Contoh Soal Hukum Kirchoff dan Pembahasannya
Halo teman-teman, kali ini kita akan membahas tentang Hukum Kirchoff.
Hukum Kirchoff merupakan salah satu materi yang dipelajari di SMA terutama kelas 12.
Hukum Kirchoff memiliki dua hukum yaitu Hukum Kirchoff 1 dan 2.
Untuk penjelasan lebih lanjut, teman-teman dapat melihatnya pada artikel dibawah.
Selain itu juga pada artikel ini juga terdapat Contoh Soal Hukum Kirchoff dan Pembahasannya.
Selamat mencoba, semoga bermanfaat dan silahkan bertanya bila ada yang
ragu.
|
|
Contoh Soal Hukum Kirchoff dan Pembahasannya |
Daftar Isi
Suatu jumlah total kuat arus listrik yang menuju/ masuk melalui suatu titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik memiliki besar yang sama dengan jumlah total Kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan tersebut
Bila dituliskan Rumus Hukum Kirchoff 1 adalah
ΣImasuk = ΣIkeluar atau Itotal=I1+I2+I3
Hukum Kirchoff 2
Bahwa di dalam suatu rangkaian tertutup (loop) total atau jumlah beda potensial (banyaknya tegangan) harus sama dengan nol.
Bila dituliskan Rumus Hukum Kirchoff 2 adalah
Σє + ΣIR = 0
Perjanjian tanda untuk tegangan GGL (ε)
ε (+)
Bila arah kuat arus searah dengan arah loop dan kuat arus listrik bertemu dengan kutub (+) potensial tegangan terlebih dulu, maka tanda tegangan GGL adalah (+)
ε (-)
Bila arah kuat arus listrik searah dengan arah loop dan kuat arus listrik bertemu dengan kutub (-) potensial tegangan terlebih dulu, maka tanda tegangan GGL adalah (-)
Perjanjian tanda untuk arah kuat arus listrik (I) pada penurunan potensial tegangan (I.R):
I (+)
Bila arah kuat arus listrik searah dengan arah loop, maka tanda kuat arus listrik adalah (+)
I (-)
Bila arah kuat arus listrik berlawanan arah dengan arah loop, maka tanda kuat arus listrik adalah (-).
Contoh Soal Hukum Kirchoff 1 dan Pembahasan
1. Pada rangkaian sederhana diatas, kuat arus yang mengalir pada
I1=20 Ampere, I2=4 Ampere dan I4=8 Ampere. Tentukan nilai I3.
Pembahasan:
Diketahui
:
I1 = 20 Ampere
I2 = 4 Ampere
I4 = 8 Ampere
Ditanyakan:
I3 =… ?
Jawaban :
Berdasarkan data-data yang ada soal
ini dapat diselesaikan dengna hukum Kirchoff 1 yaitu,
ΣImasuk =
ΣIkeluar
I1 = I2 + I3 + I4
20 = 4 + I3 + 8
20 = 12
+I3
I3 = 20-12= 8 Ampere
Maka didapatkan besar kuat arus
pada I3 adalah 8 Ampere.
Pada rangkaian sederhana diatas, kuat arus yang mengalir pada I1=15 Ampere,
I3=7 Ampere, I4=8 Ampere serta I5=5 Ampere. Tentukan nilai I2.
Pembahasan:
Diketahui :
I1 = 15 Ampere
I3 = 7 Ampere
I4 = 8 Ampere
I5 = 5 Ampere
Ditanyakan: I2 =… ?
Jawaban :
Berdasarkan data-data yang ada soal ini dapat diselesaikan dengan hukum
Kirchoff 1 yaitu,
ΣImasuk = ΣIkeluar
I1 + I2 = I3 + I4 + I5
20 + I2 = 7 + 8 + 5
I2 = 20-15
I2 = 20-15= 5 Ampere
Maka didapatkan besar kuat arus pada I2 adalah 5 Ampere.
3. Jika I1 pada soal no.1 dinaikkan sebesar 25% dari nilai semula.
Tentukan perbandingan nilai I3 awal dan akhir
Pembahasan:
Diketahui :
I1 = 20 Ampere
I2 = 4 Ampere
I4 = 8 Ampere
I3 = 8 Ampere
I1'= 20 + (20 x 0,25) = 25 Ampere
Ditanyakan: I3:I3' =… ?
Jawaban :
Berdasarkan data-data yang ada soal ini dapat diselesaikan dengna hukum
Kirchoff 1 yaitu,
ΣImasuk = ΣIkeluar
I1' = I2 + I3' + I4
25 = 4 + I3' + 8
25 = 12 +I3'
I3' = 25-12= 13 Ampere
I3:I3'= 8:13
Maka didapatkan perbandingan I3 awal dan akhir adalah 8:13.
1. Berapakah kuat arus yang mengalir pada sebuah rangkaian arus listrik
jika R1 = 3 ohm, R2 = 2 ohm, dan R3 = 1 ohm serta є1 = 12 Volt dan є2 = 24
Volt .
Pembahasan:
Diketahui :
R1 = 3 ohm
R2 = 2 ohm
R3 = 1 ohm
є1 = 12 Volt
є2 = 24 Volt
Ditanyakan: I =… ?
Jawaban :
Berdasarkan data-data yang ada soal ini dapat diselesaikan dengaa hukum
Kirchoff 2
Langkah:
Pertama, tentukan arah loop. Agar lebih mudah, arah loop sama dengan
arah arus listrik (I)
Dari gambar arus listrik(I) bertemu kutub (+) pada є1 sehingga bernilai
positif є1 (+) sedangkan є2 bernilai negatif є2 (-)
Agar lebih mudah dalam perhitungan dan penulisan maka ditulis secara
berurutan
Σє + ΣIR = 0
IR2 + є1 + IR1 + IR3 -є2 = 0
I(2) + 12 + I(3) + I(1) -24 =0
6I-12=0
I=12/6= 2 Ampere
Maka didapatkan besar kuat arus pada I adalah 2 Ampere.
2. Jika diketahui ε1 = 16 V; ε2 = 8 V; ε3 = 10 V; R1 = 12 ohm; R2 = 6
ohm; dan R3 = 6 ohm. Besar kuat arus lisrik I adalah...
Pembahasan:
Diketahui :
ε1 = 16 V
ε2 = 8 V
ε3 = 10 V
R1 = 12 ohm
R2 = 6 ohm
R3 = 6 ohm.
Ditanyakan: I =… ?
Jawab:
Pertama, tentukan arah loop.
Loop 1 (Sebelah Kiri):
Perhitungan dimulai dari R1
Σє + ΣIR = 0
IxR1 - ε1 + I1xR2 = 0
I(6) - 16 + I1(6) = 0
12I + 6I1 = 16 .....> dibagi 2
6I + 3I1 =8
karena I1+I2=I
maka
6(I1+I2) +3I1 = 8
6I1 + 6I2 + 3I1 = 8
9I1 + 6I2 = 8
Loop 2
Pada loop 2, arah arus I1 berlawanan dengan arah loop sehingga, I1 bernilai
negatif (-), sehingga
Σє + ΣIR = 0
I2xR3 + ε2 - I1xR2 + ε3 = 0
I2(6) + 8 - I1(6) + 10 = 0
6I2 - 6I1 + 18 = 0
- 6I1 + 6I2 = -18
Eliminasi
9I1 + 6I2 = 8
- 6I1 + 6I2 = -18
----------------- (-)
15I1 + 0 = 26
I1 = 26/15 A
-6I1 + 6I2 = -18 .....> -6(26/15) + 6I2 = -18...> I2=12/5 A
I=I1+I2= (26/15) + (12/5) = 4,13 A
Maka didapatkan besar kuat arus pada I adalah 4,13 Ampere.
3. Diketahui sebuah rangkaian sebagaimana dibawah. Apa yang akan terjadi
pada arus listrik pada rangkaian tersebut jika saklar S ditutup. Maka
berapakah daya pada R = 2 Ω? bila R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 1 Ω, є1 = 12 V,
є2 = 8 V
Ditanya: Hitunglah Daya atau P (R1) pada rangkaian tersebut!
Jawaban
Langkah pertama sebelum masuk ke hitungan dan rumus adalah menentukan arah arus dan arah loop.
Pada kasus ini arah arus sama dengan arah loop sehingga. Gambar diatas menjadi
Loop 1
ε + I R + 0 atau ΣE +ΣIR = 0
-ε1 + I1 R2 + I R1 =0
-12 + 4I1 + 2I=0
4I1+2I=12
I=I1+I2
2(I1+I2)+4I1=12
2I1+2I2+4I1=12
6I1+2I2=12 :2 = 3I1+I2=6
LOOP 2
8 - I1 R2 +I2 R3=0
8 - I1 4 + I2 1=0
4I1-I2=8
ELIMINASI
3I1+I2=6
4I1-I2=8
---------- (+)
7I1=14
I1=2
3I1+I2=6
3(2)+I2=6
I2=6-6=0 Ampere
I=I1+I2=2+0=2 Ampere
Daya pada R1
P=(I^2)R1
=(2^2)2=8 Watt
Maka daya pada R2 adalah 8 Watt
4. Tentukan nilai kuat arus dari rangkaian dibawah serta tegangan jepit
titik KJ. Bila diketahui, ε1= 5 volt, r1 = 1 Ω, R1= 2 Ω, ε2= 17 volt,
r2 = 1 Ω, R2= 2 Ω.
Diketahui:
ε1= 5 volt
r1 = 1 Ω
R1= 2 Ω
ε2= 17 volt
r2 = 1 Ω
R2= 2 Ω
R3= 1 Ω
Ditanya: Tentukan nilai kuat arus (I) dari rangkaian dibawah serta tegangan jepit titik KJ(V)
Jawaban
Langkah pertama sebelum masuk ke hitungan dan rumus adalah menentukan arah arus dan arah loop.
Agar mudah arah arus dan loop searah. Seperti gambar dibawah.
Σє + ΣIR = 0
є1-є2 + I(r1+r2+R1+R2+R3)=0
5-12+I(1+1+2+2+1)=0
-7+7I=0
7I=7--->I=1 Ampere
VKJ= ε2+Ir2
VKJ= 17+1=18 Volt
Nilai kuat arus (I) dari rangkaian adalah 1 Ampere serta tegangan jepit titik KJ(V) adalah 18 volt
Demikianlah
Contoh Soal Hukum Kirchoff dan Pembahasannya. Semoga bermanfaat bagi teman-teman semua.
Terinspirasi oleh :
https://www.ahlipengertian.com/hukum-kirchoff/
https://blog.ruangguru.com/penjelasan-hukum-i-dan-ii-kirchoff
https://blog.ruangguru.com/penjelasan-hukum-i-dan-ii-kirchoff
https://rumushitung.com/?s=hukum+kirchoff
https://www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/yuk-kenalan-dengan-hukum-kirchhoff-beserta-contoh-soalnya/
https://www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/yuk-kenalan-dengan-hukum-kirchhoff-beserta-contoh-soalnya/
mau nanya gan, di soal nomer 2 hukum kirchoff 2 kenapa ya di loop 1 ggl 2 ga dihitung?
ReplyDelete