L1 Hukum Kirchoff

 LISTRIK  1   Hukum Kirchoff

I. Tujuan Percobaan 

         

Mempelajari hambatan yang dipasang secara seri  dan paralel

Mempelajari multiloop.

II. Peralatan 

Papan rangkaian yang terdiri dari : hambatan 6 buah dan catu daya 3 buah

Multimeter

Jika suatu  sumber  tegangan  dihubungkan  dengan  beban luar,  maka  akan  terjadi  rangkaian  tertutup. Arus yang mengalir pada rangkaian tertutup itu tergantung dari beban luar yang  dipergunakan.  Untuk  rangkaian   tertutup   yang mempunyai loop lebih dari satu (multiloop circuit), arus yang mengalir pada masing-masing loop dihitung dengan  menggunakan Hukum

Kirchoff.

Gambar 2

Menurut Hukum Kirchoff :

   I    =    I1      +    I2        (1)       

            E1  =    I (R2 + R4 ) + I1 R2                                                                                   (2)

          - E2  =    -I1 R2  + I2 R3                                                                                           (3)

                       

Dari ketiga persamaan di atas diperoleh :

          I        E1(R2  R3)E2R2                                                                                   (4)

R2R3 (R4  R1)(R2  R3)

          I1  R2(E1 E2)E2(R4  R1)                                                                (5)

R2R3 (R4  R1)(R2  R3)

          I2      E1R3 E2(R4  R1)                                                                                  (6)

R2R3 (R4  R1)(R2  R3)

IV. Cara Kerja

A. Mempelajari rangkaian seri

                                                   Gambar 3

Susun rangkaian seperti gambar 3

Ukur tegangan sumber (E1) dalam keadaan terangkai.

Ukur arus yang mengalir di tititk A.

Ukur tegangan AB, BC dan AC.

B. Mempelajari rangkaian paralel

  

Susun rangkaian seperti gambar 4

Ukur tegangan sumber (E1) dalam keadaan terangkai.

Ukur arus yang mengalir pada setiap R.

Gambar 4

C. Mempelajari rangkaian multiloop

   a. Susun rangkaian seperti gambar 5 :

                                                              Gambar 5

Ukur masing-masing tegangan sumber E1 dan E2 dalam keadaan terangkai.

Ukur arus yang mengalir pada I,  I1 dan I2

Gambar 6

b. Susun rangkaian seperti gambar 6:

Ukur masing-masing tegangan sumber E1, E2 dan E3 dalam keadaan terangkai.  

Ukur arus yang mengalir pada I,  I1 dan I2

Untuk gambar 6 berlaku :

          I  R2(E1 E3) R3(E1 E2)                                                                   (7)

R1R2  R1R3  R2R3

          I1  R3(E1 E2) R1(E2 E3)                                                                (8)

R1R2  R1R3  R2R3

           

          I2  R1(E2 E3) R2(E1 E3)                                                                (9)

R1R2  R1R3  R2R3

V. Tugas pendahuluan 

Jelaskan cara menaikkan batas ukur ampermeter dan voltmeter, tuliskan rumus beserta gambar rangkaiannya?

Apa bedanya Gaya Gerak Listrik (GGL) dengan tegangan jepit, jelaskan beserta rumus dan gambar rangkaiannya? 

Tuliskan bunyi Hukum Kirchoff I dan II, beserta rumus dan gambar rangkaiannya?

Apakah rangkaian seri atau paralel yang di gunakan untuk instalasi listrik dalam rumah anda ?, jelaskan kenapa harus demikian ? 

VI. Tugas Akhir :

Hitunglah  besar  masing-masing  hambatan  dan   juga hambatan  pengganti  dengan  menggunakan  hukunm  Ohm. Bandingkan hasilnya dengan  pengamatan  khusus  untuk gambar 3 dan gambar 4 !.

Hitunglah besar arus  pada  rangkaian  gambar  5  dan gambar  6  dengan  persamaan  yang  ada.   Bandingkan hasilnya dengan pengamatan !.

Tuliskan kesimpulan dan analisa dari percobaan yang anda lakukan !

                                                       JAWABANNYA

1.untuk menaikkan batas ukur voltmeter, digunakan hambatan shunt yang besarnya Rsh dan dipasang seri dengan voltmeter yang hambatannya R_voltmeter.
Misalkan voltmeter akan digunakan untuk mengukur tegangan yang besarnya n kali kapasitas tegangan alat.

V_total = V_sh + V_voltmeter

n (V_voltmeter) = V_sh + V_voltmeter

n i (R_voltmeter) = i(R_sh) + i(R_voltmeter)

Rsh = (n - 1)R_voltmeter

jadi perlu dipasang seri hambatan shunt yang besarnya Rsh = (n - 1)R_voltmeter

2.Gaya gerak listrik (GGL) adalah tegangan yang diukur pada terminal sumber tanpa adanya beban terpasang. Jadi tidak ada arus yang mengalir.
Tegangan jepit adalah tegangan yang diukur pada terminal sumber saat beban terpasang, jadi tahanan dalam sumber harus dihitung, karena setelah arus mengalir akan terjadi drop voltage pada sumber.
Rumusnya :
V (ggl) = V (sumber) tanpa arus mengalir
Tegangan jepit = V (ggl) - { i x R (sumber) }

3. Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

..i₂......i₃
....↘..↗
i₁ →•→ i₄
........↘
..........i₅

Σi masuk = Σi keluar
......i₁ + i₂ = i₃ + i₄ + i₅

atau
i₁ + i₂ - i₃ - i₄ - i₅ = 0

Hukum II Kirchoff adalah hukum kekekalan energi yang diterapkan dalam suatu rangkaian tertutup. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah aljabar dari GGL (Gaya Gerak Listrik) sumber beda potensial dalam sebuah rangkaian tertutup (loop) sma dengan nol. Secara matematis, Hukum II Kirchoff ini dirumuskan dengan persamaan

Di mana V adalah beda potensial komponen komponen dalam rangkaian (kecuali sumber ggl) dan E adalah ggl sumber. Untuk lebih jelasnya mengenai Hukum II Kirchoff, perhatikanlah sebuah rangkaian tertutup sederhana berikut ini

4. instalasi rumah sekarang ini menggunakan rangkaian paralel. sebab rangkaian paralel sangat menguntungkan antara lain :
1. jumlah tegangan yg diterima oleh setiap beban adalah sama
2. beban satu tdk mempengaruhi beban lainnya, misal satu lampu putus maka lampu lain tetap dpt menyala
3. hemat daya dan biaya