Hukum Kirchhoff I dan II

Hukum Kirchhoff adalah suatu hukum listrik dasar yang dipakai untuk menganalisa arus dan tegangan pada suatu rangkaian. Hukum Kirchoff diperkenalkan oleh ahli fisika berkebangsaan Jerman bernama Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) di tahun 1845. Hukum Kirchhoff terbagi menjadi 2 bagian diantaranya Hukum Kirchhoff 1 dan Hukum Kirchhoft 2.


Hukum Kirchhoff 1


Hukum Kirchhoff 1 adalah Hukum Kirchhoff yang berhubungan dengan arah arus ketika menghadapi titik percabangan. Hukum Kirchhoff 1 sering juga disebut dengan Hukum Arus Kirchhoff atau Kirchhoff’s Current Law (KCL).

Adapun isi dari Hukum Kirchhoff 1, yaitu:



“Total arus yang masuk pada suatu titik percabangan rangkaian listrik sama dengan arus total yang keluar dari titik percabangan tersebut.”
Lebih jelas tentang Hukum Kicrhhoff 1, dapat dilihat pada rumus rangkaian sederhana berikut ini :




Berdasarkan Rangkaian tersebut, dapat dirumuskan:
I2 + I1 + I3 = I4 + I6 + I5


Contoh Hukum Kirchhoff 1


Dari rangkaian tersebut, diketahui:
I1 = 2A
I2 = 1A
I3 = 4A

Berapa arus I4 (arus yang melewati AB) ?

Penyelesaian :
Dari gambar tersebut di atas, I4 merupakan arus keluar.
Maka arus yang melewati adalah :
I2 + I3 = 1 + 4 = 5A

Arus yang keluar adalah :
I1 + I4 = 2 + I4
5A = 2 + I4
I4 = 5 – 2
I4 = 3A




Hukum Kirchhoff 2


Hukum Kirchhoff 2 adalah Hukum Kirchhoff yang dipakai untuk menganalisa tegangan (beda potensial) komponen elektronika pada rangkaian tertutup. Hukum Kirchhoff 2 dikenal dengan sebutan Hukum Tegangan Kirchhoff atau Kirchhoff’s Voltage Law (KVL).
Bunyi Hukum Kirchhoff 2 adalah sebagai berikut :
“Beda potensial pada rangkaian tertutup sama dengan nol”

Lebih jelasnya mengenai Bunyi Hukum Kirchhoff 2:


Berdasarkan Rangkaian diatas tersebut, dapat disimpulkan:
Teganganab + Teganganbc + Tegangancd + Teganganda = 0



Contoh Hukum Kirchhoff 2


Perhatikan rangkaian diatas, nilai hambatan yang terdapat di rangkaian adalah:
R1 = 10Ω
R2 = 20Ω
R3 = 40Ω
V1 = 10V
V2 = 20V
Berapa arus yang melalui R3?

Penyelesaian :
Di rangkaian tersebut, ada 3 percabangan, 2 titik, dan 2 loop bebas.
Gunakanlah Hukum Kirchhoff I (Arus Kirchhoff) sebagai penyelesaian persamaan titik A dan titik B
Titik A : I1 + I2 = I3
Titik B : I3 = I1 + I2
Gunakanlah Hukum Kirchhoff II (Tegangan Kirchhoff) pada Loop Kesatu, Loop Kedua dan Loop Ketiga.
Loop Kesatu : 10 = R1 x I1 + R3 x I3 = 10I1 + 40I3
Loop Kedua : 20 = R2 x I2 + R3 x I3 = 20I2 + 40I3
Loop Ketiga : 10 – 20 = 10I1 – 20I2
Seperti yang disampaikan sebelumnya bahwa I3 merupakan hasil dari penjumlahan I1 dan I2, maka persamaannya dapat kita buat seperti dibawah ini :


Persamaan 1 : 10 = 10I1 + 40(I1 + I2) = 50I1 + 40I2
Persamaan 2 : 20 = 20I2 + 40(I1 + I2) = 40I1 + 60I2
Jadi sekarang ini kita mempunyai 2 persamaan. Dari persamaan itu, kita dapat nilai I1 dan I2 seperti berikut ini:
I1 = -0.143 Ampere
I2 = +0.429 Ampere
Seperti yang telah diketahui bahwa I3 = I1 + I2
Maka besarnya arus listrik yang melalui pada R3 adalah -0.143 + 0.429 = 0.286 Ampere

Sedangkan Tegangan yang melalui R3 adalah 0.286 x 40 = 11.44 Volt

Tanda Negatif (-) pada arus I1 menandakan arah alir arus listrik yang diasumsikan pada rangkaian tersebut salah. Jadi, arah aliran arus listrik semestinya menuju ke arah V1, sehingga V2 (20V) melakukan pengisian arus terhadap V1.