Hukum Kirchhoff adalah hukum dasar dalam analisis sirkuit listrik yang didasarkan pada prinsip kekekalan energi. Ada dua hukum Kirchhoff, yaitu Hukum Kirchhoff 1 dan Hukum Kirchhoff 2, yang berguna untuk menganalisis arus listrik di dalam suatu rangkaian. Dalam artikel ini, kita akan membahas penemu, rumus dan contoh soal Hukum Kirchhoff 1 & 2.
Poin Utama:
- Hukum Kirchhoff 1 menyatakan bahwa jumlah total arus listrik yang masuk ke suatu simpul dalam rangkaian sama dengan jumlah total arus listrik yang keluar dari simpul tersebut.
- Hukum Kirchhoff 2 menyatakan bahwa jumlah total beda potensial yang terlibat dalam sebuah loop dalam suatu rangkaian sama dengan nol.
Hukum Kirchhoff 1: Jumlah Arus Listrik yang Masuk = Jumlah Arus Listrik yang Keluar
Hukum Kirchhoff 1, yang juga dikenal sebagai Hukum Kirchhoff untuk simpul, menyatakan bahwa arus listrik yang masuk ke sebuah simpul dalam sebuah rangkaian harus sama dengan arus yang keluar dari simpul itu. Dalam arti lain, jumlah arus listrik yang masuk ke simpul sama dengan jumlah arus listrik yang keluar dari simpul.
Hal ini dapat dijelaskan bahwa arus listrik sesuatu rangkaian tidak dapat diciptakan atau dihancurkan dan harus senantiasa melewati dalam rangkaian terbuka. Apabila memiliki beberapa kasus, maka siklus yang tercipta di dalam rangkaian listrik berada dalam keadaan tetap dan tidak terjadi perubahan.
Hukum Kirchhoff 2: Jumlah Total Beda Potensial dalam Sebuah Loop Sama dengan Nol
Hukum Kirchhoff 2, yang juga dikenal sebagai Hukum Kirchhoff untuk lingkaran, menyatakan bahwa jumlah total beda potensial dalam sebuah loop dalam suatu rangkaian sama dengan nol. Dengan kata lain, jika sebuah rangkaian dimulai dan diakhiri di simpul yang sama, maka jumlah total beda potensial dari sirkuit yang dilalui harus sama dengan nol.
Hukum Kirchhoff 2 menjelaskan bahwa energi yang masuk dalam suatu loop pada sirkuit harus sama dengan energi yang keluar dari sirkuit tersebut. Hukum ini sering disebut sebagai hukum kekekalan energi.
Rumus Hukum Kirchhoff
Rumus Hukum Kirchhoff 1 dan Hukum Kirchhoff 2 dapat ditulis sebagai berikut:
- Hukum Kirchhoff 1 : ΣI masuk = ΣI keluar
- Hukum Kirchhoff 2 : ΣΔV = 0
Di mana:- ΣI masuk adalah jumlah arus listrik yang masuk ke sebuah simpul- ΣI keluar adalah jumlah arus listrik yang keluar dari simpul yang sama- ΣΔV adalah jumlah total beda potensial dalam sebuah loop dalam suatu rangkaian
Contoh Soal Hukum Kirchhoff
Mari kita ambil sebuah contoh untuk menjelaskan tentang bagaimana Hukum Kirchhoff 1 & 2 membantu dalam menganalisis arus listrik dalam suatu rangkaian listrik. Gambar di bawah ini menunjukkan sebuah rangkaian listrik yang sederhana.
___ | 1 ohm | | | |___| +---------+---------------+---------+ | | | | 2V | 2 ohm | 3 ohm | | | | - +---------------+ | | | | | 4 ohm +-------+ | | +---------------+
Untuk lebih mudahnya, kita namakan titik simpul pada masing-masing terminal yang berbeda sebagai A, B, C, dan D. Dalam hal ini, kita akan mendefinisikan arus listrik dari A ke D sebagai I1, arus listrik dari B ke D sebagai I2, dan arus listrik dari C ke D sebagai I3.
Dari Hukum Kirchhoff 1, kita bisa mendapatkan bahwa arus listrik yang keluar dari simpul D merupakan jumlah arus listrik yang berasal dari simpul A, B, dan C. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa:
I1 + I2 + I3 = 0
Dari Hukum Kirchhoff 2, kita dapat menggunakan loop yang diperlukan dalam rangkaian dan menetapkan arah ikut jam sebagai arah positif. Dengan begitu, kita dapat mendapatkan:
Loop 1:
-2V + I1.1 + I2.4 – I3.3 = 0
Loop 2:
(-I2.4) + (I3.3) + (-I1.1) = 0
Dari kedua persamaan ini, kita dapat menentukan nilai dari I1, I2, dan I3 untuk menghitung arus listrik yang melalui masing-masing komponen dalam rangkaian.
Kesimpulan:
Dalam artikel singkat ini, kita telah membahas tentang Hukum Kirchhoff 1 dan Hukum Kirchhoff 2, dua prinsip dasar dalam analisis sirkuit listrik. Hukum Kirchhoff 1 menyatakan bahwa arus listrik yang masuk ke sebuah simpul dalam sebuah rangkaian harus sama dengan arus yang keluar dari simpul itu. Hukum Kirchhoff 2, di sisi lain, menyatakan bahwa jumlah total beda potensial dalam sebuah loop dalam suatu rangkaian sama dengan nol. Dengan menggunakan kedua hukum ini, kita dapat menganalisis arus listrik dalam rangkaian listrik dan menghitung nilainya dengan menggunakan persamaan yang sesuai.
FAQ:
Apa itu simpul dalam Hukum Kirchhoff 1?
Simpul dalam Hukum Kirchhoff 1 adalah titik pertemuan dari dua atau lebih konduktor dalam suatu rangkaian listrik.
Apa itu loop dalam Hukum Kirchhoff 2?
Loop dalam Hukum Kirchhoff 2 adalah rangkaian listrik tertutup yang terdiri dari beberapa simpul dan konduktor listrik.