Hukum Kirchhoff

Setelah membahas tentang GGL dan tegangan jepit, kali ini penulis akan menguraikan materi hukum kirchof dalam tulisan ini.
Hukum Kirchhoff adalah dua persamaan yang berhubungan dengan arus dan beda potensial (umumnya dikenal dengan tegangan) dalam rangkaian listrik.
Hukum kirchhoff I
hukum percabangan (junction rule), karena hukum ini memenuhi kekekalan muatan. Hukum ini diperlukan untuk rangkaian yang multisimpal yang mengandung titik-titik percabangan ketika arus mulai terbagi. Pada keadaan tunak, tidak ada akumulasi muatan listrik pada setiap titik dalam rangkaian. Dengan demikian, jumlah muatan yang masuk di dalam setiap titik akan meninggalkan titik tersebut dengan jumlah yang sama.

Sumber gambar: studiobelajar.com

Hukum Kirchhoff 1 menyatakan bahwa:

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

Sumber gambar: berpendidikan.com
Dengan I= arus listrik (A)

Hukum Kirchhoff II
Hukum Kirchhoff 2 juga sering disebut sebagai hukum simpal (loop rule), karena pada kenyataannya beda potensial diantara dua titik percabangan dalam satu rangkaian pada keadaan tunak adalah konstan.

Sumber gambar: studiobelajar.com

Terdapat perjanjian tanda untuk tegangan GGL (ε):

1. Jika arah kuat arus listrik searah dengan arah loop dan kuat arus listrik bertemu dengan kutub (+) potensial tegangan terlebih dulu, maka tanda tegangan GGL adalah (+)

ε (+) ➔ 

2. Jika arah kuat arus listrik searah dengan arah loop dan kuat arus listrik bertemu dengan kutub (-) potensial tegangan terlebih dulu, maka tanda tegangan GGL adalah (-).

ε (-) ➔ 

Terdapat perjanjian tanda untuk arah kuat arus listrik (I) pada penurunan potensial tegangan (I.R):

1. Jika arah kuat arus listrik searah dengan arah loop, maka tanda kuat arus listrik adalah (+).

I (+) ➔ 

2. Jika arah kuat arus listrik berlawanan arah dengan arah loop, maka tanda kuat arus listrik adalah (-).

I(-) ➔ 

Contoh soal

1. Suatu rangkaian listrik ditunjukkan seperti gambar berikut ini.

 Dengan menggunakan hukum II Kirchoff, besar kuat arus listrik yang mengalir di dalam rangkaian tersebut adalah...

Diketahui:

ε1 = 6 V

ε2 = 12 V

R1 = 2 Ω

R2 = 6 Ω

R3 = 4 Ω

Ditanya: I ?

Jawab:

 2. Perhatikan gambar rangkaian listrik dibawah ini!

Jika diketahui ε1 = 16 V; ε2 = 8 V; ε3 = 10 V; R1 = 12 ohm; R2 = 6 ohm; dan R3 = 6 ohm. Besar kuat arus lisrik I adalah...

Jawab:

Loop I (atas):

Loop II (bawah):

Eliminasi:

Info singkat

Sumber gambar: okezone.com

Gustav Kirchhoff adalah seorang fisikawan yang lahir pada 1824 di Konigsburg, Prusia (sekarang dikenal sebagai Kaliningrad, Rusia) dari pasangan Freidrich dan Johanna Kirchhoff.

Ia menempuh pendidikan di Konigsberg di Universitas Albertus, dan mengikuti seminar matematika-fisika dari 1843 hingga 1846, yang diadakan oleh Franz Neumann.

Ketika Gustav belajar dari bimbingan Neumann, ia membuat banyak penelitian pertamanya yang berkaitan dengan arus listrik. Pada 1845, ia mengumumkan sebuah hukum (Hukum Kirchhoff) yang memungkinkan perhitungan arus, tegangan, dan hambatan di sirkuit listrik yang memiliki banyak putaran.

Dengan memperluas teori fisikawan Jerman, Georg Simon Ohm, ia menggeneralisasi persamaan yang menjelaskan aliran arus pada konduktor listrik dalam tiga dimensi.

Hukum arus Kirchhoff (Hukum 1), menyatakan bahwa arus yang mengalir ke simpul (atau persimpangan) harus sama dengan arus yang mengalir keluar darinya. Hukum tegangan Kirchhoff (Hukum 2) menyatakan, jumlah semua voltase di sekitar putaran (loop) tertutup dalam rangkaian harus sama dengan nol.

Gustav Kirchhoff meninggal pada 17 Oktober 1887 di usia 63 tahun, bermakam di Pemakaman St. Matthaus Kirchhoff di Berlin.

Penerapan dalam kehidupan sehari-hari

Hukum Kirchhoff 1 dapat berguna untuk menghitung arus listrik dalam rangkaian tertutup seperti rangakaian kabel listrik di rumah-rumah sehingga dapat mengetahui adanya pencurian listrik, pembagian listrik sesuai kebutuhan, dan dapat menghemat listrik.

Hukum Kirchoff 2 biasanya diterapkan untuk penghitungan tekanan beda potensial dalam sebuah komponen-komponen elektronika dalam sebuah rangkaian tertutup. Penjelasan dari bunyi hukum kirchoff 2 adalah jumlah aljabar gaya gerak listrik dalam rangkaian yang tertutup sama dengan nol. Begitupun dengan penurunan tegangan listrik.
Maksud dari hukum penurunan tegangan sama dengan nol adalah tidak adanya energi listrik yang hilang dari rangkaian tersebut. Atau artinya semua energi listrik diserap dan digunakan secara maksimal pada rangkaian tersebut.

Kesimpulan

• Semua hal telah diatur dan dirancang oleh Tuhan melalui manusia dan ciptaannya sehingga kita harus menggunakan hal tersebut untuk hal yang baik. 
• Hal yang saya pelajari yaitu perhitungan fisika sangat diperlukan untuk memudahkan kehidupan banyak orang. 

Referensi

https://www.google.com/amp/s/techno.okezone.com/amp/2017/12/29/56/1837613/perjalanan-hidup-gustav-kirchhoff-sang-fisikawan-jerman?espv=1

https://www.studiobelajar.com/hukum-kirchhoff/

https://www.google.com/amp/s/blog.ruangguru.com/penjelasan-hukum-i-dan-ii-kirchoff%3fhs_amp=true?espv=1

https://www.google.com/amp/s/serviceacjogja.pro/memahami-hukum-kirchoff-1/amp/?espv=1