Hukum Kirchhoff -

Hukum Kirchhoff ialah dua persamaan yg berafiliasi dgn arus & beda berpeluang (biasanya dikenal 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 Sosiologiku.com lainnya:

Hukum Pascal

Hukum Ohm

Banyak dr rangkaian listrik sederhana (Gambar 1.1) yg tak mampu dianalisis dgn cuma mengganti kombinasi rangkaian seri & paralel resistor dlm mempersempit rangkaian yg mempunyai banyak resistor.

Contoh rangkaian sederhaa yg tak dapat dianalisis dgn mengganti variasi 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 sebab adanya ggl $\epsilon_2$ . Sehingga, rangkaian kedua resistor ini tidaklah paralel pula bukanlah rangkaian seri, alasannya arus yg mengalir pada kedua resistor tidaklah sama. Namun, ada hukum yg berlaku pada rangkaian yg memliki arus tetap (tunak). Hukum ini adalah aturan Kirchhoff 1 & 2.

Daftar Isi

Hukum Kirchhoff 1

Hukum Kirchhoff 1 dikenal selaku hukum percabangan (junction rule), alasannya adalah hukum ini memenuhi kekekalan muatan. Hukum ini diperlukan untuk rangkaian yg multisimpal yg mengandung titik-titik percabangan tatkala arus mulai terbagi. Pada keadaan 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 melalui titik percabangan dlm suatu rangkaian listrik sama dgn jumlah arus yg keluar lewat titik percabangan tersebut”

Hukum Bernoulli

hukum kirchhoff 1 tentang titik percabangan

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

Yuk mencar ilmu materi ini juga:

Senyawa Karbon

Metabolisme

Paragraf Induktif

Secara biasa rumus aturan Kirchhoff 1 mampu dituliskan selaku berikut:

$\Sigma I_ masuk = \Sigma I_ keluar$

Gambar 1.2 memperlihatkan 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 jangka 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 keadaan tunak, maka muatan akan terkonservasi di titik percabangan tersebut, yakni:

$l_1 = l_2 + l_3$

Hukum Kirchhoff 2

Bunyi hukum Kirchhoff 2 yaitu sebagai berikut:

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

Hukum Kirchhoff 2 pula sering disebut selaku aturan simpal (loop rule), sebab pada kenyataannya beda memiliki potensi diantara dua titik percabangan dlm satu rangkaian pada kondisi tunak yaitu konstan. Hukum ini merupakan bukti dr adanya hukum konservasi energi. Jika kita mempunyai sebuah muatan Q pada sembarang titik dgn memiliki potensi V, dgn demikian energi yg dimiliki oleh muatan tersebut adalah QV. Selanjutnya, kalau muatan mulai bergerak melintasi simpal tersebut, maka muatan yg kita miliki akan menerima tambahan energi atau kehilangan sebagian energinya saat melalu resistor baterai atau elemen lainnya. Namun saat kebali ke titik awalnya, energinya akan kembali menjadi QV.

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

Dinamika Rotasi

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 berpotensi lebih tinggi untuk arah arus yg diasumsikan.

Yuk belajar materi ini juga:

General Structure of Procedure Text

Peluang

Reaksi Substitusi & Eliminasi

Secara lazim rumus aturan Kirchhoff 2 mampu 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 kuat arus yg mangalir pada rangkaian ialah …

Jawaban:

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

arah loop rangkaian kirchhoff 2

Dengan menerapkan aturan Kirchhoff 2, kita akan peroleh nilai arus listrik sebagai 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, tentukan besarnya daya pada $R_1$ !