Contoh Soal Aturan Kirchhoff Dan Pembahasan
Contoh Soal Hukum Kirchhoff - Berikut ini ialah kumpulan pola soal-soal aturan kirchhoff lengkap dengan balasan dan pembahasannya. Sebelum masuk ke pola soal, alangkah baiknya kita mengetahui terlebih dahulu suara dan rumus aturan kirchhoff. Hal ini dilakukan untuk memudahkan kita dalam menuntaskan soal-soal aturan Kirchhoff dibawah ini.
Rumus aturan kirchhoff I adalah:
Rumus aturan kirchhoff II dengan Satu Loop
Σε + ΣI. R = 0
(ε1 – ε2) + I (R4 + r2 + R3 + r1) = 0
Rumus Hukum Kirchhoff II dengan Dua Loop
Lihat masing-masing loop dengan aturan kirchoff II terlebih dahulu
Loop I
-ε1 + I(r1+R1) + I1(R2) = 0 (ada dua arus pada loop I)
Loop II
ε2 – I1.R2 + I2 (R3 + r2) = 0 (ada dua arus pada loop 2, I1 berlawanan dengan arah loop)
Pembahasan lebih lengkap mengenai Hukum Kirchhoff mulai dari bunyi, rumus, kaidah atau aturan-aturan aturan kirchhoff I dan II, sanggup kau lihat di artikel berikut.
Perhatikan gambar rangkaian arus diatas, terdapat 2 cabang masuk dan 2 cabang keluar. Jika besar I1 = 6A, I2 = 3A, dan I3 = 7A, berapakah besar nilai dari I4?
Pemabahasan:
Diketahui
I1 = 6A
I2 = 3 A
I3 = 7 A
Ditanya:
I4= …?
Jawab:
I1 + I2 = I3 + I4
6 + 3 = 7 + I4
9 = 7 + I4
I4 = 9-7 = 2A
Perhatikan gambar diatas ini, tentukanlah:
a. Kuat arus yang mengalir melalui rangkaian
b. tegangan antara ab
Pembahasan:
a. Kita tentukan arah besar lengan berkuasa arus dulu, kita anggap bahwa arah arus berlawanan dengan arah loop.
Σε + ΣI. R = 0
ε3 – ε2 + ε1 – I (R1 + R2 + R3) = 0
4 – 2 + 4 – I (15 + 5 + 10) = 0
6 – 30I = 0
30I = 6
I = 6/30 = 1/5 = 0,2 A
b. Tegangan antar a dan b (Vab)
Bila melewati jalur adcb (panjang)
Vab = ε3 – ε2 – I (R3 + R2) (I negatif alasannya berlawanan dengan arah I total)
Vab = 4-2 – 0,2 (10 + 5)
Vab = 2 – 0,2 (15)
Vab = 2 – 3 = -1 V
Bila melewati jalur ab (pendek)
Vab = -ε1 + I R1 ( I kasatmata alasannya searah dengan I total)
Vab = – 4 + 0,2 (15)
Vab = -4 + 3 = -1 V
Jadi, tegangan antara titik a dan b (Vab) = -1 V
Perhatikan gambar diatas ini, kalau diketahui
ε1 = 16 V
ε2 = 8 V
ε3 = 10 V
R1 = 12 ohm
R2 = 6 ohm
R3 = 6 ohm
Berapakah nilai besar lengan berkuasa arus yang melewati R2, kalau kendala sumber tegangan diabaikan?
Pembahasan:
Loop I
-ε1 – ε2 + I1.R2 + I.R1 = 0
-16 – 8 + I1.6 + I. 12 = 0
-24 + 6I1 + 12 I = 0
6I1 + 12I = 24
I1 + 2I = 4 …… (ketemu persamaan I)
Loop II
ε2 + ε3 -I1.R2 + I2.R3 = 0
8 + 10 – I1.6 + I2.6 = 0
18 – 6I1+ 6I2 = 0
-6I1+ 6I2 = – 18
-6(I1– I2) = 18
I1– I2 = 3
I1 = 3 +I2 …..(ketemu persamaan II)
Kita kombinasikan persamaan I dan II
I1 + 2I = 4
I1 + 2(I1 +I2) = 4
3I1 + 2I2 = 4 –> kita masukkan persamaan II
3(3 +I2) + 2I2 = 4
9 + 3I2 + 2I2 = 4
5I2 = -5
I2 = -1 A
I1 = 3 + I2 = 3 + (-1) = 2 A
Jadi, besar lengan berkuasa arus yang melewati R2 ialah 2 Ampere.
Perhatikan gambar diatas ini, tentukanlah besar lengan berkuasa arus yang mengalir pada rangkaian diatas!
Pembahasan:
Pertama-tama, kita tentukan arah arus dan arah loop. Dalam perkara ini kita coba tentukan arah loop searah dengan arah jarum jam.
Gunakan aturan kirchhoff II, maka akan didapat nilai arus listrik sebagai berikut:
Perhatikan rangkaian arus listrik diatas, tentukanlah besar nilai daya pada R1, kalau saklar S ditutup!
Pembahasan:
Pertama, kita tentukan arah loop menyerupai ini:
Selanjutnya, terapkan aturan kirchhoff I, dimana:
l1 = l2 + l3
Kemudian, kita cari menurut aturan kirchhoff II:
Demikianlah pola soal aturan kirchhoff dan pembahasannya. Semoga dengan banyak berlatih, kau sanggup dengan gampang menuntaskan soal-soal fisika yang bekerjasama dengan aturan kirchhoff. Semoga bermanfaat!
Referensi:
https://rumushitung.com/2014/09/12/hukum-kirchoff-dan-contoh-soal/
https://www.studiobelajar.com/hukum-kirchhoff/
Sumber https://bacacoding.blogspot.com/
Daftar isi
A. Bunyi dan Rumus Hukum Kirchhoff I
Hukum Kirchhoff I berbunyi:Kuat arus total yang masuk melewati titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan besar lengan berkuasa arus total yang keluar dari titik percabangan.
Rumus aturan kirchhoff I adalah:
I1 + I2 + I3 = I4 + I5 + I6
B. Bunyi dan Rumus Hukum Kirchhoff II
Hukum Kirchhoff II berbunyi:Total beda potensial (tegangan) pada suatu rangaian tertutup ialah nol.
Rumus aturan kirchhoff II dengan Satu Loop
Σε + ΣI. R = 0
(ε1 – ε2) + I (R4 + r2 + R3 + r1) = 0
Rumus Hukum Kirchhoff II dengan Dua Loop
Lihat masing-masing loop dengan aturan kirchoff II terlebih dahulu
Loop I
-ε1 + I(r1+R1) + I1(R2) = 0 (ada dua arus pada loop I)
Loop II
ε2 – I1.R2 + I2 (R3 + r2) = 0 (ada dua arus pada loop 2, I1 berlawanan dengan arah loop)
Pembahasan lebih lengkap mengenai Hukum Kirchhoff mulai dari bunyi, rumus, kaidah atau aturan-aturan aturan kirchhoff I dan II, sanggup kau lihat di artikel berikut.
C. Contoh Soal Hukum Kirchhoff dan Pembahasan
Menyelesaikan soal-soal ialah cara terbaik untuk mengerti dan memahami suatu aturan dan rumus. Ayo kita selesaikan soal-soal dibawah ini dengan baik dan benar sesuai kaidah-kiadah aturan kirchhoff.1. Contoh Soal Hukum Kirchhoff I
Perhatikan gambar rangkaian arus diatas, terdapat 2 cabang masuk dan 2 cabang keluar. Jika besar I1 = 6A, I2 = 3A, dan I3 = 7A, berapakah besar nilai dari I4?
Pemabahasan:
Diketahui
I1 = 6A
I2 = 3 A
I3 = 7 A
Ditanya:
I4= …?
Jawab:
I1 + I2 = I3 + I4
6 + 3 = 7 + I4
9 = 7 + I4
I4 = 9-7 = 2A
2. Contoh Soal Hukum Kirchhoff II dengan Satu Loop
Perhatikan gambar diatas ini, tentukanlah:
a. Kuat arus yang mengalir melalui rangkaian
b. tegangan antara ab
Pembahasan:
a. Kita tentukan arah besar lengan berkuasa arus dulu, kita anggap bahwa arah arus berlawanan dengan arah loop.
Σε + ΣI. R = 0
ε3 – ε2 + ε1 – I (R1 + R2 + R3) = 0
4 – 2 + 4 – I (15 + 5 + 10) = 0
6 – 30I = 0
30I = 6
I = 6/30 = 1/5 = 0,2 A
b. Tegangan antar a dan b (Vab)
Bila melewati jalur adcb (panjang)
Vab = ε3 – ε2 – I (R3 + R2) (I negatif alasannya berlawanan dengan arah I total)
Vab = 4-2 – 0,2 (10 + 5)
Vab = 2 – 0,2 (15)
Vab = 2 – 3 = -1 V
Bila melewati jalur ab (pendek)
Vab = -ε1 + I R1 ( I kasatmata alasannya searah dengan I total)
Vab = – 4 + 0,2 (15)
Vab = -4 + 3 = -1 V
Jadi, tegangan antara titik a dan b (Vab) = -1 V
3. Contoh Soal Hukum Kirchhoff II dengan Dua Loop atau Lebih
Perhatikan gambar diatas ini, kalau diketahui
ε1 = 16 V
ε2 = 8 V
ε3 = 10 V
R1 = 12 ohm
R2 = 6 ohm
R3 = 6 ohm
Berapakah nilai besar lengan berkuasa arus yang melewati R2, kalau kendala sumber tegangan diabaikan?
Pembahasan:
Loop I
-ε1 – ε2 + I1.R2 + I.R1 = 0
-16 – 8 + I1.6 + I. 12 = 0
-24 + 6I1 + 12 I = 0
6I1 + 12I = 24
I1 + 2I = 4 …… (ketemu persamaan I)
Loop II
ε2 + ε3 -I1.R2 + I2.R3 = 0
8 + 10 – I1.6 + I2.6 = 0
18 – 6I1+ 6I2 = 0
-6I1+ 6I2 = – 18
-6(I1– I2) = 18
I1– I2 = 3
I1 = 3 +I2 …..(ketemu persamaan II)
Kita kombinasikan persamaan I dan II
I1 + 2I = 4
I1 + 2(I1 +I2) = 4
3I1 + 2I2 = 4 –> kita masukkan persamaan II
3(3 +I2) + 2I2 = 4
9 + 3I2 + 2I2 = 4
5I2 = -5
I2 = -1 A
I1 = 3 + I2 = 3 + (-1) = 2 A
Jadi, besar lengan berkuasa arus yang melewati R2 ialah 2 Ampere.
4. Contoh soal aturan kirchhoff I dan II tambahan
Perhatikan gambar diatas ini, tentukanlah besar lengan berkuasa arus yang mengalir pada rangkaian diatas!
Pembahasan:
Pertama-tama, kita tentukan arah arus dan arah loop. Dalam perkara ini kita coba tentukan arah loop searah dengan arah jarum jam.
Gunakan aturan kirchhoff II, maka akan didapat nilai arus listrik sebagai berikut:
Contoh soal ke 5
Perhatikan rangkaian arus listrik diatas, tentukanlah besar nilai daya pada R1, kalau saklar S ditutup!
Pembahasan:
Pertama, kita tentukan arah loop menyerupai ini:
Selanjutnya, terapkan aturan kirchhoff I, dimana:
l1 = l2 + l3
Kemudian, kita cari menurut aturan kirchhoff II:
Demikianlah pola soal aturan kirchhoff dan pembahasannya. Semoga dengan banyak berlatih, kau sanggup dengan gampang menuntaskan soal-soal fisika yang bekerjasama dengan aturan kirchhoff. Semoga bermanfaat!
Referensi:
https://rumushitung.com/2014/09/12/hukum-kirchoff-dan-contoh-soal/
https://www.studiobelajar.com/hukum-kirchhoff/
Sumber https://bacacoding.blogspot.com/
