Hukum Kirchoff I dan II : Bunyi, Rumus + Contoh Soal [LENGKAP]

Hukum Kirchoff adalah salah satu hukum yang terdapat di dalam ilmu elektronika, dimana memiliki fungsi untuk dapat menganalisis arus dan juga tegangan di dalam rangkaian elektronika.

Pertama kali hukum Kirchoff di perkenalkan oleh seseorang ahli fisika di Jerman yang memiliki nama Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) di tahun 1845. Dan di dalam hukum kirchoff juga terbagi atas dua bagian, yaitu hukum Kirchoff I dan hukum Kirchoff II.

Ada beberapa rangkaian listrik yang sederhana tetapi tidak bisa dianalisis dengan hanya menggantikan kombinasi rangkaian seri dan juga paralel resistor pada menyederhanakan rangkaian yang mempunyai banyak resistor. Seperti pada gambar rangkaian sederhana berikut ini :

Berikut ini merupakan salah satu contoh dari rangkaian listrik sederhana yang tidak bisa dianalisis dengan hanya mengganti kombinasi paralel atau seri dengan resistensi ekivalen yang ada tersebut.

Tegangan yang jatuh di $R_1$ dan $R_2$ tidak sama dikarenakan adanya ggl $\epsilon_2$ . Dengan begitu, rangkaian kedua resistor tersebut tidak paralel dan tidak juga rangkaian seri. Hal tersebut dikarenakan arus yang mengalir pada kedua resistor tidak sama. Tetapi, ada hukum yang remi didalam rangkaian yang mempunyai arus yang tunak atau tetap. Hukum tersebut merupakan hukum Kirchoff I dan hukum Kirchoff II.

[ez-toc]

Bunyi Hukum Kirchoff I

Hukum Kirchoff I juga biasanya disebut juga dengan hukum percabangan atau junction rule, dimana karena hukum kirchoff I ini memenuhi kekekalan muatan.

Hukum ini juga biasanya juga digunakan untuk rangkaian yang multisimpal yang didalamnya terkandung titik-titik percabangan pada saat arus mulai terbagi. Pada saat dalam keadaan yang tetap atau tunak, tidak adanya akumulasi dari muatan listrik pada setiap titik yang ada dalam rangkaian.

Dengan begitu, jumlah dari muatan yang masuk di dalam pada tiap titik akan meninggalkan titik tersebut dengan sama jumlahnya.

Bunyi dari hukum kirchoff I ini yaitu :

“Seluruh dari total arus listrik yang masuk melewati titik percabangan pada sebuah rangkaian listrik sama dengan jumlah arus yang keluar melewati titik percabangan tersebut”

hukum kirchoff I

Diatas merupakan contoh gambar atau ilustrasi dari hukum Kirchoff mengenai titik percabangan. Arus I1 yang mengalir melewati titik percabangan a nantinya akan sama dengan total I2 + I3 yang keluar dari suatu titik percabangan.

Rumus dari hukum Kirchoff I secara umum, yaitu :

rumus

Dilihat dari gambar ilustrasi diatas, dapat diketahui bahwasanya sebuah titik percabangan dari 5 kawat yang dialiri arus yaitu I1, I2, dan I3. Pada selama waktu $\Delta t$ , muatan yaitu $q_1 = l_1 \Delta t$ mengalir melewati titik percabangan yang datangnya dari arah kiri.

Selama waktu $\Delta t$ juga, muatan $q_2 = l_2 \Delta t$ dan $q_3 = l_3 \Delta t$ bergerak mengarah ke kanan lalu meninggalkan titik percabangan tersebut. Dikarenakan muatan itu tidak berasal dari titik percabangan dan juga tidak menumpuk kepada titik itu yang mana dalam keadaan tetap ataupun tunak, maka dari itu muatan itu nantinya akan terkonservasi pada titik percabangan itu :

$l_1 = l_2 + l_3$

Contoh Soal Hukum Kirchoff I

Berikut ini merupakan contoh soal dari hukum Kirchoff I, dengan contoh soal berikut Anda akan dapat melatih kemampuan Anda dalam mengerjakan soal dari hukum Kirchoff I :

Perhatikanlah gambar yang terdapat di atas ini, pada suatu titik P yang berasal dari suatu rangkauan listrik terdapat 4 cabang, yaitu 2 cabang keluar dan juga 2 cabang masuk.

Apabila telah diketahui besarannya yaitu I₁ = 6 A, I₂ = 3 A, dan I₃ = 7 A, maka cobalah Anda tentukan berapa besar nulai yang ada pada I_{4 .}Jawaban :

Dik : I₁ = 6 A, I₂ = 3 A, dan I₃ = 7 A

Dit : Berapa besar dari nilai I_{4 ?}

Untuk menjawab soal ini, kita memakai rumus dari hukum Kirchoff I, yaitu : ΣI_masuk = ΣI_{keluar .}

I₁ + I₂ = I₃ + I₄
6 + 3 = 7 + I₄
9 = 7 + I4
I₄ = 9-7 = 2A

Bunyi Hukum Kirchoff II

Hukum Kirchoff II ini berlaku untk rangkaian yang tidak memiliki cabang yang mana dapat digunakan untuk menganalisis beda tegangan atau potensial pada sebuah rangkaian yang tertutup. Hukum Kirchoff II ini juga sering dikenal dengan nama Kirchoff’s Voltge Law (KVL) atau Hukum Tegangan Kirchoff.

Dibawah ini merupakan bunyi dari hukum Kirchoff II :

“Pada tiap-tiap rangkaian tertutup, total beda potensial atau tegangannya haruslah bernilai nol”

Tidak hanya dikenal dengan nama Kirchoff’s Voltge Law (KVL), hukum Kirchoff II juga sering disebut dengan loop rule atau hukum simpal. Hal tersebut dikarenakan pada kenyataannya beda tegangan yang terdapat diantara dua titik suatu percabangan yang ada dalam sebuah rangkaian pada keadaan tetap yaitu konstan.

Hukum Kirchoff II ini juga adalah bukti dari adanya suatu hukum konversi energi. Apabila kita mempunyai sebuat muatan yang dilambangkan dengan Q di sembarang titik dengan tegangan yang disimbolkan V, maka dengan begitu energi yang dipunyai oleh muatan itu yaitu QV.

Dan kemudian, apabila muatan tersebut mulai bergerak dan melintasi simpal yang tadi, maka muatan yang telah kita punyai tadi akan mendapatkan suatu tambahan energi ataupun kehilangan separuh dari energinya pada saat melalui suatu resistor baterai maupun elemen yang lainnya. Tetapi, pada saat akan kembali ke titik awalnya, energi tersebut akan kembali menjadi QV.

Rumus dari hukum Kirchoff II secara umum, yaitu : $\Sigma IR + \Sigma \epsilon = 0$

Contoh Soal Hukum Kirchoff II

Untuk lebih memahami hukum kirchoff II ini, Anda dapat mencoba menjawab contoh soal tentang hukum Kirchoff II dibawah ini :

contoh soal Diatas merupakan suatu rangkaian listrik, dan dengan menggunakan hukum Kirchoff II, berapakah besar daru kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut ?Jawaban :

Dik : ε1 = 6 V, ε2 = 12 V, R1 = 2 Ω, R2 = 6 Ω dan R3 = 4 Ω

Dit : I ?

Jawab :

jawaban

Itulah artikel tentang hukum Kirchoff I dan II seperti rumus, bunyi dan contoh soal hukum Kirchoff beserta pembahasannya. Semoga bermanfaat dan mudah dipahami!

Editor: Muchammad Zakaria