KEGIATAN KEGIATAN BELAJAR II
A. TUJUAN TUJUAN PEMBEL PEMBELAJA AJARAN RAN Peserta didik mampu menganalisis rangkaian listrik arus sederhana dengan • • • • •
menggunakan hukum kirchoff. Peserta didik mampu menelasskan hukum kirchoff dalam dunia kelistrikan Peserta didik mampu menggunakan hukum kirchoff dalam rangakaian listrik Peserta didik mampu menuliskan persamaan arus dalam sau titik ca!ang Pesreta didik mampu menghitung tegangan titik simpul" arus #ang mengalir pada titik ca!ang dan da#a #ang diserap tiap tahanan.
B. URA$ URA$AN AN MAT MATER$ ER$ Untuk men#elesaikan perhitungan rangkaian listrik atau ala%ala" seorang ahli ilmu alam dari Jerman Jerman !ernama &usta' (irchoff (irchoff telah telah menemukan menemukan dua cara #ang kemudian cara ini menadi hukum #ang dikenal dengan )*ukum (irchoff+. Hukum Kirchoff I tentang Arus
*ukum *ukum (irchoff (irchoff $ untuk untuk rangkaian rangkaian atau ala%ala listrik !er!un#i !er!un#i , )Jumlah )Jumlah ala!ar dari arus listrik pada suatu titik perca!angan selalu sama dengan nol+ -alam gam!ar menerangkan hukum (irchoff $ se!agai !erikut ,
Gambar 1. Titik ercabangan arus
-ari gam!ar di atas arah arus $/ dan $0 !erla1anan dengan arah arus $" $2" I& ' ( atau I1 ! dan $3. Jadi pada titik perca!angan A !erlaku , I1 ! I" ! I# $ I% $ I& I" ! I# ' I% ! I& 4ehingga persamaan untuk *ukum (irchoff dapat ditulis dengan !entuk umum ∑I=0 5ontoh penerapan *ukum (irchoff adalah seperti rangkaian di!a1ah ini #ang merupakan aplikasi se!agai pem!agi arus.
Gambar %. Rangkaian embagi arus
Persamaan%persamaan #ang didapatkan dari rangkaian di atas adalah se!agai !erikut , Arus ) i ' i1 ! i% dan Tegangan ) * ' i1 . R1 ' i% . R% Hukum Kirchoff II tentang tegangan
*ukum (irchoff $$ ini !erhu!ungan dengan rangkaian listrik tertutup #ang men#atakan , )-i dalam rangkaian tertutup" umlah ala!ar antara tegangan 678 dengan kerugian%kerugian tegangan selalu sama dengan nol+ *ukum ini secara umum dapat ditulis dengan rumus , + * ' + R , I -alam gam!ar 0 dengan tidak memperhatikan kerugian tegangan di dalam !aterai 6tahanan dalam !aterai dianggap kecil8 maka, *-I.R/ ' ( atau E' I. R $ni sesuai dengan *ukum 9hm.
Gambar &. Rangkaian 0istrik tertutu
-alam rangkain listrik arus searah untuk meperoleh suatu tegangan tertentu dapat menggunakan suatu kom!inasi tahanan tertentu " rangkaian seperti ini dise!ut rangkaian pem!agi tegangan. Rangkaian pem!agi Tegangan #ang sederhana dapat ditunukkan oleh gam!ar 2 di!a1ah ini
Gambar ". Rangkaian embagi tegangan
Besarn#a arus #ang mengalir dalam ramgkaian adalah,
i=
V R 1 + R 2
tegangan pada R adalah ,
Tegangan pada R/ V 1 =i . R 1
V 1 =
V 1 =
V 2=
V 2=i . R 2
V
V 2=
R 1 + R 2
R 1 R 1 + R 2
R 2 R 1 + R 2
V R 1 + R 2
V
V
5. RAN&(UMAN *ukum (irchoff ditemukan oleh fisika1an termuka asal Jerman !ernama &usta' Ro!ert (irchoff. $mu1an kelahiran tahun :/2 ini !erhasil menemukan konsep dalam teori rangkaian listrik #ang kemudian dise!ut *ukum (irchoff. Hukum Kirchoff I *ukum ini mem!erikan penelasan tentang hu!ungan arus listrik #ang masuk dan arus listrik #ang keluar pada suatu perca!angan rangkaian. *ukum kirchoff $ !er!un#i “Jumlah arus listrik yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik percabangan tersebut.” 4ecara matematis hukum kirchoff $ dirumuskan +Imasuk ' +Ike0uar
5o!a so!at hitung perhatikan gam!ar di !a1ah ini. Ada se!uah perca!angan arus listrik
dari gam!ar di atas terlihat arus #ang masuk terdapat / sum!er $ dan $/ dan arus #ang
keluar ada tiga masing%masing $ 0" $2" dan $3. Jadi persamaan hukum kirchoff $ #ang !isa kita tulis I 1 + I 2 = I 3 + I 4 + I 5 -. TU&A4 A0at an bahan2 . Resistor ;" /"/ ;" 3"< ; "= ;" / ;" == ;" //= ; " 2>= ; ? @. Pcs /. Proect Board ? Pcs 0. Po1er 4uppl# 6 7aria!le 7oltage 8 ? Unit 2. 2. Multimeter ? Unit 3. 3. Tool 4heet ? 4heet <. <. Jumper 5a!le ? Meter Langkah Ker3a . 4iapkan semua peralatan dan !ahan /. 5ek semua Bahan dan Peralatan" pastikan semua dalam kondisi #ang !aik 0. Buatlah Rangkaian 4eri seperti &am!ar di a!1ah ini pada Proect Board. 6 nilai komponen men#esuaikan (omponen #ang tersedia 8
2. Lakukan Pengukuran Rtotal pada rangkaian" catat hasil pada Ta!el (era 3. Berikan Tegangan 4um!er se!esar / 7olt pada rangkaian. <. Ukurlah Besar Arus #ang dirasakan oleh masing masing Resistor R" R/ dan R0. 5atat hasil pengukuran" dan masukkan pada Ta!el (era. >. Ukur Tegangan #ang mengalir pada rangkaian" dan catat hasil pengukuran Anda pada Ta!el (era. :. *itunglah !esar Arus Totaln#a 6 $total 8" dengan cara menumlahkan semua Arus #ang dirasakan oleh masing masing Resistor. 5atat hasil perhitungan pada Ta!el (era. . Ulangi Langkah (era 0 sampai dengan : dengan nilai nilai Resistor #ang !er!eda. 5atat *asil Pekeraan Anda pada Ta!el (era. 6 Lakukan minimal tiga kali perco!aan dengan nilai R #ang !er!eda 8. Tabe0 ker3a
Ana0isa an Kesimu0an .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................
E. TE4T C9RMAT$C . Perhatikan gam!ar !erikut
Pada titik P dari se!uah rangkaian listrik ada 2 ca!ang" / ca!ang masuk dan / ca!ang keluar. Jika diketahui !esarn#a $ ? < A" $ / ? 0 A" dan $ 0 ? > A" tentukan !erapa !esar nilai dari $2D /. Perhatikanlah titik simpul A dari suatu rangkaian listrik seperti tampak pada gam!ar di !a1ah ini
(uat arus $ ? = A" $/ ? 3 A arah menuu titik A. (uat arus $0? : A arah keluar dari titik A" Berapakah !esar dan arah kuat arus $2D 0. Ada lima !uah perca!angan !erarus listrik" perca!angan !erarus listrik masuk #aitu $ ? = ampere" $/ ? 3 ampere sedangkan perca!angan !erarus listrik keluar
#aitu $0 ? 3 ampere" $2 ? > ampere sedangkan $3 harus ditentukan !esar dan arahn#a" tentukan $3 terse!ut
C. (UN5$ JAFABAN . -iketahui $ ?
A -itan#a $2 ? GD *ukum (irchoff $ +Imasuk ' +Ike0uar
$ H $/ ? $0 H $2 < H 0 ? > H $2 ? > H $2 $2 ? %> ? /A /. Menurut hukum kirchhoff $" I$masuk ? I$keluar" maka I$masuk ? $ H $/ ? =A H 3A ? 3A $0 ? :A arahn#a keluar dari titik A !erarti $2 pastilah !erar ah keluar" sehingga, I$keluar ? $0 H $2 ? : H $2 I$masuk ? I$keluar $ H $/ ? $0 H $2 $3 ? : H $2 $2 ? 3 : ? >A $2 ? >A arahn#a keluar dari titik A 0. I$masuk ? $ H $/ ? =A H 3A ? 3A $0 H $2 ? 3A H >A ? /A arahn#a keluar dari titik A !erarti $3 pastilah !erarah keluar dari titik B sehingga, I$masuk ? $0 H $2 H $3 ? /A H $3
I$masuk ? I$keluar $ H $/ ? $0 H $2 H $3 3A ? /A H $3 $3 ? 3A /A ? 0A $3 ? 0A arahn#a keluar dari titik A
