Hukum Kirchoff – Pengertian, Rumus, Contoh Soal Terlengkap

Hukum Kirchhoff – merupakan dua persamaan yang memiliki hubungan dengan arus dan memiliki perbedaan potensial, umumnya dikenal dengan tegangan, dalam listrik. Hukum ini sendiri pertama kali dikenalkan oleh Gustav Robert Kirchhoff yang merupakan ahli fisika dari Jerman di tahun tahun 1845. Lihat contoh gambar yang ada di bawah:

Tegangan yang jatuh pada R1 dan R2 tidak sama karena adanya ggl $\epsilon_2$ . Sehingga membuat rangkaian kedua resistor ini tidak pararel juga bukan rangkaian seri, hal ini dikarenakan rangkaian arus yang mengalir terdahap dua resistor tidaklah sama, akan tetapi hukum yang berlaku pada rangkaian yang mempunyai arus tetap atau lunak. Hukum ini sendiri dikenal dengan hukum Kirchhoff 1 dan 2.

Hukum Kirchhoff 1

Hukum Kirchhoff 1 biasa dikenal juga dengan hukum percabangan atau junction rule, dikarenakan hukum ini memenuhi kekekalan muatan, hukum ini sendiri sangat diperlukan untuk rangkaian multisimpal yang memiliki kandungan titik – titik percabangan pada saat arus mulai terbagi. Pada keasaan tunak, tidak adanya akumulasi muatan listrik pada setiap titi dalam rangkaian. Dengan begitu, jumlah muatan yang masuk ke dalam setiap titik akan meninggalkan titik tersebut dengan jumlah yang sama.

Bunyi Hukum Kirchhoff 1

“Jumlah arus listrik yang masuk melalui titik percabangan di dalam suatu rangkaian listrik sama dengan jumlah arus yang keluar melalui titik percabangan tersebut”

Hukum Kirchhoff 1 sendiri jika dituliskan secara umum rumusnya adalah sebagai berikut:

$\Sigma I_{masuk} = \Sigma I_{keluar}$

Jika dilihat pada gambar 1.2 menunjukkan pada suatu titik percabangan dari 5 buah kawat yang dialiri dengan arus $I_1, I_2$ dan $I_2$ .

Di dalam rentang waktu $\Delta t$ muatan $q_1 = l_1 \Delta t$ mengalir melalui titik percabangan yang berasal dari arah kiri, di rentang waktu $\Delta t$ juga muatan $q_2 = l_2 \Delta t$ dan juga $q_3 = l_3 \Delta t$ biasa bergerak kea rah kanan meninggalkan titik percabangan. Hal ini dikarenakan muatan tersebut tidak berasal dari titik percabangan dan tidak pula menumpuk pada titik tersebut dalam keadaan tunak, sehingga muatan akan terkonservasi di titik percabangan tersebut yakni:

$l_1 = l_2 + l_3$

Hukum Kirchhoff 2

Berikut ini adalah bunyi dari Hukum Kirchhoff 2 adalah sebagai berikut:

“di setiap rangkaian yang tertutup, jumlah beda potensialnya harus sama dengan nol”

Hukum Kirchhoff juga biasa disebut dengan hukum simpal atau loop rule, hal ini dikarenakan pada kenyataan beda potensial di antara dua titik percabangan di dalam satu rangkaian pada keadaan tunak adalah konstan. Hukum ini sendiri adalah bukti dari adanya hukum konservasi energi. Apabila anda mempunyai suatu muatan Q pada sembarang titik dengan potensial V dengan begitu energi yang dipunyai oleh muatan tersebut ialah QV. Selanjutnya apabila muatan mulai bergerak melintasi simpal tersebut, maka muatan yang anda punyai akan mendapatkan tambahan energi atau pun kehilangan sebagian besar energinya pada saat melalui resistor baterai atau pun elemen lainnya. Akan tetapi pada saat kembali ke titik awalnya, energinya pun akan kembali menjadi QV.

Salah satu contoh penggunaan Hukum Kirchhoff 2 bisa dilihat pada gambar yang ada di bawah ini, di mana ada dua baterai yang berisi mengenai hambatan di dalam $r_1$ dan $r_2$ dan juga 3 hambatan luar. Anda akan bisa menentukan arus yang ada di dalam rangkaian tersebut dengan fungsi GGL dan hambatan.

Secara umum, rumus dari Hukum Kirchhoff 2 ini sendiri bisa dinyatakan seperti di bawah ini:

Contoh Soal Hukum Kirchhoff

Untuk menjawab soal ini anda harus memperhatikan gambar rangkaian tertutup yang ada di bawah ini!

Apabila diketahui $R_1 = 2 \Omega, R_2 = 4 \Omega$ dan $R_3 = 6 \Omega$

Maka tentukan kuat arus yang mengalir pada rangkauan yang ada di atas!

Jawaban :

Untuk memecahkan soal yang ada di atas, yang anda lakukan terlebih dahulu adalah dengan menentukan arah arus dan arah loop, di dalam hal ini anda akan menentukan arah loop searah dengan arah jarum jam.

Dengan menggunakan Hukum Kirchhoff 2 yang diterapkan di soal di atas maka anda bisa mendapatkan nilai arus listrik seperti di bawah ini:

$\Sigma IR + \Sigma \epsilon = 0$

$i \cdot R_1 - E_1 + i \cdot R_2 + i \cdot R_3 + E_2 = 0$

$i (R_1 + R_2 + R_3) + E_2 - E_1 = 0$

$i (2 \Omega + 4 \Omega + 6 \Omega) + 3V - 9V = 0$

$12i - 6V = 0$

$12i = 6V$ maka $i = 0.5 A$

Cukup mudah bukan, cara menghitung rumus Hukum Kirchhoff pada contoh soal di atas, coba periksa apakah jawaban anda benar, dengan memeriksa contoh jawaban yang sudah kami sediakan, jika masih salah jangan khawatir dan menyerah teruslah berlatih dengan memahami artikel ini lebih dalam lagi.

Demikian pembahasan kali ini mengenai Hukum Kirchhoff yang bisa diterapkan untuk memecahkan masalah anda, mulai dari pengertian hingga contoh soal yang dilengkapi dengan jawaban yang benar. Semoga dengan adanya artikel ini bisa memberikan anda tambahan informasi dan ilmu pengetahuan mengenai Hukum Kirchhoff, pengertian, rumus dan contoh soalnya. Semoga bermanfaat dan ampai jumpa lagi di pembahasan materi berikutnya.

Artikel Berikutnya:

Hukum Kirchoff – Pengertian, Rumus, Contoh Soal Terlengkap

Hukum Kirchhoff 1

Share this:

Related posts: