HermanAnis.com- Teman-teman semua, pada Seri Fisika Dasar kali ini kita akan bahas satu topik dalam rangkaian listrik tentang hukum Kirchhoff dimana fokus bahasan kita adalah Contoh Soal Hukum Kirchhoff 1.
Contoh soal terkait:
A. Hukum Kirchhoff 1
Hukum Kirchhoff merupakan dasar teori rangkaian listrik yang dapat digunakan untuk menghitung kuat arus yang mengalir melalui suatu rangkaian dan tegangan pada suatu rangkaian loop. Ini dijelaskan pada tahun 1845 oleh fisikawan Jerman Gustav Kirchhoff.
Menurut hukum Kirchhoff Pertama (Hukum Arus Kirchhoff),
The total current entering a junction or a node is equal to the charge leaving the node as no charge is lost.
Hukum Kirchhoff pertama menyatakan bahwa jumlah total arus yang masuk ke simpul (titik persambungan) dalam sebuah rangkaian listrik harus sama dengan jumlah total arus yang keluar dari simpul tersebut. Dengan kata lain, hukum ini menggambarkan prinsip kekekalan arus di simpul-simpul dalam rangkaian.
Secara matematis, hukum Kirchhoff Saat Ini di nyatakan sebagai berikut:
Di mana:
- ∑Imasuk adalah jumlah total arus yang masuk ke simpul, dan
- ∑Ikeluar adalah jumlah total arus yang keluar dari simpul.
- n adalah jumlah total cabang yang mengalirkan arus menuju atau menjauhi node.
Pada gambar di atas, arus I1, I2 dan I3 yang masuk ke node (simpul) di anggap positif, begitu pula arus I4 dan I5 yang keluar dari node (simpul) di anggap bernilai negatif. Hal ini dapat di nyatakan dalam bentuk persamaan:
I1 + I2 + I3 – I4 – I5 = 0
Simpul atau node merupakan titik percabangan dalam suatu rangkaian yang menghubungkan dua atau lebih penghubung pembawa arus seperti kabel dan komponen lainnya. Sehingga Hukum Kirchhoff ini dapat di terapkan untuk menganalisis rangkaian paralel.
Baca Juga: Contoh Soal Rangkaian Seri dan Paralel
B. Contoh Soal Hukum Kirchhoff 1
Berikut kami berikan 5 contoh soal hukum Kirchhoff 1 beserta penyelesaiannya.
1. Contoh Soal 1
Perhatikan rangkaian di bawah ini!
Berikan persamaan arus berdasarkan gambar di atas.
Penyelesaian:
Kita gunakan tanda (+) pada arus yang masuk ke simpul, dan tanda (-) arus yang keluar dari simpul. Sehingga jika ini di terapkan maka di peroleh persamaan:
atau,
Persamaan ini menyatakan bahwa total arus yang masuk ke sitik cabang (simpul) sama dengan total arus yang keluar dari titik cabang (simpul).
2. Contoh 2 – Soal Hukum Kirchhoff 1
Perhatikan rangkaian di bawah ini!
Gunakan hukum Kirchhoff 1 untuk menentukan nilai arus i yang tidak di ketahui pada rangkaian di atas.
Penyelesaian:
Dengan asumsi bahwa arus yang masuk ke titik simpul adalah positif, jumlah arus diberikan oleh persamaan,
Oleh karena itu, i = 3A, meninggalkan simpul (karena asumsi arah i pada gambar adalah meninggalkan titik cabang (simpul), dan i bernilai positif).
3. Contoh Soal 3
Perhatikan gambar di bawah ini!
Hitung arus I1 dan I2 pada rangkaian di atas!
Penyelesaian:
Mari kita misalkan titik cabang (simpul) berbeda dalam rangkaian sebagai A dan B.
Jika arus yang masuk ke titik cabang (simpul) di asumsikan positif, maka,
2 A – I1 = 0
Oleh karena itu, I1 = 2 A.
Selanjutnya pada titik cabang B, kita mendapatkan persamaan
I1 + I2 = 0
Karena nilai I1 = 2A, maka I2 adalah –2 A.
4. Contoh 4 – Contoh Soal Hukum Kirchhoff 1
Hitung arus I1 dan I2 pada rangkaian di bawah ini!
Penyelesaian:
Mari kita misalkan titik cabang (simpul) berbeda dalam rangkaian sebagai A dan B.
Sekarang terapkan Hukum Kirchhoff 1 ke titik cabang (node) A, dengan asumsi arus yang meninggalkan node bernilai positif, kita peroleh
1 A + I1 = 0
Oleh karena itu, I1 = – 1 A.
Sekarang menerapkan Hukum Kirchhoff 1 ke node B, kita dapatkan,
– I2 – I1 – 2A= 0
Substitusikan nilai I1 ke dalam persamaan di atas, kita peroleh
– I2 – (-1A) – 2A= 0
Kita akan dapatkan, I2 = -1A
5. Contoh Soal 5
Tentukan besar I berdasarkan rangkaian di bawah ini!
Penyelesaian:
Total arus yang mengalir melalui tiga kabel yang di hubungkan bersama pada sebuah titik cabang adalah 9A, sehingga arus yang tidak di ketahui adalah I = 4A.
Baca Juga: Gambar Rangkaian Listrik Seri
Jika anda menggunakan tulisan ini sebagai referensi, berikut contoh penulisan daftar pustakanya:
Format APA (American Psychological Association): Nama web/situs, tgl artikel di buat, judul artikel, waktu diakses, alamat website (URL) secara lengkap.
- Hermananis.com. (2023, 20 September). Contoh Soal Hukum Kirchhoff 1. Diakses pada tgl bulan tahun, dari https://hermananis.com/contoh-soal-hukum-kirchhoff-1/
File PDF dapat didownload pada tautan berikut ini: Klik disini!
Demikian semoga bermanfaat