensial ( tegangan) pada sebuah rangkaian teertutup. Hukum II kirchhof ini dikenal dengan hukum tegangan kirchhof atau kirchhoff's voltage low. Bunyi dari Kirchhoff II ini adalah sebagai berikut : 

 

Jumlah dari aljabar tegangan ( beda potensial dalam sebuah rangkaian tertutup sama dengan nol.

 

hukum II kirchhof juga sering diintepretasikan sebagai berikut :

 

Jumlah aljabar GGL (ε) dan jumlah penurunan tegangan (IR) sama dengan nol. sehingga dapat diformulasikan sebagai :  Σ ε+Σ IR = 0.

1. Ketetapan Tanda untuk GGL (ε)
• ε (+), jika arah kuat arus searah dengan arah loop dan kuat arus listrik bertemu kutub + potensial tegangan lebih dulu, maka tanda GGL adalah +
• ε (-), jika kuat arus searah dengan loop dan bertemu dengan kutub - , dari potensial tegangan terlebih dahulu maka GGL adalah (-)
2. Ketetapan tanda untuk kuat arus listrik (I) pada penurunan tegangan/ beda potensial (I .R)
• I (+), jika arah arus litrik searah dengan loop, maka tanda kuat arusnya (+)
• I(-) , jika arah kuat arus berlawanan dengan arah loop maka tanda kuat arus listrik adalah (-)

Contoh Perhitungan Hukum Kirchhoff tentang Tegangan

Gambar 3. Rangkaian loop tertutup

 

Sebuah rangkaian tertutup seperti pada gambar 3 di atas, Berapakah kuat arus yang mengalir pada sebuah rangkaian arus listrik jika R1 = 3 ohm, R2 = 2 ohm, dan R3 = 1 ohm serta є1 = 12 Volt dan є2 = 24 Volt . 

Diketahui :

• R1 = 3 ohm
• R2 = 2 ohm
• R3 = 1 ohm
• є1 = 12 Volt
• є2 = 24 Volt

Ditanyakan: I =… ?
Penyelesaian

Berdasarkan data-data yang ada soal ini dapat diselesaikan dengaa hukum Kirchoff 2, berikut langkah langkah untuk menyelesaikan soal tersebut,  Tentukan arah loop. Agar lebih mudah, arah loop sama dengan arah arus listrik (I)

Gambar 4. Arah arus pada rangkaian tertutup

 

Dari gambar arus listrik (I) bertemu kutub (+) pada є1 sehingga bernilai positif є1 (+) sedangkan є2 bernilai negatif є2 (-)
Agar lebih mudah dalam perhitungan dan penulisan maka ditulis secara berurutan

• Σє + ΣIR = 0
• IR2 + є1 + IR1 + IR3 -є2 = 0
• I(2) + 12 + I(3) + I(1) -24 =0
• 6I-12=0
• I=12/6= 2 Ampere

Maka didapatkan besar kuat arus pada I adalah 2 Ampere.

Demikian, artikel tentang hukum kirchhoff, pengertian dan contoh perhitungannya, semoga bermanfaat.