Laporan Hukum Kirchhoff

I. Tujuan Praktikum

1. Memahami tentang hukum Kirchhoff.2. Mampu menerapkan hukum Kirchhoff pada rangkaian resistor seri maupun paralel.

II. Bahan Praktikum1. Beberapa resistor2. Projectboard3. Catu daya4. Multimeter5. beberapa kabel

III. Ringkasan Teori

Hukum Kirchhoff

Di dalam rangkaian listrik (terdiri dari sumber tegangan dan komponen-komponen), maka akan berlaku Hukum-hukum kirchhoff. Hukum ini terdiri dari hukum kirchhoff tegangan (Kirchhoff voltage law atau KVL) dan hukum Kirchhoff arus (Kirchhoff Current Law atau KCL).

Hukum Kirchhoff Tegangan

Hukum ini menyebutkan bahwa di dalam suatu lup tertutup maka jumlah sumber tegangan serta tegangan jatuh adalah nol.

Gambar 1. Contoh suatu ikal tertutup dari rangkaian listrik

Seperti diperlihatkan dalam Gambar 1 di atas, rangkaian ini terdiri dari sumber tegangan dan empat buah komponen. Jika sumber tegangan dijumlah dengan tegangan jatuh pada keempat komponen, maka hasilnya adalah nol, seperti ditunjukan oleh persamaan berikut.

Hukum Kirchhoff Arus

Hukum Kirchhoff arus menyebutkan bahwa dalam suatu simpul percabangan, maka jumlah arus listrik yang menuju simpul percabangan dan yang meninggalkan percabangan adalah nol.

Gambar 2. Percabangan arus listrik dalam suatu simpul

Gambar 2 adalah contoh percabangan arus listrik dalam suatu simpul. Dalam Gambar 2, terdapat tiga komponen arus yang menuju simpul dan tiga komponen arus yang meninggalkan simpul. Jika keenam komponen arus ini dijumlahkan maka hasilnya adalah nbol, seperti diperlihatkan dalam persamaan berikut.

Hukum Ohm menyatakan bahwa besarnya tegangan pada suatu cabang (V) yang mengandung resistor (R) yang dialiri arus sebesar (I) adalah sama dengan hasil resistansi dengan arus yang mengalir pada cara tersebut. Jika ditulis dalam bentuk persamaan adalah sebagai berikut : V = I.R.

Sedangkan hukum Kirchoff arus mengatakan bahwa jumlah arus yang masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. Jika ditulis dalam bentuk perumusan adalah sebagai berikut : ∑ I masuk + ∑ I keluar = 0. Hukum Kirchoff tegangan mempunyai pernyataan yang hampir sama dengan hukum Kirchoff arus tetapi juga merupakan pengembangan dari hukum Ohm, yang bahwa jumlah tegangan (baik yang berupa sumber tegangan maupun tegangan yang ada pada komponen) pada suatu loop (jaringan tertutup) sama dengan nol. Hal ini dapat dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai berikut : ∑ V + ∑ I.R = 0.

Berdasarkan hukum Ohm dan hukum Kirchoff, maka kita dapat

mengetahui dan menyelidiki adanya arus maupun tegangan dalam suatu rangkaian

dengan beberapa tahanan. Pada analisa disini dipakai rangkaian R yang linier,

meskipun sebenarnya hal tersebut berlaku juga pada sumber bolak-balikDari gambar 1.1. tiga buah tahanan R1, R2 dan R3 dihubungkan secara

seri, didapat rumus sebagai berikut :

IV.LANGKAH PERCOBAAN1. PERCOBAAN 1 (hukum kirchoff tegangan)

Cara nya adalah sebagai berikut : Siap kan alat dan bahan Tentukan sendiri nilai resistansinya R1 R2 dan R3.

Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini.

Ukurlah besar resistansi total pada rangkaian (RTOTAL). Berikan tegangan sumber sebesar 5 V,12 V dan 15 V Hitunglah tegangan yang berada di LED dengan menggunakan

multimeter Kemudian hitunglah tegangan yang berada di resistor dengan mengunakan

multimeter Lakukan hal tersebut sebanyak 3 kali menggunakan tegangan sumber

5V,12V dan 15 V. Catat lah hasil percobaan tersebut

2. PERCOBAAN 2( hukum kirchoff arus

Siap kan alat dan bahan Tentukan sendiri nilai resistansinya R1 R2 dan R3 Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini.

Ukurlah besar resistansi total pada rangkaian (RTOTAL). Berikan tegangan sumber sebesar 5 Volt Kemudian hitunglah tegangan yang berada di resistor dengan mengunakan

multimeter Lakukan hal tersebut sebanyak 3 kali menggunakan tegangan sumber

5V,dengan menganti resistor tersebut sebanyak 3 kali. Catat lah hasil percobaan tersebut

V.HASIL PERCOBAAN

PERCOBAAN 1( hukum kirchoff tegangan )

Tabel hasil percobaan:

NO Vs R Vled Perhitungan keteranganVr I

1 5 Volt 1 KΩ820 Ω560 Ω

1,91 V 1,9 V 1,93 V

3,06 V 3,06 V3,03 V

0.0036 A0.00373 A0.00546 A

Lampu menyalaLampu menyalaLampu menyala

2 12 Volt 1 KΩ820 Ω560 Ω

2,01 V 2,05 V 2,14 V

9,99 V9,95 V9,85 V

0.00999 A0.0121 A0.0175 A

Resistor panasResistor panasResistor panas

3 15 Volt 1 KΩ820 Ω560 Ω

2,13 V 2,11 V2,22 V

12,74 V12,69 V12,58 V

0.01274 A0.01547 A0.0224 A

Resistor hangatResistor hangatResistor panas

.

PECOBAAN KE 2( hukum kirchoff arus)

Tabel hasil percobaan

No R1 R2 R3 Itot Ir1 Ir2 Ir3 Itot deviasi Pengukuran1 31.1 9.74 1.01 5.44 0.15 0.5 4.81 5.46 -0.02 5.682 47 0.1 33 48.8 0.99 47.2 0.14 48.33 0.47 55.53 1.01 0.32 0.46 29.8 4.66 14.56 10.01 29.23 0.57 33.3

VI.PERHITUNGAN UNTUK PERHITUNGAN NO 1:

Diketahui: Vled = 1,2 Iled = 20 mA

Untuk tegangan sumber sebesar 5 volt:Vr =Vs-Vled/Iled = 5 – 1.2 / 20 mA

= 3.8 / 0.02= 190 Ω

Jadi nilai resistor yang di butuhkan untuk tegangan sumber sebesar 5 volt yaitu antara 190,jadi dapat kita ambil besar nilai resistor sebesar :

o 100 Ωo 220 Ω 330 Ω

Untuk mencari arus yang mengalir di setiap resistor: Untuk besar resistor sebesar 100 Ω

I = Vr / rI = 2.68 v / 100 Ω

I = 0.0268 A Untuk besar resistor sebesar 220 Ω

I =Vr / rI = 2.9 V / 220 ΩI = 0.0131 A

Untuk besar resistor sebesar 330 ΩI = Vr / rI = 2.97 V / 330 ΩI = 0.009 A

Untuk tegangan sumber sebesar 12 Volt :Vr = Vs-Vled / IledVr = 12 - 1.2 / 20 AVr = 10.8 / 0.02 mAVr = 540 ΩJadi nilai resistor yang di butuhkan untuk tegangan sumber sebesar 12 volt yaitu antara 540,jadi dapat kita ambil besar nilai resistor sebesar :

o 820 Ωo 560 Ωo 470 Ω Untuk mencari arus yang mengalir di setiap resistor: Untuk resistor sebesar 820 Ω

I = Vr / rI = 9.92V / 820 ΩI = 0.0120 A

Untuk resistor sebesar 560 ΩI = Vr / r

I = 9.85 V / 560 ΩI = 0.0175 A

Untuk resistor sebesar 470 ΩI = Vr / r

I = 9.70 V / 470 ΩI = 0.0206 A

Untuk tegangan sumber sebesar 15 Volt :Vr = Vs-Vled / IledVr = 15 - 1.2 / 20 AVr = 13.8 / 0.02 mA

Vr = 690 ΩJadi nilai resistor yang di butuhkan untuk tegangan sumber sebesar 15 volt yaitu antara 690,jadi dapat kita ambil besar nilai resistor sebesar :

o 820 Ωo 560 Ωo 1000 Ω Untuk mencari arus yang mengalir di setiap resistor: Untuk resistor sebesar 820 Ω

I = Vr / rI = 12.67 V / 820 ΩI = 0.0154 A

Untuk resistor sebesar 560 ΩI = Vr / r

I = 12.57 V / 560 ΩI = 0.0154 A

Untuk resistor sebesar 1000 ΩI = Vr / r

I = 12.70 V / 1000 ΩI = 0.0127 A

Untuk percobaan hukum kirchoff arus Diketahui Vs = 4.97 Ω

Dengan nilai resistor sebesar :o 10 KΩo 1 Ωo 33 Ω

Rtotal = 1/10000 + 1/1000 + 1/33000Rtotal = 884.955 Ω

Itotal= V / Rtotal

Itotal= 4.97 Volt / 884.955Itotal= 0.005616 A = 5.616 mA

Dengan nilai resistor sebesar :o 10 KΩo 22KΩo 47KΩ

Rtotal = 1/10000 + 1/22000 + 1/47000Rtotal = 5995.203 Ω

Itotal = V / Rtotal

Itotal = 4.97 Volt / 5995.203Itotal = 0.000829 A = 0.829 mA

Dengan nilai resistor sebesar :o 330 Ωo 100 Ωo 470 Ω

Rtotal = 1/330 + 1/100 + 1/470Rtotal = 66.0066 Ω

Itotal = V / Rtotal

Itotal = 4.97 Volt / 66.0066Itotal = 0.07529 = 75.29 mA

VII.KESIMPULAN

Dari percobaan di atas dapat di tarik kesimpulan sebagai berikut :o Dari percobaan 1( hukum kirchoff tegangan )

Dapat di tarik kesimpulan bahwa dari hasil percobaan tersebut bahwa teori dan praktek tidak jauh berbeda dan apabila arus nya lebih besar dari pada yang seharus nya maka akan mengakibatkan resistor tersebut menjadi panas,begitu juga sebalik nya.

o Dari percobaan 2 ( hukum kirchoff arus )

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan sebanyak 3 kali dapat di simpulkan bahwa antara teori dan praktek nya tidak berbeda jauh,

Laporan Hukum Kirchoff

HUKUM KIRCHOFF

A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

`1. Tujuan pakktikum : -Memahami tentang hukum kirchoff

-Mampu menerapkan hukum kirchoff

pada rangkaian seri maupun parallel

2. Hari, tanggal : Senin , 7 desember 2009

3. Tempat : Laboratorium fisika , lantai 2 , fakultas

MIPA , UNRAM

B. ALAT DAN BAHAN

1. Alat

- Multimeter

- Catu daya

- Penjepit buaya

- Project board

- Kabel penghubung

2. Bahan

- Resistor

C. LANDASAN TEORI

Jumlah voltase dalam rangkaian tertutup selalu nol , jumlah nol hanya bias

didapatkan kalau semua tambahan nol atau kalau ada minimal satu yang negatf.

Voltase yang negative terdapat padda sumber tegangan seperti baterai atau catu

daya V1+V2+V3=0, pd rangkaian sederhana pandngan ini biasanya di pakai , tetapi

kalau menyelediki sifat rangkaian kit harus sadar tentang cara menghitung yang

jelas . hokum ini disebut hukkum kirchoff mengenai voltase dalam rangkaian seri.

Hokum ini berlaku untuklk loop , jjuga hanya bagian dari suatu rangkaian

( Blocer , 2003 ; 6-7 ).

Sebagai konsekuensi langsung dari konservasi ( kekalan ) muatan yaitu

bahwa muatan tidak dapat baik diciptakan atau dimusnahkan simpul, karena ukran

fisis yang bisa diabaikan, tidak memiliki muatan didalamnya. Secara formal ,

hokum arus kirchoff menyatakan bahwa jumlah aljabar dan arus-arus pada semua

cabang yang bertemu pada satu titik yang sama adalah nol . dalam bentuk

matematis untuk n cabang yang bertemu disatu simpul , I1+I2+I3+…+IN = 0 ,

dimana IN adalah arus yang mengalir didalam cabang ke-n dan arahnya dianggap

menuju simpul . Secara formal ,hokum tegangan kirchoff menyatakan bahwa

jumlah aljabar dari tegangan – tegangan antara simpul yang sukresif pada lintasan

trtutp dalam sebuah rangkaian adalah sama dengan nol . Dalam bentuk

matematis , untuk lintasan tertutup dengan sim0pul berutan 1,2,3,….,n . hokum

tegangan kirchoff menyatakan bahwa V1,2 + V2,3 + … +Vn-1,n+Vn,1 dimana Vjk

adalah tegangan antara j dan k ( Chi Komg Tse , 2002 ; 5-6 ).

Jaringan yang kompleks dapat dianalisa dengan menggunakan hokum kirchoff

suatu titik cabangdalam suatu jaringan adalah tempat bertemunya beberapa buah

konduktor . Sebuah loop adalah suatu jalan konduksi yang tertutup . Hukum

kirchoof dapat ditulis , hokum titik cabang yaitu jumlah aljabar arus yang masuk

ke dalam suatu titik cabang suatu jaringan adalah nol. å I = 0 dan hokum loop

adalah jumlah aljabar ggl dalam tiap loop rangkaian sama dengan jumlah aljabar

hasil kali loop yang sama åÎ = I .R ( Sutrisno ,1979 ;71 ).

D. PROSEDUR PERCOBAAN

A. . Percobaan Hukum Kirchhoff pada rangkaian seri

1. Disusun rangkaian seperti gambar di bawah ini.

2.

2. Diukur besar resistansi total pada rangkaian (RTOTAL).

3. Diberi tegangan sebesar 5 Vdc kemudian ukur besar tegangan pada masing-

masing resistor(VR1, VR2, VR3) dan jumlahkan kemudian bandingkan dengan

VSUMBER.

4. Diukur besar arus yang mengalir pada rangkaian (I).

B. Percobaan Hukum Kirchhoff pada rangkaian parallel

1. Disusun rangkaian seperti gambar di bawah ini.

2. Diukur besar resistansi pengganti pada rangkaian (RPENGGANTI).

3. . Diberi tegangan sebesar 5Vdc kemudian ukur besar arus pada masing-masing

resistor (IR1,IR2, IR3) dan jumlahkan kemudian bandingkan dengan arus pada

rangkaian (ITOTAL).

4. Diukur besar tegangan pada rangkaian (V).

E. HASIL PENGAMATAN

A. Percobaan Hukum Kirchoff Pada Rangkaian Seri

No R (total) VR1 VR2 VR3 I VS – ( VR1+VR2+VR3 )

1 2,79V 1,07 V 1,07 V 0,65mA

B. Percobaan Hukum Kirchoff Pada Rangkaian Paralel

No IR1 IR2 IR3 V RPengganti

1 1 mA 3,5 mA 3,5 mA 5,02 volt

F. ANALISA DATA

1. Percobaan Hukum Kirchoff Pada Rangkaian Seri

Dik : R1 = 5,6 x 103W

R2 = 2,2 x 103W

R3 = 2,2 x 103W

VSUMBER = 5 Volt

Untuk resistansi total

Rs = R1 + R2 + R3

= 5,6 x 103W + 2,2 x 103W + 2,2 x 103W

= 104 W

=

= 5 x 10-4 A

Untuk tegangan masing – masing

V1 = I x R1

= 5 x 10-4 x 5,6 x 103

= 2,8 V

V2 = I x R2

= 5 x 10-4 x 2,2 x 103

= 1,1 V

V3 = I x R3

= 5 x 10-4 x 2,2 x 103

= 1,1 V

2. Pada rangkaian parallel

Dik : R1 = 5,6 x 103W

R2 = 2,2 x 103W

R3 = 2,2 x 103W

VSUMBER = 5 Volt

Untuk rangkaian pengganti

=

=

RP =

= 919,402 W

Untuk arus yang mengalir pada masing-masing resistor

ITOTAL = IR1 + IR2 + IR3

IR1 =

=

= 0,9 x 10-3 A

IR2 =

=

= 2,273 x 10-3A

IR3 =

=

= 2,273 x 10-3A

G. PEMBAHASAN

Pada praktikum ini memahami tentang hokum kirchoff , dimana hokum

kirchoff ada 2 yaitu hokum tegangan kirchoff dan hokum arus kirchoff . Hokum

tegangan kirchoff menyatakan bahwa tegangan yang diberikan pada suatu

rangkaian tertutup sama dengan penjumlahan jatuh tegangan dalam rangkaian

tersebut dan untuk hokum arus kirchoff menyatakan bahwa penjumlahan arus

yang masuk satu simpul sama dengan jumlah arus yang meninggaljaan simpul

tersebut . Dengan kata lain , penjumlahan pada satu simpul harus sama dengan nol

.

Pada saat melaksanaan praktikum kita melakukan percobaan hokum

kirchoff pada rangkaian seri dan parallel. Pada rangkaian seri kita mendapatkan

hasil untuk R totalnya 104W, jika kita bandingkan antara hasil pengukuran dan

perhitungan dari nilai yang diperoleh adalah hamper sama untuk rangkaia seri ,

dimana perbandingan antara pengukuran dan perhitungan tegangan adalah 2,79 :

2,8 untuk V1 , dan 1,1 : 1,07 untuk V2 dan V3 hal ini berarti membuktikan

percobaan yang telah kita lakukan sudah benar . dan untuk hokum kirchoff pada

rangkaian parallel kita dapatkan untuk resistansi penggantinya adalah 919,402 W.

Untuk membandingkan arus pada hasil pengukuuran dan perhitunagan perbedaan

tidk terlalu jauh dan untuk perbandingannya 0,9mA : 1mA untuk I1 dan 2,273

mA : 3,5 mA untuk I1 dn I2 . Percobaan yang sudah dilakukan sudah benar akan

tetapi kesalahan seperti ini disebabkan kurang telitinya praktikan dan alat yang

digunakan dala praktikum.

H. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah yang dilakukan kita dapat simpulkan :

Hokum tegangan kirchoff merupakan tegangan yang diberikan pada suatu

rangkaian tertutup sama dengan penjumlahan tegangsan jatuh

Hokum arus kirchoff menyatakan penjumlahan rus yang masuk satu simpul sama

dengan penjumlahan arus yang meninggalkan simpul tersebut.

Pada percobaan hokum kirchoff pada rangkaian seri kita peroleh resistansi totalnya

104W, dan tegangan masing – masing V1 = 2,8 V, V2 = 1,1v dan V3 = 1,1 v.

Pada percobaan hokum kirchoff pada rangkaian parallel kita peroleh resistansi

penggantinya 919,402 W = 0,9 kW, dan untuk arus yang diperoleh I1 = 0,9 mA, I2=

2,273 mA dan I3= 2,273mA

Jika dibandingkan antara nilai dari perhitungan dan pengukuran sudah mendekati

kesamaan.

DAFTAR PUSTAKA

Blocher, Richard . 2003 . Dasar Elektonika . Yogyakarta : Andi Yogyakarta

Chi Kang Tse. 2002 . Analisis Rangkaian Linear . Jakarta : Erlangga

Sutrisno . 1979 . Fisika Dasar . Bandung : ITB