Hukum Kirchoff

24
Gaya Gerak Listrik (GGL) Tinjau suatu rangkaian tertutup Sumber GGL mempunyai hambatan dalam r, sehingga beda potensial/tegangan antara kutub A dan B dapat dituliskan sebagai: Oleh karenanya untuk muatan-muatan melingkari rangkaian. Jika r = 0, ggl menjadi ggl ideal AB V AB V

description

teori hikum kirchoff

Transcript of Hukum Kirchoff

Page 1: Hukum Kirchoff

Gaya Gerak Listrik (GGL)

• Tinjau suatu rangkaian tertutup

• Sumber GGL mempunyai hambatan dalam r, sehingga beda potensial/tegangan antara kutub A dan B dapat dituliskan sebagai:

• Oleh karenanya untuk muatan-muatan melingkari rangkaian. Jika r = 0, ggl menjadi ggl ideal

ABVABV

Page 2: Hukum Kirchoff

GGL …

Bayangkan kita bergerak melewati baterei dari a ke b dan mengukur potensial listrik pada beberapa titik. Seiring kita bergerak dari terminal positif ke terminal negatif, potensial bertambah sejumlah . Tetapi begitu kita melewati hambatan dalam r, potensial berkurang sejumlah Ir, dimana I adalah arus dalam rangkaian.

rRI

IrIR

IRIrVAB

Page 3: Hukum Kirchoff

Kuat arus dalam suatu rangkaian• Kuat arus dalam rangkaian tidak bercabang.

totalIIII 321

Page 4: Hukum Kirchoff

Hukum Kirchoff

Page 5: Hukum Kirchoff

Hukum I: Kekekalan muatan

I1

I2

I3

Pada dasarnya, arus adalah aliran muatan.

Karena muatan kekal, maka jumlah arus yang masuk kesuatu titik cabang pada rangkaian sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya.I1 = I2 + I3

Page 6: Hukum Kirchoff

• Kuat arus dalam rangkaian bercabang

Hukum I Kirchoff :

Jumlah kuat arus yang masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang

keluar dari titik itu.

keluarmasuk II

Pada contoh diatas :Pada contoh diatas : Itotal= I1+I2

Page 7: Hukum Kirchoff

Hukum II Kirchoff:Kekekalan Energi

Pada baterai, tegangan di kutub positif selalu lebih tinggi dari tegangan di kutub negatif.

Arus di luar baterai mengalir dari kutub positif ke kutub negatif

Di dalam baterai, arus mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Aliran muatan ini menggunakan energi kimiawi baterai

Jadi arus luar akan mengambil daya dari baterai

Page 8: Hukum Kirchoff

Hk Kirchoff untuk loop

I

ε1 ε2

R1

R2

R3

R4

VAA = IR - ε

VAA = 0

IR - ε = 0

IR = ε

Hukum kekekalan muatan tetap berlaku I di titik cabang = 0

Page 9: Hukum Kirchoff

Arus dalam loop tunggal

Tinjau rangkaian satu loop di atas, yang terdiri dari satu sumber ggl dan sebuah resistor R. Dalam waktu dt sejumlah energi i2Rdt muncul pada resistor sebagai energi dalam. Dalam waktu bersamaan suatu muatan

dq = idt bergerak melewati sumber ggl, dan sumber ini melakukan usaha pada muatan ini sebesar:

R

i

idtdqdW

Page 10: Hukum Kirchoff

Arus dalam loop tunggal…

Dari prinsip kekekalan energi:

Sehingga diperoleh:

Rdtiidt 2

Ri /

Page 11: Hukum Kirchoff

Hukum II KirchhoffHukum II Kirchhoff : Jumlah aljabar dari perubahan

potensial yang dilalui dalam suatu rangkaian tertutup adalah nol.

Tinjau rangkaian di atas. Mulai dari titik a dengan potensial Va, dan bergerak searah dengan arah jarum jam. Dalam resistor terdapat perubahan potensial –iR. Tanda minus karena bagian atas resistor memiliki potensial lebih tinggi dibanding bagian bawah. Kemudian bertemu dengan baterei dari bawah ke atas dengan potensial yang meningkat + . Jumlah dari perubahan potensial ini ditambah dengan Va haruslah menghasilkan Va juga.

R

ia

aa ViRV

V = 0

Page 12: Hukum Kirchoff

Hukum II KirchoffDiperoleh:

Sehingga: (Hukum II Kirchhoff)

Ketentuan dalam menerapkan Hk. II Kirchhoff :1. Jika resistor dilewati searah dengan arah arus, perubahan potensial

adalah - iR, sebaliknya adalah + iR.2. Jika resisitor dilewati dari kutub negatif ke kutub positif, perubahan

potensial adalah + , sebaliknya adalah - .

aa ViRV

0 iR

21

Page 13: Hukum Kirchoff

Kirchhoff’s Law•There are TWO laws:

• Kirchhoff’s Current Law

• 1. Kirchhoff’s Current Law (KCL) states that the net current entering a node is the same as the net current leaving that node.

Therefore, the algebraic sum of all currents at any node in a circuit is equal to zero.

• I entering a node = I leaving a node

I2

I6

I5I4

I3

I1

Page 14: Hukum Kirchoff

• 2. Kirchhoff’s Voltage Law (KVL) states that the algebraic sum of all the voltages around any closed path in a circuit is equal to zero. That is, the net sum of voltages across active components is the same as the net sum of voltages across passive components.

IR1

Vs R3

R2

+ V1 - + V2 - +V3

-

Kirchhoff’s Law

V in a closed loop = 0

Vs – V1 – V2 – V3 = 0

Vs = V1 + V2 + V3

Page 15: Hukum Kirchoff

The Voltage-Divider Rule

ss

ss

ss

VR

RV

VR

RV

VR

RV

R R R V

R R R V

R R R V

T

33

T3R

T

22

T2R

T

11

T1R

3

2

1

I

Vs

+ VR2 - +VRN

-

+ VR1 -

R1

RN

R3

R2

- VR3 +

Page 16: Hukum Kirchoff

The Current-Divider Rule

TR

R

21

21 R

I TR

R

21

12 R

I

R1Vs

IT

I2I1

+V1

-

+V2

-

Page 17: Hukum Kirchoff

Contoh: Rangkaian Listrik

• Tinjau rangkaian berikut

Page 18: Hukum Kirchoff

Contoh: Rangkaian Listrik …

Page 19: Hukum Kirchoff

Contoh: Rangkaian Listrik…

Page 20: Hukum Kirchoff

Contoh soal

Suatu loop tunggal terdiri dari 2 resistor dan 2 baterei seperti pada gambar.

a) Hitunglah arus listrik dalam rangkaian.

b) Tentukan daya listrik pada masing-masing resistor.

Page 21: Hukum Kirchoff

Contoh soalTentukan arus I1, I2 dan I3 dari rankaian berikut.

Ada 3 variable yang tidak diketahui. dibutuhkan 3 persamaan

Page 22: Hukum Kirchoff

Contoh soal-2…

• Bagi pers. (3) dengan 2 dan kemudian diatur lagi

• Kurangi pers. (4) dengan pers. (5) kemudian eliminasi I2

• Masukkan I1 ke pers. (5) untuk memperoleh I2

• Akhirnya diperoleh I3

Page 23: Hukum Kirchoff
Page 24: Hukum Kirchoff

Hitung i1, i2 dan i3!