2. HUKUM KIRCHOFF
• Hukum Kirchhoff merupakan salah satu hukum dalam ilmu Elektronika
yang berfungsi untuk menganalisis arus dan tegangan dalam rangkaian.
• Hukum Kirchhoff pertama kali diperkenalkan oleh seorang ahli fisika
Jerman yang bernama Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) pada tahun
1845.
• Hukum Kirchhoff terdiri dari 2 bagian yaitu Hukum Kirchhoff 1 dan
Hukum Kirchhoft 2.
HUKUM
KIRCHHOFF
3. Pengertian dan Bunyi Hukum Kirchhoff 1
• Hukum Kirchhoff 1 merupakan Hukum Kirchhoff yang berkaitan dengan
dengan arah arus dalam menghadapi titik percabangan. Hukum Kirchhoff
1 ini sering disebut juga dengan Hukum Arus Kirchhoff atau Kirchhoff’s
Current Law (KCL).
• Bunyi Hukum Kirchhoff 1 adalah sebagai berikut :
“Arus Total yang masuk melalui suatu titik percabangan dalam suatu
rangkaian listrik sama dengan arus total yang keluar dari titik
percabangan tersebut.”
4. Untuk lebih jelas mengenai Bunyi Hukum Kirchhoff 1, silakan lihat rumus
dan rangkaian sederhana dibawah ini:
Berdasarkan Rangkaian diatas, dapat dirumuskan:
I1 + I2 + I3 = I4 + I5 + I6
5. Pada setiap rangkaian listrik, jumlah aljabar dari arus-arus yang
bertemu di satu titik adalah nol
(ΣI=0).
Gambar loop arus Kircchoff
Jadi:
I1 + (-I2) + (-I3) + I4 + (-I5 ) = 0
I1 + I4 = I2 + I3 + I5
6. Contoh Soal 1 (Hukum Kirchhoff 1)
1. Lihat gambar rangkian dibawah:
Dari rangkaian diatas diketahui:
I1 = 5 Amper
I2 = 1 Amper
I3 = 2 Amper
Berapakah I4 (arus yang mengalir pada AB) ?
7. Penyelesaian:
• Dari gambar rangkaian yang diberikan diatas, belum diketahui apakah
arus I4 adalah arus masuk atau keluar.
• Oleh karena itu kita perlu membuat asumsi awal, misalnya kita
mengasumsikan arus pada I4 adalah arus keluar.
Jadi arus yang masuk:
I2 + I3 = 1 + 2 = 3A
Arus yang keluar:
I1 + I4 = 5 + I4
3 = 5 + I4
I4 = 3 – 5
I4 = -2
Karena nilai yang didapatkan adalah nilai negatif, ini berbeda dengan asumsi
kita sebelumnya, berarti arus I4 yang sebenarnya adalah arus masuk.
8. Pengertian dan Bunyi Hukum Kirchhoff 2
• Hukum Kirchhoff 2 merupakan Hukum Kirchhoff yang digunakan untuk
menganalisis tegangan (beda potensial) komponen-komponen elektronika
pada suatu rangkaian tertutup.
• Hukum Kirchhoff 2 ini juga dikenal dengan sebutan Hukum Tegangan
Kirchhoff atau Kirchhoff’s Voltage Law (KVL).
Bunyi Hukum Kirchhoff 2 adalah sebagai berikut :
“Total Tegangan (beda potensial) pada suatu rangkaian tertutup adalah nol”
9. Untuk lebih jelas mengenai Hukum Kirchhoff 2, lihat rumus dan rangkaian
sederhana dibawah ini:
B
A
D C
Berdasarkan Rangkaian diatas, dapat dirumuskan:
Vab + Vbc + Vcd + Vda = 0
10. Contoh Soal 2 (Hukum Kirchhoff 2)
2. Perhatikan rangkaian dibawah:
Besaran nilai-nilai resistor yang terdapat dirangkaian diatas:
R1 = 10 Ω
R2 = 20 Ω
R3 = 40 Ω
V1 = 10 Volt
V2 = 20 Volt
Hitung:
Berakah besar arus yang melewati resistor R3 ?
11. Penyelesaian soal 2:
Di dalam rangkaian tersebut, terdapat 3 percabangan, 2 titik, dan 2 loop bebas
(independent).
Gunakan Hukum Kirchhoff I (Hukum Arus Kirchhoff) untuk persamaan pada
titik A dan titik B
Titik A : I1 + I2 = I3
Titik B : I3 = I1 + I2
Gunakan Hukum Kirchhoff II (Hukum Tegangan Kirchhoff) untuk Loop 1,
Loop 2 dan Loop 3.
Loop 1 : 10 = R1 x I1 + R3 x I3 = 10 I1 + 40 I3
Loop 2 : 20 = R2 x I2 + R3 x I3 = 20 I2 + 40 I3
Loop 3 : 10 – 20 = 10 I1 – 20 I2
12. Seperti yang dikatakan sebelumnya bahwa I3 adalah hasil dari penjumlahan I1
dan I2, maka persamaannya dapat kita buat seperti dibawah ini:
Persamaan 1:
10 = 10 I1 + 40 (I1 + I2) = 50 I1 + 40 I2
Persamaan 2:
20 = 20 I2 + 40 (I1 + I2) = 40 I1 + 60 I2
Jadi saat ini kita memiliki 2 persamaan, dari persamaan tersebut kita
mendapatkan nilai I1 dan I2 sebagai berikut :
I1 = - 0.143 Ampere
I2 = + 0.429 Ampere
13. Seperti yang diketahui bahwa I3 = I1 + I2
Maka arus listrik yang mengalir pada R3 adalah:
I3 = - 0.143 + 0.429
= 0.286 Ampere
Sedangkan Tegangan yang melewati R3 adalah:
V3 = 0.286 x 40
= 11.44 Volt
Tanda Negatif (-) pada arus I1 menandakan arah alir arus listrik yang
diasumsikan dalam rangkaian diatas adalah salah. Jadi arah alir arus listrik
seharusnya menuju ke V1, sehingga V2 (20 V) melakukan pengisian arus
(charging) terhadap V1.
14. Soal 1:
Besaran nilai-nilai resistor yang terdapat dirangkaian dibawah:
R1 = 15 Ω
R2 = 10 Ω
R3 = 50 Ω
V1 = 20 Volt
V2 = 15 Volt
Hitung:
Berakah besar arus yang melewati resistor R3 dengan mengunakan persamaan
hukum Kirchhoff?
15. Dari rangkaian diatas diketahui:
I1 = 19 Amper
I2 = 24 Amper
I3 = 20 Amper
Hitung:
Berapa besar arus I4 (arus yang mengalir pada AB) ?
Soal 2
Gambar rangkian aliran arus spt gambar dibawah:
