Penjelasan Hukum I dan II Kirchoff | Fisika Kelas 12


Hukum I dan II Kirchoff

Artikel ini memberikan penjelasan mengenai Hukum I dan II Kirchoff.

--

Diantara kamu pasti sudah pernah mendengar nama Kirchoff dong, ya? Yup, Kirchoff merupakan salah satu fisikawan yang berjasa dalam ilmu kelistrikan nih, tepatnya dalam listrik arus searah. Hukumnya yang terkenal yaitu Hukum I dan II Kirchoff. Bagaimana penjelasan kedua hukum tersebut? Yuk, kita simak pembahasan berikut.

Hukum Kirchoff ditemukan oleh Gustav Robert Kirchoff yang merupakan ahli fisika asal Jerman. Kirchoff menjelaskan hukumnya ke dalam dua bagian, yaitu Hukum I Kirchoff dan Hukum II Kirchoff. Hukum ini pada dasarnya menjelaskan rangkaian sederhana yang terdiri dari lampu, baterai, dan saklar yang terhubung satu sama lain. Saat sakelar dalam keadaan terbuka, arus listrik belum mengalir dan lampu tetap padam. Saat sakelar dalam keadaan disambungkan, arus listrik akan mengalir dari kutub positif ke kutub negatif baterai sehingga lampu akan menyala. 

Hukum I Kirchoff

Hukum ini berlaku pada rangkaian bercabang yang berkaitan dengan arah arus saat melewati titik percabangan. Hukum I Kirchoff biasa disebut Hukum Arus Kirchoff atau Kirchoff’s Current Law (KCL). Bunyi Hukum I Kirchoff: Kuat arus total yang masuk melalui titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan kuat arus total yang keluar dari titik percabangan.

Hukum I Kirchoff

 

Berdasarkan gambar di atas, besar kuat arus total yang melewati titik percabangan a secara matematis dinyatakan Σ Imasuk = Σ Ikeluar yang besarnya adalah I1 = I2 + I3.

 

Hukum II Kirchoff

Hukum ini berlaku pada rangkaian yang tidak bercabang yang digunakan untuk menganalisis beda potensial (tegangan) pada suatu rangkaian tertutup. Hukum II Kirchoff biasa disebut Hukum Tegangan Kirchoff atau Kirchoff’s Voltage Law (KVL). Bunyi Hukum II Kirchoff: Total beda potensial (tegangan) pada suatu rangkaian tertutup adalah nol. Versi lain Hukum II Kirchoff yaitu pada rangkaian tertutup jumlah aljabar GGL (ε) dan jumlah penurunan potensial (IR) sama dengan nol.

Hukum II Kirchoff

 

Berdasarkan gambar di atas, total tegangan pada rangkaian adalah Vab + Vbc + Vcd + Vda = 0. Hukum II Kirchoff ini menjelaskan bahwa jumlah penurunan beda potensial sama dengan nol artinya tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian atau semua energi listrik diserap dan digunakan. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai:

 

Terdapat perjanjian tanda untuk tegangan GGL (ε):

1. Jika arah kuat arus listrik searah dengan arah loop dan kuat arus listrik bertemu dengan kutub (+) potensial tegangan terlebih dulu, maka tanda tegangan GGL adalah (+)

ε (+) ➔ arah loop 1.png

 

2. Jika arah kuat arus listrik searah dengan arah loop dan kuat arus listrik bertemu dengan kutub (-) potensial tegangan terlebih dulu, maka tanda tegangan GGL adalah (-).

ε (-) ➔ arah loop 2.png

 

Terdapat perjanjian tanda untuk arah kuat arus listrik (I) pada penurunan potensial tegangan (I.R):

1. Jika arah kuat arus listrik searah dengan arah loop, maka tanda kuat arus listrik adalah (+).

I (+) ➔ arah loop 3.png

 

2. Jika arah kuat arus listrik berlawanan arah dengan arah loop, maka tanda kuat arus listrik adalah (-).

I(-) ➔ arah loop 4.png

 

Baca Juga: Pergeseran Wien pada Radiasi Benda Hitam

 

Supaya kamu lebih paham, ayo coba kerjakan contoh soal di bawah ini Squad!

1. Suatu rangkaian listrik ditunjukkan seperti gambar berikut ini.

soal kirchoff

Dengan menggunakan hukum II Kirchoff, besar kuat arus listrik yang mengalir di dalam rangkaian tersebut adalah...

Diketahui:

ε1 = 6 V

ε2 = 12 V

R1 = 2 Ω

R2 = 6 Ω

R3 = 4 Ω

Ditanya: I ?

Jawab:

contoh hukum ii kirchoff

 

2. Perhatikan gambar rangkaian listrik dibawah ini!

contoh soal kirchoff
 

Jika diketahui ε1 = 16 V; ε2 = 8 V; ε3 = 10 V; R1 = 12 ohm; R2 = 6 ohm; dan R3 = 6 ohm. Besar kuat arus lisrik I adalah...

Jawab:

Hukum I Kirchoff:

hukum i kirchoff

Loop I (atas):

contoh hukum i kirchoff 1 - Copy

Loop II (bawah):

contoh hukum i kirchoff 2

Substitusikan persamaan (1) ke persamaan (3):

hukum i kirchoff 2 - Copy

Eliminasi persamaan (3) dan persamaan (4):

hukum i kirchoff 3

Oke Squad, sekarang kamu sudah mengerti kan penjelasan Hukum I dan II Kirchoff? Ingat, jangan sampai salah dalam menentukan arah loop ya Squad. Kamu masih punya pertanyaan dan contoh soal lain tentang materi ini? Langsung saja tanyakan ke guru terbaik melalui ruangles. Kamu bisa panggil guru pilihanmu dan belajar di tempat yang kamu sukai lho Squad, seru kan? Ayo gunakan sekarang!

ruangles

Artikel diperbarui pada 21 April 2021.

Beri Komentar