Rangkuman Materi Rangkaian Listrik Arus Searah
A. Hukum Ohm
Dari gambar di atas, . Beda potensial/tegangan antara titik A dan B sebanding dengan besar kuat arus dan sebanding dengan besar hambatan listrik.
Hukum Ohm:
Kuat arus yang melalui suatu konduktor ohm adalah sebanding (berbanding lurus) dengan beda potensial antara ujung-ujung konduktor asalkan suhu konduktor tetap.
B. Hukum Kirchoff 1
Jumlah arus yang masuk titik cabang sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik cabang. Secara matematis dapat ditulis:
Contoh Soal:
1. Tentukan I4
2. Tentukan I4
C. Rangkaian Seri
Perhatikan gambar di atas!
Kuat arus yang melewati R1 , R2 , R3 adalah sama yaitu I.
D. Rangkaian Parallel
E. Gaya Gerak Listrik (GGL)
Gaya gerak listrik (GGL) adalah beda potensial di antara ujung-ujung baterai ketika belum mengalirkan arus listrik (ketika saklar masih terbuka).
F. Tegangan Jepit
Tegangan jepit adalah beda potensial/tegangan diantara ujung-ujung baterai ketika baterai telah mengalirkan arus listrik ( ketika saklar tertutup).
F. Hukum Kirchhoff 2
Bunyi hukum Kirchhoff 2 adalah sebagai berikut:
“Pada setiap rangkaian tertutup, jumlah beda potensialnya harus sama dengan nol”
Hukum Kirchhoff 2 juga sering disebut sebagai hukum simpal (loop rule), karena pada kenyataannya beda potensial diantara dua titik percabangan dalam satu rangkaian pada keadaan tunak adalah konstan.
Hukum ini merupakan bukti dari adanya hukum konservasi energi. Jika kita memiliki suatu muatan Q pada sembarang titik dengan potensial V, dengan demikian energi yang dimiliki oleh muatan tersebut adalah QV. Selanjutnya, jika muatan mulai bergerak melintasi simpal tersebut, maka muatan yang kita miliki akan mendapatkan tambahan energi atau kehilangan sebagian energinya saat melalu resistor baterai atau elemen lainnya.
Namun saat kebali ke titik awalnya, energinya akan kembali menjadi QV.
Hukum ini merupakan bukti dari adanya hukum konservasi energi. Jika kita memiliki suatu muatan Q pada sembarang titik dengan potensial V, dengan demikian energi yang dimiliki oleh muatan tersebut adalah QV. Selanjutnya, jika muatan mulai bergerak melintasi simpal tersebut, maka muatan yang kita miliki akan mendapatkan tambahan energi atau kehilangan sebagian energinya saat melalu resistor baterai atau elemen lainnya.
Namun saat kebali ke titik awalnya, energinya akan kembali menjadi QV.
Sebagai contoh penggunaan hukum ini (Gambar 1.3), dua baterai yang berisi hambatan dalam r1 dan r2 serta ada 3 hambatan luar. Kita akan bisa menenutukan arus dalam rangkaian tersebut sebagai fungsi GGL dan hambatan.
Rangkaian berisi 2 buah baterai dan 3 resistor eksternal. Tanda plus minus pada resistor digunakan untuk mengingatkan kita sisi mana pada setiap resistor yang berada pada potensial lebih tinggi untuk arah arus yang diasumsikan.
Secara umum rumus hukum Kirchhoff 2 dapat dinyatakan sebagai berikut:
G. Contoh soal Loop dan Pembahasannya
Contoh Soal (UN 2013)
Perhatikan gambar rangkaian tertutup dibawah ini.
Apabila R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω, dan R3 = 6 Ω, maka kuat arus yang mangalir pada rangkaian adalah...
A. 1,2 A
B. 1,0 A
C. 0,6 A
D. 0,5 A
E. 0,2 A
Pembahasan:
Diketahui:
R1 = 2 Ω
R2 = 4 Ω
R3 = 6 Ω
E1 = 1,5 V
E2 = 3 V
Ditanya: i = ...
Jawab:
Terlebih dahulu tentukan arah arus dan arah loop.
Menerapkan hukum II Kirchoff.
i . R1 – E1 + i . R2 + i . R3 + E2 = 0
i . 2 Ω – 9 V + i . 4 Ω + i . 6 Ω + 3 V = 0
i . 12 Ω – 6 V = 0
i . 12 Ω = 6 V
i = 0,5 A
Jawaban: D
Contoh Soal (UN 2013)
Pada rangkaian listrik sederhana seperti gambar.
Besar kuat arus I adalah...
A. 0,25 A
B. 0,30 A
C. 0,36 A
D. 0,45 A
E. 0,50 A
Pembahasan:
Diketahui:
R1 = 2 Ω
R2 = 1 Ω
R3 = 2 Ω
V1 = 6 V
V2 = 8 V
Ditanya: I1 = ...
Jawab:
Terlebih dahulu tentukan arah arus dan arah loop.
Menerapkan hukum I Kirchof.
I1 = I2 + I3
Menerapkan hukum II Kirchof.
Loop 1
– 6 V + I1 . 2 Ω + I3 . 2 Ω = 0
I1 . 2 Ω + I3 . 2 Ω = 6 V
Loop 2
I2 . 1 Ω + 8 V – I3 . 2 Ω = 0
I2 . 1 Ω – I3 . 2 Ω = – 8 V
I1 . 1 Ω – I3 . 1 Ω – I3 . 2 Ω = – 8 V
I1 . 1 Ω – I3 . 3 Ω = – 8 V
I2 = I1 – I3 (lihat hukum I kirchoff)
Eliminasi pers. Loop 1 dengan Loop 2.
Lebih Lengkap >> Soal dan Pembahasan Loop Hukum Kirchoff I dan II
