MATERI HUKUM KIRCHOFF

Hukum Kirchhoff adalah hukum yang ditemukan oleh seorang ilmuwan Fisika asal Jerman, yaitu Gustav Robert Kirchhoff. Fokus penelitian Kirchhoff sebenarnya tidak hanya pada sistem kelistrikan saja, melainkan juga spektroskopi dan termodinamika. Ilmuwan lulusan Universitas Albertus Konigsberg ini berhasil merumuskan hukum rangkain listrik pada tahun 1845. Hingga saat ini, Hukum Kirchhoff banyak digunakan dalam rekayasa kelistrikan. Terdapat 2 Hukum Kirchhoff yang harus Quipperian ketahui, yaitu Hukum Kirchhoff I dan Hukum Kirchhoff II. Untuk kelas 9 SMP hanya mempelajari Hukum Kirchhoff I

Seperti yang dijelaskan di materi sebelumnya arus listrik merupakan muatan yang mengalir tiap detik pada kawat penghantar. Untuk memahami Hukum Kirchhoff diumpamakan arus listrik seperti mobil sedangkan kawat penghantarnya berupa jalan seperti gambar di bawah ini.

Pada gambar tersebut terdapat jalan utama A yang memiliki cabang 2 (jalan 1 dan jalan 2) kemudian cabang tersebut bertemu lagi di jalan utama B. Jika diperhatikan antara jalan utama A dan jalan utama B terdapat 2 titik percabangan (I dan II). Pada gambar kita bisa lihat terdapat 5 mobil di jalan utama A kemudian memasuki titik percabangan I dan 2 mobil di jalan 1 sedangkan 3 mobil di jalan 2. Kemudian pada titik percabangan II mobil-mobil tersebut bertemu lagi sehingga jumlah mobil di jalan utama B menjadi 5 lagi. Hal ini berarti jumlah mobil ketika memasuki percabangan baik titik percabangan I dan II sama dengan jumlah mobil yang keluar dari titik percabangan. Arus juga mengalami hal tersebut jumlah arus yang memasuki titik percabangan sama dengan jumlah arus yang meninggalkan titik percabangan yang dikenal dengan Hukum Kirchoff.

Jadi kalau ditulis secara matematis menjadi

CONTOH SOAL 1 :

Arus listrik mengalir pada rangkaian seperti pada gambar. Jika I₁ = 5 A , I₂ = 4 A, I₄ = 4 A dan I₅ = 8 A. Maka nilai dari I₃ adalah…….

Penyelesaian :

Untuk menjawab maka perhatikan dahulu jumlah titik percabangan. Dari gambar tersebut terdapat 5 “jalan” yang terdapat satu titik percabangan yaitu di tengah. Setelah itu dilihat mana arah yang masuk dan arah yang keluar dari titik percabangan tersebut yaitu yang menuju titik percabangan (masuk) I₁, I₃ dan I₄sedangkan yang meninggalkan titik percabangan (keluar) I₂ dan I₅.

Kemudian kita menggunakan persamaan matematis Hukum Kirchoff untuk menyelesaikan soal tersebut

∑ I _masuk = ∑ I _keluar

Masukan arus ke bagian yang masuk maupun keluar

I₁+ I₃ + I₄ = I₂+ I₅

5 + I₃ + 4 = 4 + 8

I₃+ 9 = 12

I₃ = 12 – 9

I₃ = 3 A

Jadi nilai dari I₃= 3 A

CONTOH SOAL KE 2 :

Perhatikan gambar rangkaian berikut !

Jika nilai I₁ = 16 A, I₂ = 4 A dan I₄ = 7 A maka hitunglah nilai I₃, I₅ dan I₆!

Penyelesaian :

Seperti pada contoh soal ke 1 dianalisa terlebih dahulu jumlah titik yang ada. Pada soal tersebut terdapat 3 titik (titik A, B dan C) masing-masing dari titik ditentukan arus yang masuk maupun yang keluar dilihat dari arah panahnya.

Titik percabangan A :

Arus yang masuk ke titik percabangan I₁

Arus yang keluar dari titik percabangan I₂, I₃ dan I₄

Maka dengan persamaan matematis Hukum Kirchoff

∑ I _masuk = ∑ I _keluar

I1 = I₂ + I₃ + I₄

16 = 4 + I₃ + 7

16 = I₃ + 11

16 – 11 = I₃

5 = I₃

Titik Percabangan B

Arus yang masuk ke titik percabangan I₂dan I₃

Arus yang keluar dari titik percabangan I₅

Maka dengan persamaan matematis Hukum Kirchoff

∑ I _masuk = ∑ I _keluar

I₂+ I₃ = I₅

4 + 5 = I₅

9 = I₅

Titik Percabangan C

Arus yang masuk ke titik percabangan I₄dan I₅

Arus yang keluar dari titik percabangan I₆

Maka dengan persamaan matematis Hukum Kirchoff

∑ I _masuk = ∑ I _keluar

I₄ + I₅ = I₆

7 + 9 = I₆

16 = I₆

Jadi nilai I₃ = 5 A, I₅ = 9 A dan I₆ = 16 A

Materi ini juga dapat kalaian download untuk digunakan belajar. Silahkan klik tombol download setelah selesai download jangan lupa klik kembali/back pada HP atau komputer yang kalian gunakan