Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Hukum Kirchhoff

Hukum kirchhoff ditemukan pada tahun 1845 oleh Gustav Robert Kirchhoff, beliau adalah fisikawan asal Jerman. Hukum ini mengatur tentang listrik arus searah, yaitu berkaitan dengan arus listrik pada rangkaian percabangan dan beda potensial pada rangkaian tertutup. Jadi, hukum kirchhoff ini terbagi menjadi dua. Untuk lebih memahaminya, simak penjelasan berikut ini.


Hukum Pertama Kirchhoff

Hukum pertama ini bisa juga disebut sebagai hukum arus Kirchhoff atau Kirchhoff’s Current Law (KCL). Karena pada hukum ini mejelaskan tentang arah arus saat melewati titik percabangan.

Bunyi hukumnya sebagai berikut: Jumlah arus listrik yang masuk melalui titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan jumlah arus listrik yang keluar melalui titik percabangan tersebut.

Dari ilustrasi gambar di atas menjelaskan, jika jumlah arus listrik atau kuat arus listrik (I) yang mengalir melalui titik percabangan A sama dengan arus yang keluar dari titik percabangan B. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut: 

ƩImasuk = ƩIkeluar atau I1 = 12 + I3.


Hukum Kedua Kirchhoff

Hukum kedua ini bisa juga disebut sebagai hukum tegangan Kirchhoff atau Kirchhoff’s Voltage Law (KVL). Hukum ini berkaitan tentang beda potensial (tegangan) pada sebuah rangkaian tertutup dan tidak bercabang.

Bunyi dari hukum kedua ini sebagai berikut: Pada rangkaian tertutup, jumlah beda potensialnya harus sama dengan nol.

Secara umum rumus yang digunakan hukum 2 kirchhoff adalah:

Ʃε + ƩIR =0

Keterangan:

  • Ʃε : Jumlah GGL sumber arus (V)
  • ƩIR : Jumlah penurunan tegangan (V)
  • I : Arus listrik (A)
  • R : Hambatan (R)

Jadi, pada contoh gambar di atas berlaku seperti berikut:

IR1 + IR2 + IR3 – E =0


Aturan Perjanjian dalam Menentukan Tanda untuk Tegangan atau GGL

📌Apabila arah loop searah dengan arus listrik dan terlebih dahulu bertemu kutub positif (+) maka tanda GGL adalah (+).

📌Apabila arah loop searah dengan arus listrik dan terlebih dahulu bertemu kutub negatif (-) maka tanda GGL adalah (-).


Aturan Perjanjian dalam Menentukan Tanda untuk Hambatan

📌Apabila arah loop yang sudah ditentukan sama dengan arah arus listrik maka tanda kuat arus listrik yang melewati hambatan adalah positif (+).

📌Apabila arah loop yang sudah ditentukan berlawanan arah dengan arah arus listrik maka tanda kuat arus listrik yang melewati hambatan adalah negatif (-).

Agar lebih memahami simak dan pelajarilah conntoh soal di bawah ini.


Contoh soal

No.1

Perhatikan gambar rangkaian di atas dengan baik, kemudian hitunglah kuat arus listrik yang mengalir.

Diketahui:
E1 = 12 V
E2 = 6 V
E3 = 8 V
R1 = 12 Ω
R2 = 10 Ω
R3 = 6 Ω

Ditanyakan: I = ?

Jawab:

Ʃε + ƩIR = 0
I.R1 – E2 + I.R2 + E3 + I.R3 – E1 = 0
12.I – 6 + 10.I + 8 + 6.I - 12 = 0
28.I – 10 = 0
28.I = 10
I = 10/28 A
I = 0,36 A


No.2

Perhatikan gambar rangkaian di atas kemudian hitunglah I1, I2, dan I3.

Diketahui:
E1 = 14 V
E2 = 4 V
R1 = 4 Ω
R2 = 4 Ω
R3 = 4 Ω
R4 = 2 Ω
R5 = 2 Ω

Ditanya: I1, I2, dan I3 = ?

Jawab:

(1) Hukum pertama kirchhoff

I2 = I1 + I3

(2) Loop 1

R2.I1 + R1.I1 – E1 + R3.I2 = 0
4.I1 + 4.I1 – 14 + 4.I2 = 0
8.I1 + 4.I2 = 14
8.I1 + 4 (I1+I3) = 14
8.I1 + 4.I1 + 4.I3 = 14
12.I1 + 4.I3 = 14

(3) Loop 2

R5.I3 – E2 + R4.I3 + R3.I2 = 0
2.I3 – 6 + 2.I3 + 4.I2 = 0
4.I3 + 4.I2 = 6
4.I3 + 4 (I1+I3) = 6
4.I3 + 4.I1 + 4.I3 = 6
8.I3 + 4.I1 = 6
4.I1 + 8.I3 = 6

(4) Mencari I3 dengan cara eliminasi


(5) Mencari I1

12.I1 + 4.I3 = 14
12.I1 + 4 . 1/5 = 14
12.I1 + 4/5 = 14
12.I1 = 14 – 4/5
12.I1 = 70/5 – 4/5
I1 = 66/5 : 12/1
I1 = 66/5 . 1/12
I1 = 11/10 A

6. Mencari I2

I2 = I1 + I3
I2 = 11/10 + 1/5
I2 = 11/10 + 2/10
I2 = 13/10 A