Seorang ilmuwan berasal dari Jerman bernama Gustav Robert Kirchoff menemukan konsep dasar mengenai teori spektroskopi, rangkaian listrik, dan emisi radiasi benda. Teori tersebut dikenal dengan hukum Kirchoff 1 dan 2. Melalui hukum kirchoff didapatkan berbagai hubungan arus listrik dengan benda lain sebagai panghantar.
Pengertian Hukum Kirchoff
Hukum Kirchoff merupakan aturan mengenai dua elemen yang mempunyai arus listrik dan mempunyai tegangan yang berbeda dalam suatu rangkaian listrik. Nama hukum Kirchoff diambil dari nama akhir penemu hukum tersebut yaitu Kirchoff. Hukum Kirchoff juga mempunyai nama lain yaitu hukum arus Kirchoff yang dikenal dengan KCL.
Hukum Kirchoff membahas tentang rangkaian listrik. Baik itu pada rangkaian tertutup maupun rangkaian bercabang. Dalam suatu rangkaian listrik terdapat komponen yang saling berkaitan atau berhubungan satu sama lain. Jika salah satu komponen tersebut hilang, maka rangkaian tidak bisa digunakan atau dimanfaatkan.
Komponen dalam rangkaian listrik mempunyai nilai atau besaran masing-masing. Untuk menghitung besaran atau nilai suatu komponen tersebut digunakan hukum Kirchoff, karena hukum tersebut mempunyai aturan dan rumus yang digunakan untuk mengatasi masalah atau menghitung arus yang masuk dan keluar dalam suatu rangkaian listrik.
Teori Hukum Kirchoff
Hukum Kirchoff 1 dan 2 menjadi hukum dasar rangkaian listrik, karena kedua hukum tersebut dapat digunakan untuk menganalisis dan menghitung rangkaian listrik yang rumit. Termasuk rangkaian listrik majemuk. Hukum Kirchoff memang muncul dari pengembangan hukum sebelumnya.
Hukum yang mendasari adanya aturan Kirchoff ini adalah hukum kekekalan muatan listrik dan hukum kekekalan energi. Rangkaian listrik terdiri dari tegangan atau beda potensial, hambatan atau beban dan juga sumber arus listrik. Sehingga untuk memecahkan masalah dalam rangkaian tersebut dapat menggunakan hukum Kirchoff.
Dalam suatu rangkaian listrik, terdapat arus listrik, tegangan dan juga hambatan. Tegangan dikenal juga dengan istilah beda potensial. Sebagai hukum yang menyatakan hubungan antara tegangan dengan arus listrik, terdapat hukum Kirchoff tegangan yang menyatakan bahwa dalam lup yang tertutup, jumlah sumber tegangan jatuh yaitu nol.
Hukum Kirchoff juga berhubungan dengan arus listrik. Sehingga terdapat hukum Kirchoff arus yang menyatakan bahwa jumlah arus listrik yang menuju dan meninggalkan percabangan adalah nol. Jika ada dua arus listrik yang meninggalkan percabangan dan dua arus listrik yang menuju percabangan, maka empat komponen arus tersebut akan menghasilkan nol jika dijumlahkan.
Melalui hukum tersebut, dapat digunakan untuk menghitung arus listrik yang ada dalam suatu rangkaian. Setiap Hukum Kirchoff mempunyai bunyi dan rumus masing-masing. Mau tahu? Yuk lanjutkan pembahasan berikut ini.
Bunyi Hukum Kirchoff
Hukum Kirchoff 1 dan 2 mempunyai bunyi yang berbeda. Bunyi hukum Kirchoff 1 sendiri yaitu:
“Dalam rangkaian listrik jumlah arus listrik yang masuk dari titik percabangan sama dengan jumlah arus listrik yang keluar dari titik percabangan”.
Sedangkan untuk bunyi hukum Kirchoff 2 yaitu:
“Jumlah tegangan atau beda potensial dalam rangkaian listrik tertutup adalah nol”.
Dalam Kirchoff 1 ini menyatakan bahwa jumlah arus yang masuk dan keluar dalam satu simpul percabangan adalah nol. Hukum ini juga dikenal dengan hukum kekekalan muatan listrik. Dalam rangkaian tertutup muatan listriknya tetap atau nol. Namun, untuk rangkaian bercabang, jumlah arus listrik yang masuk dan arus listrik yang keluar dari percabangan adalah sama.
Hukum Kirchoff 2 dikenal juga dengan Hukum Tegangan Kirchoff atau KVL dan hukum kekekalan energi. Karena digunakan untuk menganalisis beda potensial atau tegangan untuk komponen rangkaian listrik tertutup.
Rumus Hukum Kirchoff
Hukum Kirchoff 1 dan 2 mempunyai rumus atau formula yang berbeda. Untuk rumus hukum Kirchoff 1 yaitu:
I1 + I2 + I3 + I4 = I5 + I6 + I7 + I8
Sedangkan untuk rumus hukum Kirchoff 2 yaitu:
Vab + Vbc + Vcd + Vde = 0
Atau dapat ditulis secara sederhana dengan rumus:
ƩE + ƩV = 0
Keterangan:
V = Beda potensial atau tegangan dari komponen
E = Sumber arus listrik
Jika rangkaian bercabang, besar arus listrik yang mengalir dengan jumlah arus listrik yang keluar adalah sama.
Keterangan:
E1 = beda potensial atau tegangan dengan satuan Volt
V1 – V4 = Tegangan yang ada pada resistor
Contoh Soal Hukum Kirchoff
Selanjutnya, Kamu harus mempelajari contoh soal dari Hukum Kirchoff ini. Kenapa? Karena memahami materi saja tidak cukup. Karena ilmu fisika tidak pernah lepas dari yang namanya perhitungan. Untuk mendalami pemahaman Kamu mengenai Hukum Kirchoff, simak soal dan pembahasan dibawah ini.
Contoh Soal 1
Dalam suatu rangkaian listrik terdapat dua loop dengan data yang diketahui yaitu:
E1 = 8 Volt
E2 = 10 Volt
E3 = 15 Volt
R1 = 2 Ohm
R2 = 6 Ohm
R3 = 3 Ohm
Ditanyakan:
1. Berapakah kuat arus yang melalui R1, R2, dan R3?
2. Berapa beda potensial atau tegangannya?
3. Berapa hambatan atau nilai resistansinya?
b. Beda Potensial dari titik B ke C
Vb-c = ƩE +ƩI
= E2 + 3I3
= 10 + 3 (-1/3)
= 9 Volt
Beda Potensial dari titik B ke D
Vb-d = ƩE +ƩI
= E3 + 6I2
= 15 + 6 (-2/3)
= 15 – 4
= 11 Volt
c. Nilai Resistansi atau Hambatan pada R1
P = I² R
= 1² x 2
= 2 Watt
Contoh Soal 2
Pada rangkaian arus listrik diatas, diketahui data berikut ini:
V1 = 10 Volt
V2 = 20 Volt
R1 = 10 Ohm
R2 = 20 Ohm
R3 = 40 Ohm
Ditanyakan:
Berapa arus listrik yang mengalir ke resistor R3?
Jawab:
Dari rangkain tersebut terdapat 3 percabangan dengan 2 loop bebas dan 2 titk.
a. Menentukan persamaan antara titik A dan B
Titik A = I1 + I2 = I3
Titik B = I3 = I1 + I2
b. Loop 1
10 = (R1 X I1) + (R3 X I3)
= 10I1 + 40I3
c. Loop 2
20 = (R2 X I2) + (R3 X I3)
= 20I2 + 40I3
Maka dengan rumus I1 + I2 = I3
Arus listrik R3 = -0.143 + 0.429
= 0.286 Ampere
Tegangan R3 = Arus listrik x 40
= 0.286 x 40
= 11.4 Volt
Kesimpulannya, pada percabangan R3 terdapat arus listrik sebesar 0.286 Ampere dengan beda potensial sebesar 11.4 Volt.
REKOMENDASI
Fluida Dinamis Fluida Dinamis - Belajar ilmu fisika memang sangat menyenangkan dan luas sekali materinya. Untuk kamu yang gemar mempelajari tentang fisika, tentunya harus tahu apa itu fluida dinamis. Dalam ilmu fisika…
Listrik Statis Listrik statis adalah bagian dari kehidupan sehari-hari yang ada di mana-mana. Semua ada di sekitar kita, kadang lucu dan jelas. Listrik jenis ini adalah salah satu fenomena ilmiah tertua yang…
Cermin Cekung Cermin cekung juga disebut sebagai cermin konvergen memiliki permukaan yang menonjol ke dalam, yaitu menjauh dari cahaya yang datang. Disebut cermin konvergen karena saat cahaya jatuh di cermin, cermin itu…
Noun Phrase Frasa adalah salah satu komponen dari sebuah kalimat yang terbentuk dari kumpulan kata. Dalam bahasa Inggris, terdapat beberapa frasa yang perlu diketahui. Salah satu yang paling sering digunakan adalah noun…
Hubungan Dasar Negara Dengan Konstitusi Hubungan dasar negara dengan konstitusi sangat erat karena akan berpengaruh terhadap keberlangsungan suatu negara. Sebuah bangunan perlu pondasi dan pilar yang kokoh sehingga mampu berdiri dan melindungi segala hal di…
Usaha dan Energi Bagi kamu yang menyukai pelajaran fisika tentu sudah tidak asing lagi dengan istilah usaha dan energi kan? Sebuah energi yang disalurkan untuk dapat membuat suatu benda bergerak karena adanya gaya…
Sungai: Pengertian, Bentuk, Jenis, Klasifikasi dan Fungsi Sungai sudah sangat sering Kamu temui bukan? Jika didasarkan pada ilmu pengetahuan, materi mengenai sungai ada pada ilmu geologi yang mana membahas seputar proses terbentuknya bumi dari awal hingga saat…
Besaran dan Satuan Fisika Fisika itu seperti halnya ilmu lain, melakukan pengamatan dan mengajukan pertanyaan mendasar. Misalnya, seberapa besar objek? Berapa massa yang dimilikinya? Seberapa jauh perjalanannya? Untuk menjawab pertanyaan ini, para ilmuwan fisika…
Hukum Kepler 1 2 3 Dalam ilmu fisika terdapat salah satu hukum yang mengembangkan bidang matematika, astronomi dan astrologi. Hukum tersebut dikenal dengan hukum Kepler 1 2 3. Hukum tersebut berasal dari ilmuwan Jerman yaitu…
Contoh Perilaku Menentang Hukum dalam Keluarga, Sekolah,… Contoh perilaku menentang hukum - Mendengar kata hukum, hal apa yang biasanya spontan terlintas di kepala? Tentunya banyak yang sependapat bahwa hukum harus ditaati dan dipatuhi supaya tidak ada sanksi…
Kapasitor Dalam sebuah rangkaian terdapat komponen yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Komponen tersebut dikenal dengan istilah Kapasitor atau bisa juga disebut dengan Kondensator. Saat Kondensator dihubungkan dengan sumber tegangan, maka…
Ideologi Pancasila Ideologi Pancasila - Ideologi yang pertama kali dikemukakan pada tahun 1796 oleh Destutt de Tracy merupakan istilah untuk menggambarkan tujuan, sudut pandang, pemahaman, pedoman dan pegangan hidup. Ideologi banyak diaplikasikan…
Gelombang Cahaya Kamu pasti pernah berpikir mengapa cahaya lampu dapat menyebar hingga ke seluruh ruangan, sehingga seluruh ruangan menjadi terang oleh cahaya. Seperti saat kamu berfoto akan sering mencari angle terdapat cahaya,…
Larutan Asam Basa: Teori, Sifat, Jenis dan Indikatornya Asam dan basa merupakan dua senyawa kimia yang paling banyak dijumpai pada kehidupan sehari-hari. Pasti kamu pernah memakan jeruk dalam bentuk buah ataupun jus bukan? Bagaimana dengan cuka, obat atau…
Lembaga Sosial: Pengertian, jenis, Fungsi, Ciri, Karakter,… Lembaga Sosial - Karena kita ini adalah makhluk sosial, maka kita membutuhkan lembaga sosial. Tunggu dulu, apa itu lembaga sosial? Apa fungsinya dalam kehidupan kita? Ada berapa jeniskah lembaga sosial…
Hukum Ohm Dalam ilmu fisika terdapat suatu hukum yang menyatakan besaran arus listrik yang mengalir dalam sebuah benda sebagai penghantar. Hukum tersebut dikenal dengan hukum Ohm. Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti memanfaatkan…
Gerak Melingkar Beraturan Alam dan kehidupan sehari-hari penuh dengan contoh-contoh gerak melingkar beraturan (GMB). GMB terjadi karena gaya sentripetal, gaya yang menunjuk ke pusat lingkaran. Secara matematis, sebuah objek dalam gerakan melingkar beraturan…
Alat Musik Tradisional Maluku Seperti yang telah Anda ketahui bahwa alat musik tradisional Maluku memiliki berbagai macam jenis yang masih dapat kita saksikan penampilannya. Maluku sendiri merupakan salah satu provinsi yang ada di Indonesia,…
Pasar Monopoli Rata-rata banyak perusahaan yang memiliki karyawan dan menggantungkan kehidupan mereka. Selain itu, perusahaan ini juga membuat produk yang tidak dijual perusahaan lain alias langka. Perusahaan tersebut dinamakan memiliki pasar monopoli…
Otonomi Daerah : Pengertian, Tujuan, Prinsip, Asas,… Otonomi daerah - Negara Indonesia memegang asas otonomi daerah yang berarti sebuah daerah memiliki hak, kewajiban, dan wewenang untuk mengatur pemerintahannya sendiri. Pengertian otonomi daerah secara Istilah yakni berasal dari…
Ideologi Fasisme Ideologi Fasisme - Manusia hidup dalam wilayah dan juga kesatuan yang berbeda-beda. Kesatuan tersebut yang kemudian diciptakan di dalam sebuah wadah yang disebut sebagai negara. Sebagian besar dari negara memiliki…
Efek Rumah Kaca Rumah kaca memang dapat membuat suhu ruangan menjadi hangat. Namun, tahukah kamu jika efek rumah kaca dapat menyebabkan global warming? Karena banyaknya gas rumah kaca salah satunya karbon dioksida, membuat…
Pengertian Norma: Macam, Contoh, Fungsi, Tujuan, Manfaat Pengertian Norma - Norma bisa diartikan sebagai kaidah dan aturan yang berlaku bagi manusia di mana di dalamnya terdapat perintah, larangan dan sanksi bagi suatu kelompok masyarakat tertentu. Norma yang…
Pengertian Pers : Sejarah, Misi, Fungsi, dan Peranan Pengertian Pers - Di zaman yang sudah serba teknologi saat ini, mendapatkan berbagai macam informasi semakin dipermudah. Anda bisa memanfaatkan teknologi untuk menjelajah apa yang sedang terjadi di belahan dunia…
Hukum Faraday: Pengertian, Bunyi, Rumus dan Contoh Soalnya Hukum Faraday merupakan hukum dasar Elektromagnetisme yang menyatakan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Hal itu juga berlaku sebaliknya, bahwa medan magnet juga dapat menghasilkan arus listrik. Hukum faraday…
Pengertian dan Ciri-Ciri Manusia Modern Menurut Para Ahli Ciri-ciri manusia modern - Sejak dahulu, manusia memang diberikan kemampuan untuk berpikir dan menangani segala sesuatu di sekitarnya. Mulai dari manusia purba hingga manusia modern, masih banyak hal-hal kompleks yang…
Hukum Kekekalan Energi Sesuatu yang sifatnya tidak berubah dapat disebut dengan kekal, sehingga apabila terdapat suatu hukum yang menyatakan bahwa energi tidak dapat mengalami perubahan serta kekal disebut dengan hukum kekekalan energi. Sehingga…
Sumber Keuangan Negara dari Dalam dan Luar Negeri Beserta… Sumber Keuangan Negara - Keuangan dari suatu negara merupakan segala bentuk kekayaan yang dimiliki oleh suatu pemerintahan atau negara dari berbagai sumber. Sumber keuangan negara sangat berhubungan dengan pemasukan dan…
Keseimbangan Pasar Ekonomi tidak pernah lepas dari perbincangan masyarakat. Terutama perihal pasar selalu menjadi menu utama dalam kehidupan masyarakat Indonesia. Keseimbangan pasar merupakan salah satu elemen paling penting untuk dijaga. Dalam ruang…
Efek Fotolistrik Tahukah Kamu pada abad ke 19 terdapat suatu eksperimen untuk mengamati sebuah fenomena radiasi? Yaps, dari eksperimen tersebut ditemukan sebuah energi yang timbul akibat elektron saat cahaya menabrak permukaan benda…