ກົດເກນທີສອງຂອງ Kirchhoff

Pengertian Hukum II Kirchhoff

Hukum II Kirchhoff menyatakan bahwa jumlah perubahan potensial listrik pada keliling suatu rangkaian tertutup sama dengan nol. Hukum II Kirchhoff didasarkan pada hukum kekekalan energi yang menyatakan bahwa energi bersifat kekal.

Agar lebih memahami hal ini, bayangkan muatan listrik bergerak dalam suatu rangkaian tertutup, seperti pada gambar di samping. Ketika ປະຈຸໄຟຟ້າ melewati suatu ຄວາມຕ້ານທານໄຟຟ້າ (R), energi potensial listrik berkurang karena terpakai pada hambatan tersebut. Jika muatan listrik melewati hambatan listrik yang lain, energi potensial listrik berkurang lagi karena terpakai lagi pada hambatan tersebut. Selanjutnya ketika muatan listrik melewati sumber tegangan listrik dari potensial rendah ke potensial tinggi, energi potensial listrik bertambah. Ketika kembali ke titik semula, ພະລັງງານໄຟຟ້າທີ່ມີທ່າແຮງ sama seperti semula, di mana perubahan energi potensial listrik bernilai nol. Ketika menerapkan hukum II Kirchhoff pada suatu rangkaian listrik, kita menggunakan perubahan tegangan listrik, bukan perubahan energi potensial listrik.

Rangkaian seperti pada gambar di atas dapat dianalisis menggunakan ກົດເກນຂອງໂອມ (V = I R) dan rumus hambatan seri ຫຼື hambatan paralel. Rangkaian yang lebih kompleks seperti gambar di samping dapat dianalisis menggunakan ກົດໝາຍສະບັບທຳອິດຂອງ Kirchhoff ແລະ hukum II Kirchhoff.

Berikut ini beberapa aturan tanda ketika menggunakan hukum II Kirchhoff untuk menganalisis suatu rangkaian.

ທໍາອິດ, pilih arah arus secara sembarang, apakah searah putaran jarum jam atau berlawanan putaran jarum jam. Jika jawaban bernilai negatif, arah arus listrik yang sebenarnya berlawanan dengan arah arus yang dipilih. Bila jawaban bernilai positif, arah arus listrik yang sebenarnya sama dengan arah arus yang dipilih.

ທີສອງ, ketika melewati sumber tegangan listrik dari potensial tinggi ke potensial rendah (+ ke -), terjadi penurunan tegangan listrik sehingga tegangan listrik bernilai negatif (ΔV = –ε). Sebaliknya jika bergerak dari potensial rendah ke potensial tinggi (- ke +), terjadi peningkatan tegangan listrik sehingga tegangan listrik bernilai positif (Δວ = ε).

ທີສາມ, ketika melewati hambatan listrik, jika loop searah dengan arah arus listrik maka tegangan listrik bernilai negatif (ΔV = – I R). Sebaliknya apabila arah loop berlawanan dengan arah arus listrik, tegangan listrik bernilai positif (ΔV = I R).

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 1:

R₁ = 200 Ω ແລະ R₂ = 300 Ω. ε = 12 Volt. Hitung kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian menggunakan hukum II Kirchhoff!

ສົນທະນາ

Arah arus searah putaran jarum jam.

- ອິນຟາເຣດ₁ - ອິນຟາເຣດ₂ + ε = 0

– 200 I – 300 I + 12 = 0.

– 500 I + 12 = 0

– 500 I = – 12

I = 12 / 500

I = 0,024 ແອມແປຣ໌

Jika dihitung menggunakan hukum Ohm dan rumus kombinasi resistor seri :

R=R₁ + ຣ₂ = 200 + 300 = 500 Ω.

Rumus hukum Ohm :

V = IR

I = V / R = 12 / 500 = 0,024 Ampere.

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 2:

R₁ = 100Ω, R₂ = 200Ω, R₃ = 300 Ω, ε₁ = 9 ໂວນ, ε₂ = 12 Volt. Hitung besar dan arah arus listrik pada rangkaian!

ສົນທະນາ

Pilih arah arus listrik dan arah loop sama dengan arah putaran jarum jam.

- ອິນຟາເຣດ₁ - ອິນຟາເຣດ₂ - ε₁ - ອິນຟາເຣດ₃ + ε₂ = 0

– 100 I – 200 I – 9 – 300 I + 12 = 0

– 100 I – 200 I – 300 I + 3 = 0

– 600 I + 3 = 0

– 600 I = – 3

I = 3 / 600

I = 0,005 ແອມແປຣ໌

Arus listrik bernilai positif sehingga arahnya sama dengan arah yang dipilih.

Pada soal ini hanya terdapat satu loop, pada contoh soal hukum Kirchhoff terdapat rangkaian yang memiliki beberapa loop sehingga perhitungannya menggunakan juga hukum I Kirchhoff dan terdapat kemungkinan arah loop berlawanan dengan arah arus listrik.