Pengertian Hukum Kirchhoff ☑️ Dilengkapi Bunyi Hukum Kirchhoff 1 dan 2, ☑️ Rumus (persamaan) serta Contoh soal + Pembahasan☑️
Pembahasan materi tentang rangkaian listrik dalam ilmu Fisika tidak bisa dilepaskan dari hukum Kirchoff. Bunyi hukum Kirchhoff ini pada dasarnya menjelaskan mengenai rangkaian listrik sederhana yang mana di dalamnya terdiri atas baterai, lampu dan saklar yang saling terhubung.
Guna membantu teman teman mencari refrensi belajar konsep materi hukum kirchhoff 1 dan 2, berikut kami ulas mengenai pengertian, bunyi hukum, rumus dan juga contoh soal dan pembahasannya lengkap. Untuk lebih jelasnya, silahkan teman teman baca artikelnya dibawah ini.
Pengertian Hukum Kirchhoff
Hukum KIrchhoff adalah hukum yang mengatur tentang percabangan dan loop. Hukum Kirchhoff ditemukan dan diperkenalkan pertama kali oleh Gustav Robert Kirchhoff, seorang ahli Fisika dari Jerman pada tahun 1845.
Hukum ini menjelaskan tentang arus dan tegangan atau beda potensial. Pada dasarnya, hukum ini menjelaskan tentang rangkaian listrik sederhana yang hanya terdiri atas saklar yang saling terhubung, baterai dan lampu.
Ketika saklar dibuka, arus listrik belum mengalir sehingga lampu tetap dalam keadaan padam. Kemudian, ketika saklar dalam keadaan tersambung, barulah arus listrik akan mengalir hingga membuat lampu menyala.
Hukum ini memiliki peran penting dalam rangkaian elektronika, diantara kelebihan dan fungsi hukum kirchhoff adalah membuat perhitungan tegangan dan arus yang tidak diketahui menjadi mudah dan juga Analisis dan penyederhanaan rangkaian loop tertutup yang kompleks menjadi mudah dikelola.
Hukum Kirchhoff bekerja dengan asumsi bahwa tidak ada medan magnet yang berfluktuasi dalam loop tertutup. Medan listrik dan gaya gerak listrik dapat diinduksi yang menghasilkan pelanggaran aturan Kirchhoff di bawah pengaruh medan magnet yang bervariasi.
Perbedaan Hukum Kirchhoff 1 (Arus) dan Hukum Kirchhoff 2 (Tegangan) :
| KCL | KVL |
| Jumlah semua arus yang masuk ke simpul (node) tertentu sama dengan jumlah semua arus yang keluar dari simpul tersebut | Jumlah semua tegangan di sekitar jalur tertutup (loop) adalah nol |
| Analisis simpul lebih diutamakan untuk mendapatkan potensial simpul karena arus yang masuk/keluar dapat dinyatakan dalam potensial simpul (node). | Analisis loop lebih diutamakan untuk mendapatkan arus loop karena perbedaan potensial loop dapat dinyatakan dalam arus loop |
Batasan Hukum Kirchoff :
Hukum Kirchhoff memiliki keterbatasan yang hanya berlaku untuk semua kasus di mana muatan listrik total konstan di wilayah yang dipertimbangkan selama hukum diterapkan untuk titik tertentu.
Namun, di beberapa kasus, kerapatan muatan mungkin tidak konstan. Karena muatan adalah kekal, satu-satunya cara ini mungkin adalah jika ada aliran muatan melintasi batas wilayah. Aliran ini akan menghasilkan arus / daya listrik, sehingga melanggar hukum Kirchhoff.
Keterbatasan lain pada hukum kirchoff juga terdapat pada rangkaian yang bekerja dengan asumsi bahwa tidak ada medan magnet yang berfluktuasi dalam loop tertutup. Medan listrik dan GGL dapat diinduksi, yang menyebabkan hukum Kirchhoff putus dengan adanya medan magnet variabel.
Bunyi Hukum Kirchhoff 1
Dari bunyi hukum tersebut, dapat disimpulkan bahwa muatan total yang menuju ke suatu titik sama dengan muatan total yang keluar dari titik tersebut. Jika dirumuskan secara matematis rumus hukum Kirchhoff ini adalah:
Hukum Kirchhoff masih dibagi lagi menjadi 2 berdasarkan aturannya. Yang pertama adalah Hukum Kirchhoff 1 yang membahas tentang muatan, dan hukum kirchhoff 2 yang lebih fokus membahas beda potensial pada rangkaian tertutup. Berikut untuk rumus hukum kirchhoff 1 :
Rumus Hukum Kirchhoff 1
Rumus hukum kirchhoff 1 menyatakan jumlah (sigma) arus yang masuk memiliki nilai sama dengan jumlah arus keluar (Σ Imasuk = Σ Ikeluar) , sehingga dalam persamaan matematika dinotasikan I1 + I3 + I4 = I2 + I5
Dalam rangkaian listrik, kuat arus merupakan besaran jumlah muatan yang mengalir pada komponen penghantar listrik dalam periode waktu tertentu, artinya muatan listrik bersifat kekal.
Dari pernyataan diatas, besaran muatan listrik yang masuk maupun keluar dari titik percabangan selalu memiliki nilai yang sama, sehingga rumus kirchhoff 1 juga bisa dinotasikan : Q1 + Q3 + Q4 = Q2 + Q3
Istilah Node dalam rangkaian listrik umumnya mengacu pada koneksi atau persimpangan dua atau lebih jalur atau elemen pembawa arus seperti kabel dan komponen.
