Hukum Kirchoff - Materi 5 - Fisika Listrik dan Magnet

Halo mahasiswa STIKOM Artha Buana yang saya hormati.

Gambar 1. Iwak Peyek

Kuliah itu kadang-kadang membuat merasa bosan (kalo ngga ada motivasi. Misalnya pacar ngga kuliah karena ngga ada ongkos transportasi..........).  Untuk itu diperlukan inovasi suasana kuliah misalnya : diantara presentasi materi diselingi menyanyi (walau dengan suara serak-serak cempreng........ixixiixiiix), atau dengan bergoyang dulu dengan "Pokoke Joget" atau bang jali.  Sehingga suasana akan nampak berbeda dan tidak membosankan.

BTW.....ini materi Fisika Listrik Magnet ya.......

ehhhhh.........ya ya ya betul ini kuliah Fisika Listrik dan Magnet.

Gambar. Kalo punya anak kayak gini sudah saya cetak ulang

Hukum Kirchoff

Hukum Kirchhoff merupakan salah satu hukum dalam ilmu Elektronika yang berfungsi untuk menganalisis arus dan tegangan dalam rangkaian. Hukum Kirchoff pertama kali diperkenalkan oleh seorang ahli fisika Jerman yang bernama Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) pada tahun 1845. Hukum Kirchhoff terdiri dari 2 bagian yaitu Hukum Kirchhoff 1 dan Hukum Kirchhoft 2.

Pengertian dan Bunyi Hukum Kirchoff 1

Hukum Kirchhoff 1 merupakan Hukum Kirchhoff yang berkaitan dengan dengan arah arus dalam menghadapi titik percabangan. Hukum Kirchhoff 1 ini sering disebut juga dengan Hukum Arus Kirchhoff atau Kirchhoff’s Current Law (KCL).

Bunyi Hukum Kirchhoff 1 adalah sebagai berikut :

“Arus Total yang masuk melalui suatu titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan arus total yang keluar dari titik percabangan tersebut.”

Untuk lebih jelas mengenai Bunyi Hukum Kicrhhoff 1, silakan lihat rumus dan rangkaian sederhana dibawah ini :

Gambar 1. Hukum Kirchoff 1, 3 masukan dan 3 keluaran

dari Gambar 1. dapat dijelaskan bahwa :

I₁ + I₂ + I₃ = I₄ + I₅ + I₆

Bahwa jumlah arus yang masuk di percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari percabangan.

Gambar 2. Hukum Kirchoff 1, 2 masukan dan 1 keluaran

Dari Gambar 2, dapat dijelaskan bahwa :

Output adalah i₃

dan Inputnya adalah i₁ dan i₂

Sehingga i₃ = i₁ + i₂


Secara umum dapat dirumuskan Hukum Kirchoff 1 tersebut menjadi :

Siin = Siout

Pengertian dan Bunyi Hukum Kirchoff 2 

Hukum Kirchhoff 2 merupakan Hukum Kirchhoff yang digunakan untuk menganalisis tegangan (beda potensial) komponen-komponen elektronika pada suatu rangkaian tertutup. Hukum Kirchhoff 2 ini juga dikenal dengan sebutan Hukum Tegangan Kirchhoff atau Kirchhoff’s Voltage Law (KVL).

Bunyi Hukum Kirchhoff 2 adalah sebagai berikut :

“Total Tegangan (beda potensial) pada suatu rangkaian tertutup adalah nol”

Untuk lebih jelas mengenai bunyi Hukum Kirchhoff 2 :

Gambar 3. Rangkaian Tertutup

Berdasarkan rangkaian pada Gambar 3, dapat dirumuskan bahwa :

V_ab + V_bc + V_cd + V_da = 0

Bahwa rumus untuk mendapatkan Tegangan adalah :

V = I . R

dimana V adalah tegangan, I adalah arus yang lewat dan R adalah hambatan (Resistor).

Perhatikan rangkaian pada gambar 4, nilai-nilai Resistor yang terdapat di rangkaian adalah sebagai berikut :

Gambar 4. Rangkaian tertutup

Diketahui :

R1 = 10Ω

R2 = 20Ω
R3 = 40Ω
V1 = 10V
V2 = 20V

Berakah arus yang melewati resistor R3 ?

Penyelesaian :

Di dalam rangkaian tersebut, terdapat 3 percabangan, 2 titik, dan 2 loop bebas (independent).
Gunakan Hukum Kirchhoff I (Hukum Arus Kirchhoff) untuk persamaan pada titik A dan titik B

Titik A : I₁ + I₂ = I₃
Titik B : I₃ = I₁ + I₂

Gunakan Hukum Kirchhoff II (Hukum Tegangan Kirchhoff) untuk Loop 1, Loop 2 dan Loop 3.

Loop 1 : 10 = R1 x I₁ + R3 x I₃ = 10I₁ + 40I₃
Loop 2 : 20 = R2 x I₂ + R3 x I₃ = 20I₂ + 40I₃
Loop 3 : 10 – 20 = 10I₁ – 20I₂

Seperti yang dikatakan sebelumnya bahwa I₃ adalah hasil dari penjumlahan I₁ dan I₂, maka persamaannya dapat dibuat seperti dibawah ini :

Persamaan 1 : 10 = 10I₁ + 40(I₁ + I₂)  =  50I₁ + 40I₂
Persamaan 2 : 20 = 20I₂ + 40(I₁ + I₂)  =  40I₁ + 60I₂

Jadi saat ini kita memiliki 2 persamaan, dari persamaan tersebut kita mendapatkan nilai I1 dan I2sebagai berikut :

I₁ = -0.143 Ampere
I₂ = +0.429 Ampere

Seperti yang diketahui bahwa I₃ = I₁ + I₂
Maka arus listrik yang mengalir pada R₃ adalah -0.143 + 0.429 = 0.286 Ampere
Sedangkan Tegangan yang melewati R₃ adalah 0.286 x 40 = 11.44 Volt

Tanda Negatif (-) pada arus I₁ menandakan arah alir arus listrik yang diasumsikan dalam rangkaian diatas adalah salah. Jadi arah alir arus listrik seharusnya menuju ke V₁, sehingga V₂ (20V) melakukan pengisian arus (charging) terhadap V₁.

Ini lo link untuk materi kuliah Fisika Listrik Magnet untuk minggu ini.

Silahkan di download pada link di bawah :

Materi 5 - Hukum Kirchoff 
Software - Lifewire 1.11 Pro

BTW...lanjutkan idenya....
dan terima kasih.