Download - Hukum Kirchoff
Laboratorium Pengukuran Sistem Tenaga
I. TUJUAN
Setelah selesai percobaan, siswa dapat menerangkan dan menerangkan persoalan dengan mempergunakan hukum Kirchhoff.
II. PENDAHULUAN
Berdasarkan hukum Kirchhoff I (tentang arus) jumlah aljabar dari arus-arus yang menuju satu sistem adalah sama dengan jumlah aljabar arus yang keluar dari sistem tersebut. Dalam mempergunakan hukum Kirchhoff untuk menyelesaikan rangkaian-rangkaian listrik kita menetapkan bahwa arus yang arahnya masuk kesuatu sistem diberi tanda positif, sedangkan arus yang arahnya masuk kesuatu sistem diberi tanda negatif.
I1 + I2 + I3 = I4 + I5I1 + I2 + I3 I4 I5 = 0
,Pada hukum Kirchhoff II bahwa jumlah aljabar tegangan pada suatu rangkaian tertutup adalah nol.
Dalam mempergunakan hukum Kirchhoff II kita memberikan tanda polaritas positif pada tahanan di arah datangnya arus.
-V1 + I.R1 + I.R2 + V2 + I.R3 = 0
V1 - V2 = I.R1 + I.R2 + I.R3
V1 - V2 = I (R1 + R2 + R3)
III. ALAT-ALAT YANG DIPERGUNAKAN
3.1 Power supply: 0 60 volt DC
3.2 Tahanan
3.3 Protto board
3.4 Multi meter: Elavi 15 N
3.5 Kabel penghubung
IV. LANGKAH KERJA4.1 Buatlah rangkaian seperti gambar dibawah ini:
4.2 On kan power supply DC dan atur tegangan dari 2 volt sampai 12 volt. Ukur besarnya arus yang melalui masing-masing tahanan pada setiap kenaikan tegangan dari power supply tersebut (tabel 1).
4.3 Ganti nilai ketiga tahanan tersebut diatas dengan nilai yang sama yaitu 1k dan ulangi langkah 2 (tabel 2).
4.4 Bandingkan keadaan step 2 dan 3 berdasarkan teori hukum Kirchhoff I.
4.5 Buatlah rangkaian seperti gambar dibawah ini:
4.6 On kan power supply DC dan atur tegangan selangkah demi selangkah dari 2 volt hingga 15 volt. Pada tiap langkah ukur besarnya tegangan dan arus yang melalui masing-masing tahanan (tabel 3).
4.7 Ganti nilai tahanan tersebut diatas dengan nilai yang sama yaitu 100 dan ulangi langkah 6.
4.8 Bandingkan langkah 6 dan langkah 7 dengan hukum Kirchhoff II.
4.9 Buatlah rangkaian seperti gambar dibawah ini:
4.10 On kan power supply DC, atur tegangan VI dari 5 volt sampai 15 volt dan V2 dari 7 volt; 8 volt dan 12 volt.
Ukur besarnya arus yang melalui masing-masing tahanan dan tegangan pada masing-masing tahanan (tabel 5).
4.11 Ganti polaritas dari V2 (berlawanan) untuk tegangan yang sama dan diulangi langkah 10.
4.12 Setelah selesai percobaan letakan seluruh peralatan pada tempatnya.Tabel 1
TEGANGAN
(VOLT)Arus yang melalui Tahanan (mA)
R = 150R = 220R = 470
4 Volt4,142,832,86,936,8
6 Volt5,955,84,0549,999,8
8 Volt8,328,45,675,713,9914,5
10 Volt10,5810,57,217,2517,7918
12 Volt12,78138,71921,4922
Tabel 2
Tegangan
(Volt)Arus yang melalui Tahanan (mA)
R1 = 220R2 = 220R3 = 220
TeoriPraktekTeoriPraktekTeoriPraktek
2 volt32.932,966
4 volt66661212
6 volt99991818
8 volt121212122424
10 volt151515153030
12 volt181818183636
Tabel 3
TerpasangJatuh tegangan pada masing-masing tahanan (Volt)Keterangan
R1 = 220R2 = 150R3 = 470
TeoriPraktekTeoriPraktekTeoriPraktekTeoriPraktek
2 volt0,520,520,350,361,111,1122,005
4 volt11,050,70,732,22,2244,002
5 volt1,21,30,80,92,72,7754,993
6 volt1,51,57811,093,33,3366,003
8 volt22,11,41,44,44,4488
10 volt2,62,61,71,85,55,54109,97
12 volt3,13,142,12,16,66,651211,98
13 volt3,33,402,32,37,27,231313,02
15 volt3,93,942,62,78,38,341515.02
Tabel 4
TerpasangJatuh tegangan pada masing-masing tahanan (Volt)Keterangan
R1 = 220R2 = 220R3 = 220
TeoriPraktekTeoriPraktekTeoriPraktekTeoriPraktek
2 volt0,60,610,60,600,60,6121,83
4 volt1,31,331,31,331,31,3444,01
5 volt1,61,661,61,661,61,6654,99
6 volt2221,992265,99
8 volt2,62,642,62,662,62,6788,01
9 volt33,0233,0233,0399,07
10 volt3,33,343,33,333,33,341010,02
12 volt44,014444,011212,03
13 volt4,34,344,34,324,34,341313
15 volt55,025555,021515,05
Tabel 5Tegangan (Volt)Jatuh tegangan pada masing-masing tahanan (Volt)Keterangan
R1 = 220R2 = 150R3 = 470
V1V2PraktekPraktekPraktekTeoriPraktek
5- 12- 1,78- 1,23- 3,9- 7- 6,91
10- 70,7870,5421,67533,004
15- 81,841,263,977
Tabel 6, jika polaritas V2 dibalik
Tegangan (Volt)Jatuh tegangan pada masing-masing tahanan (Volt)Keterangan
R1 = 220R2 = 150R3 = 470
V1V2PraktekPraktekPraktekTeoriPraktek
5124,453,0689,51717,018
1074,453,0699,481716,99
1586,0254,1512,822322,9
V. PERTANYAAN5.1 Menurut hukum Kirchhoff I, jumlah aljabar dari arus-arus yang menuju satu sistem akan sama dengan jumlah aljabar dari arus-arus yang keluar dari sistem tersebut. Buktikan pernyataan hukum Kirchhoff I diatas dengan membuat rangkain R1 = 2,2 k; R2 = 3,3 k; R3 = 3,9 k/0,5W; R4 = 4,7k/0,5W serta V1 = 12 volt.
Jawab:
I1 = I2 =
I3 = = = 11.3 mAI4 = = = 10mA
I1 + I4 = I2 + I3
I1 + I4 - I2 - I3 = 05 mA + 10 mA - 11.3 mA - 3.63mA = 0
Mendekati angka 0. Maka terbukti bahwa arus masuk sama dengan arus keluar
I2
I1
I4I3
5.2 Menurut hukum Kirchhoff II jumlah aljabar dari semua ggl dan jatuh tegangan pada suatu rangkaian tertutup adalah nol.
Buktikan pernyataan hukum Kirchhoff II diatas dengan membuat beberapa rangakain.Jawab:
Jumlah aljabar tegangan dalam suatu rangkaian tertutup selalu sama dengan nol.
Bila arus sesuai dengan arah lintasan tertutup yang diambil, maka I bertanda positif.
Bila arah arus berlawanan dengan arah lintasan tertutup yang diambil, maka I bertanda negatif ().
Untuk gaya gerak listrik atau gglnya bila arah lintasan dari kutub positif ke kutub negatif, maka ggl (E) bertanda positif (+). Sedangkan pada seat arah lintasan dari kutub negatif ke kutub positif maka E bertanda negatif ().
Diketahui :
R1 = 2 OhmR2 = 3 OhmE = 10 Ohm
I = 2A
Diambil lintasan seperti panah,VAB + VBC + VCD + VDA = 0I R1 + I R2 + 0 - E =
2.2 + 2.3-10 = 0
0=0
I1 = 1I2 = 3I3 = 2R1 = 3R2 = 4R3 = 5
V1 = 10V2 = 18
I2=I1+I3Lihat Lintasan I ( A-B-E-F-A)VAB + VBE + VEF + VFA = 0 I R1 + I R2 + 0 - E1 = 0 I R1 + ( I1 + I3 ) R2 - E1 = 0I R1 + I 1R2 + I3 R2 - E1 = 0
1.3 + 1.4 +2.4 15 = 00 = 0
Lihat Lintasan II ( B-C-D-E-B)VBE + VDE + VDC + VCB = 0I2R2 + 0 - E2 + I3 R3 = 0(I1 + I3) R2 E2 + I3 R3 = 0I1R2 + I3 R2 + I3 R3 E2=01.4+2.4+2.5-18=0Dengan kata lain dapat dinyatakan bahwa, pada setiap rangkaian tertutup (mesh) dari suatu jaringan, jumlah aljabar ggl (tegangan sumber) besarnya sama dengan jumlah semua susut tegangan (hasil kali arus dan tahanannya).VS1 + VS2 = I . R1 + I . R2 + I . R3
IV. Kesimpulan
DAFTAR PUSTAKA1. http://muslim-sejati17.blogspot.com/2013_06_01_archive.html2. http://gusti99.blogspot.com/2011_10_01_archive.html3. http://tawarikhloyntha.blogspot.com/2013_07_01_archive.html4. http://mustofaabihamid.blogspot.com/2010/04/hukum-kirchoff-dan-hukun-ohm.html5. http://edigunawan01.blogspot.com/2013/04/hukum-kirchoff-ii-fisika-dasar-2.html
Jurusan Teknik Elektro-Politeknik Negeri Bandung
1