HUKUM KIRCHOFFTujuan Pembelajaran: Setelah mempelajari materi ini, saya harus mampu : 1) menuliskan bunyi hukum I dan II Kirchoff serta merumuskan persamaannya 2) memahami perjanjian tanda yang digunakan untuk menyelesaikan soal rangkaian tertutup sederhana (satu loop) atau lebih 3) menyelesaikan persoalan rangkaian listrik searah.

Hukum II KirchoffSetelah membahas tentang hukum I Kirchoff, sekarang kita akan membahas hukum II Kirchoff, hukum II Kirchoff juga dikenal sebagai hukum loop didasarkan pada prinsip kekekalan energy. Untuk mengetahui lebih lanjut, ayolah menyimak pembahasan berikut ini. a. Bacalah dan cermati buku fisikamu tentang hukum II Kirchoff, kemudian tuliskan dengan bahasa kamu sendiri bunyi hukum II Kirchoff? Pernyataan Hukum II Kirchoff .. b. Berdasarkan pernyataan yang kamu tulis pada poin a, tuliskan rumusan hukum II Kirchoff dan penurunnya! Pernyataan Hukum II Kirchoff .. c. Perhatikan gambar rangkaian berikut!iA B A

iB

Arah loop

Arah loop

(a)

C

(b)

D

Gambar 6. Arah arus dan arah loop

Diskusikan gambar 6 di atas dengan teman sekelompokmu. Tuliskan perjanjian tanda yang berlaku pada gambar loop tersebut! 1. kuat arus bertanda..............................jika arah arus....................... dengan arah loop dan bertanda.............................. jika arah arus....................... dengan arah loop tersebut. 2. ggl bernilai...........................jika arah loop bertemu dengan kutub.................sumbu tegangan dan betanda......................jika arah loop bertemu dengan kutub.........................sumbu tegangan terlebih dahulu. d. Perhatikan contoh soal berikut! Sebuah baterai dengan ggl 4 V dan hambatan dalam 2 dihubungkan seri dengan baterai dengan ggl 6 V dan hambatan dalamnya 3 , sehingga ggl baterai saling memperkuat (lihat gambar)4v, 2 O6v, 3 O

15O

Sebuah resistor 15 dihubungkan ke kedua ujung terminal luar. Tentukan : a) Kuat arus dalam rangkaian b) Jika salah satu dari baterai dibalik polaritasnya, hitung kuat arus dalam rangkaian.

Penyelesaian: a. kuat arus dalam rangkaian dapat diselesaikan dengan hukum II Kirchoff misalkan arah loop berlawanan arah dengan arah jarum jam.

b. Jika salah satu baterai dibalik polaritasnya. misalnya baterai yang 6 Volt

PERCOBAAN HUKUM II KIRCHOFF

Standar Kompetensi: Menerapkan konsep kelistrikan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi.

Kompetensi Dasar: Memformulasikan besaran-besaran listrik rangkaian tertutup sederhana (satu loop).

Indikator: Memformulasikan besaran tegangan dalam rangkaian tertutup sederhana dengan menggunakan hukum Kirchoff.

Tujuan Percobaan : Mengetahui prinsip dan penerapan hukum kirchoff pada rangkaian bercabang.

Alat dan Bahan : 1. Software Elektronik Workbench 2. Amperemeter/ Multitester 3. Resistor 4. Baterai 12 V 5. Saklar 2 buah 2 buah 1 buah

Langkah Percobaan GGL tetap (1 = 12Volt 2 = 12Volt) 1. Buatlah rangkaian percobaan pada Electronics Workbench seperti pada gambar berikut ini!

2. Hidupkan saklar yang terdapat pada Electronics Workbench, kemudian perhatikan nilai arus dan tegangannya. 3. Ulangi langkah ke 2 dengan mengganti nilai hambatan pada R1 dan R2, kemudian catat tabel pengamatan pada tabel di bawah ini! NO 1 2 3 R1 1K 2K 2K R2 1K 2K 3K R1+R2 2K 4K 5K V1 V2 Vtotal I

4. Buatlah grafik hubungan antara hambatan total dan kuat arus.

Analisis Percobaan

1. Apakah tegangan pada masing-masing hambatan pada R1 dan R2 sama jika kedua hambatan berbeda? 2. perhatikan kuat arus yang terbaca pada amperemeter. Bagaimana besarnya kuat arus jika besar hambatan pada masing-masing resistor dirubah? 3. Bandingkan besarnya tegangan pada kedua hambatan dengan besarnya ggl total! Analisis hasil jawabanmu! ............ Analisis Jawaban: GGL tetap (1 = 12Volt 2 = 12Volt)

NO

R1 1K 2K

R2 1K 2K

R1+R2 2K 4K

V1 (V) 12 12

V2 (V) 12 12

Vtotal (V) 24 24

I (A) 12,04 x 10-3 6,036 x

1 2

10-3 3 2K 3K 5K 9,606 14,39 24 4,836 x 10-3

Grafik hubungan antara hambatan dan kuat arus

14 12 10 8 6 4 2 0

Arus ( 10-3)

I

2

3

4

5Hambatan ()

Jawaban soal analisis

1. Tegangan pada masing-masing hambatan berbeda tergantung besarnya nilai hambatannya, semakin besar hambatan maka tegangan pada hambatan tersebut semakin besar. 2. Besarnya kuat arus akan berubah, semakin besar hambatan pada rangkaian maka kuat arusnya akan semakin kecil, hal ini dapat dilihat pada grafik hubungan antara hambatan dan kuat arus. 3. Berdasarkan hasil percobaan besarnya tegangan pada kedua resistor sama dengan besarnya ggl total.jika diformulasikan dalam bentuk rumus Sehingga

Jika kita umpamakan arah arus berlawanan dengan arah loop, secara teori arus akan bernilai negatif

I

Sehingga:

(

)

Evaluasi

Perhatikan gambar berikut!3O 6O

9v, 1,5O

4O

9v, 1,5O

Tentukan kuat arus yang melalui : 1) Hambatan 3 2) Hambatan 4 3) Hambatan 6

Penyelesaian : ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ...