Dalam pelajaran fisika, Sedulur akan belajar tentang cara menghitung tegangan listrik dalam Hukum Kirchoff. Penemu sekaligus pencetus hukum Kirchhoff adalah Gustav Robert Kirchhoff seorang fisikawan yang berasal dari Jerman.
Kirchhoff membagi hukum menjadi dua bagian yaitu Hukum Kirchhoff 1 dan Hukum Kirchhoff 2. Secara sederhana, hukum ini menerangkan tentang rangkaian sederhana seperti lampu, baterai dan saklar yang satu sama lain saling terhubung. Berikut penjelasan perihal bunyi Hukum Kirchoff, rumus beserta contoh soalnya.
BACA JUGA : Rumus Deret Fibonacci Beserta Pengertian & Contoh Soalnya
Hukum Kirchoff
Hukum Kirchoff merupakan dua persamaan yang berhubungan dengan arus potensial atau yang dikenal dengan tegangan dalam rangkaian listrik. Sama seperti Namanya, hukum fisika ini dicetuskan ole seorang ahli Fisika yaitu Gustav Robert Kirchoff yang berasal dari Jerman. Dalam penelitiannnya, Gustav Kirchoff mmebahasa tentang konduksi listrik.
Mengutip dari Merriam-Webster, definisi dari Hukum Kirchoff arus yaitu:
Di dalam rangkaian listrik, jumlah dari arus yang berada di seluruh cabang dan bertemu di titik manapun ialah nol.
Selain itu, Merriam-Webster juga mendefinisikan Hukum Kirchoff yakni sebagai berikut :
Dalam rangkaian listrik tertutup, jumlah gaya gerak listrik yang berada di rangkaian tersebut sama dengan hambatan atau resistansi di kali dengan arus.
Hukum Kirchoff 1
Kirchhoff menyatakan bahwa pada arus listrik terdapat aliran yang bercabang. Maka dari itu, Hukum Kirchhoff 1 disebut sebagai hukum percabangan atau junction rule. Hukum ini adalah hukum kekekalan muatan listrik.
Saat arus listrik melewati percabangan akan terbagi ke setiap cabangnya. Besaran arusnya tergantung ada dan tidaknya hambatan di cabang yang dilewati tersebut. Jika hambatan besar maka berakibat pada arus listrik yang mengecil, dan begitupun sebaliknya.
Bunyi Hukum Kirchoff 1
“Jumlah arus listrik yang masuk melalui titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan jumlah arus yang keluar melalui titik percabangan tersebut”
Hukum pertama ini juga disebut sebagai hukum arus Kirchoff atau Kirchhoff’s Current Law (KCL).
Rumus hukum Kirchoff 1:
ƩImasuk = ƩIkeluar
Keterangan
ƩImasuk adalah jumlah arus masuk (ampere)
ƩIkeluar adalah jumlah arus keluar (ampere)
BACA JUGA : Rumus Keliling Lingkaran Beserta Contoh Soal & Pembahasan
Hukum Kirchoff 2
Hukum Kirchhoff 2 disebut juga sebagai Hukum Tegangan Kirchhoff atau Kirchhoff’s Voltage Law (KVL). Hukum ini berlaku untuk rangkaian tak bercabang dengan tujuan menganalisis besarnya tegangan (beda potensial) dalam suatu rangkaian tertutup.
Lantas mengapa pemakaian hukum ini untuk rangkaian tertutup? Hal ini dikarenakan adanya rangkaian yang tidak bisa disederhanakan dengan kombinasi seri dan juga paralel. Biasanya kondisi ini terjadi ketika dua atau lebih GGL dalam rangkaian yang terhubung dengan cara rumit.
Bunyi Hukum Kirchoff 2
“Pada setiap rangkaian tertutup, jumlah beda potensialnya harus sama dengan nol”
Rumus hukum Kirchoff 2
Σε+ ΣIR =0
Keterangan
Σε adalah jumlah aljabar Gerak Gaya Listrik (GGL) (V)
ΣIR adalah jumlah penurunan tegangan (V)
I adalah kuat arus (ampere)
R adalah hambatan (Ω)
Selain itu, juga terdapat beberapa aturan dalam Hukum Kirchhoff 2 ini. Sedulur harus tahu cara menentukan arah loop, kemudian dapat menerapkan hal-hal berikut ini:
- Penurunan tegangan (ΣIR) dapat bertanda positif jika searah dengan loop
- Penurunan tegangan (ΣIR) dapat bertanda negatif (-) jika berlawanan dengan arah loop
- Gaya gerak listrik (ΣE) dapat bertanda positif jika bertemu kutub positif pada sumber tegangan
- Gaya gerak listrik (ΣE) dapat bertanda negatif jika bertemu kutub negatif pada sumber tegangan
BACA JUGA : Pengertian Pendapatan Nasional Beserta Rumus & Manfaatnya
Hukum Ohm
Dalam Ilmu Elektronika, Hukum dasar Elektronika yang wajib dipelajari dan dipahami oleh setiap Engineer Elektronika atau adalah Hukum Ohm, yaitu Hukum dasar yang menyatakan hubungan antara Arus Listrik (I), Tegangan (V) dan Hambatan (R). Hukum Ohm dalam bahasa Inggris disebut dengan “Ohm’s Laws”. Hukum Ohm pertama kali diperkenalkan oleh seorang fisikawan bernama Georg Simon Ohm (1789-1854) pada tahun 1825 yang berasal dari Jerman. Georg Simon Ohm mempublikasikan Hukum Ohm tersebut pada Paper yang berjudul “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically” pada tahun 1827.
Bunyi hukum Ohm
Pada dasarnya, bunyi dari Hukum Ohm yaitu :
“Besar arus listrik (I) yang mengalir melewati sebuah penghantar atau konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial / tegangan (V) yang diterapkan kepadanya dan akan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)”.
Secara matematis, Hukum Ohm bisa dirumuskan menjadi persamaan seperti berikut ini :
V = I x R
I = V / R
R = V / I
Yang mana:
V = Voltage (Beda Potensial atau Tegangan yang satuan unitnya adalah Volt (V))
I = Current (Arus Listrik yang satuan unitnya adalah Ampere (A))
R = Resistance (Hambatan atau Resistansi yang satuan unitnya adalah Ohm (Ω))
Dalam pengaplikasiannya, kita bisa menggunakan Teori Hukum Ohm yang berada di dalam Rangkaian Elektronika guna untuk memperkecilkan arus listrik, tegangan, dan juga untuk memperoleh resistansi (nilai hambatan) yang sesuai.
Contoh soal hukum Kirchoff
Soal
Jika diketahui Arus yang mengalir pada I1 = 5 A, I2 = 10 A, dan I3 = 2 A, berapakah jumlah arus yang ada pada I4?
Penyelesaian
Apabila jumlah dari arus yang masuk sama dengan arus yang keluar, maka:
I1 + I4 = I2 + I3
5 A + I4 = 10 A + 2 A
I4 = 12 A – 5A
I4 = 7 A
Jadi, jumlah kuat arus pada I4 sebesar 2A.
Perlu Sedulur ketahui jik Hukum Kirchoff 1 ini dapat dikombinasikan dengan hubungan listrik seri dan parallel yang ada di Hukum Ohm.
Demikianlah penjelasan mengenai hukum Kirchoff beserta contoh soal dan penyelesaiannya. Hukum Kirchhoff merupakan hukum yang digunakan untuk menentukan besaran arus listrik dalam rangkaian tertutup dan bercabang.
Mau belanja bulanan nggak pakai ribet? Aplikasi Super solusinya! Mulai dari sembako hingga kebutuhan rumah tangga tersedia lengkap. Selain harganya murah, Sedulur juga bisa merasakan kemudahan belanja lewat handphone. Nggak perlu keluar rumah, belanjaan pun langsung diantar.
Bagi Sedulur yang punya toko kelontong atau warung, bisa juga lho belanja grosir atau kulakan lewat Aplikasi Super. Harga dijamin lebih murah dan bikin untung makin melimpah.
