Mengupas Tuntas Hukum Kirchhoff dalam Analisis Rangkaian Elektronika

Hukum Kirchhoff merupakan suatu hukum yang diperkenalkan oleh Gustav Kirchhoff dan digunakan untuk menganalisis rangkaian elektronika. Ada dua hukum utama yang terdapat pada Hukum Kirchhoff untuk menganalisis rangkaian. Kedua hukum tersebut yaitu Hukum Kirchhoff 1 yang membahas tentang hukum arus dan Hukum Kirchhoff 2 yang membahas tentang tegangan.  

 

Hukum Kirchhoff 1

 

Hukum Kirchhoff 1 merupakan hukum yang menjelaskan tentang prinsip kekekalan muatan dalam rangkaian listrik. Arus tidak bisa diciptakan atau dihancurkan di dalam rangkaian. Ketika arus masuk ke suatu titik percabangan, maka arus total yang masuk harus sama dengan jumlah total arus yang keluar dari titik tersebut. Hukum Kirchhoff 1 berbunyi :

 

“Jumlah arus total yang masuk ke suatu titik percabangan dalam rangkaian listrik harus sama dengan jumlah arus total yang keluar dari titik percabangan tersebut”.

 

ΣI masuk = ΣI keluar

 

dimana : 

 

• ΣI masuk adalah jumlah total arus yang masuk ke titik percabangan.

 

• ΣI keluar adalah jumlah total arus yang keluar dari titik percabangan.

 

Hukum Kirchhoff 2 

 

Hukum Kirchhoff 2 disebut juga Hukum Loop Kirchhoff. Hukum Kirchhoff 2 merupakan hukum yang menjelaskan tentang distribusi tegangan di sepanjang loop (jalur tertutup) dalam rangkaian. Hukum Kirchhoff 2 berbunyi :

 

“Jumlah total penurunan tegangan di sepanjang suatu loop dalam rangkaian listrik harus sama dengan jumlah total kenaikan tegangan di sepanjang loop tersebut”.

 

Hukum Kirchhoff dapat dinyatakan dalam bentuk matematis :

 

ΣV penurunan = ΣV kenaikan

 

dimana : 

• ΣV penurunan adalah jumlah total penurunan tegangan di sepanjang loop.

 

• ΣV kenaikan adalah jumlah total kenaikan tegangan di sepanjang loop.

 

Cara Menggunakan Hukum Kirchhoff dalam Analisis Rangkaian

 

1. Gambarlah rangkaian dan identifikasi titik-titik percabangan loop atau jalur tertutup pada rangkaian yang ingin Anda analisis. Titik percabangan merupakan tempat dimana aliran arus memasuki atau meninggalkan node dalam rangkaian. 

 

2. Berikan label pada arus masuk dan keluar dari setiap titik percabangan. Untuk menandainya, Anda dapat menggunakan tanda panah sebagai tanda arah aliran arus. Biasanya label ini dilambangkan dengan huruf I dan diikuti oleh indeks yang sesuai,seperti I1, I2 dan seterusnya. 

 

3. Tulis persamaan berdasarkan Hukum Kirchhoff 2 untuk setiap loop dengan melibatkan penjumlahan tegangan di sepanjang elemen-elemen dalam loop (resistor, sumber tegangan, dll).

 

3. Tulis persamaan pada titik-titik percabangan berdasarkan Hukum Kirchhoff 1 dengan mengingat bahwa jumlah total arus yang masuk harus sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut. 

 

4. Setelah mendapatkan persamaan berdasarkan hukum-hukum Kirchhoff, Anda akan memiliki sistem persamaan linear yang dapat Anda selesaikan untuk menghitung nilai arus dan tegangan yang tidak diketahui dalam rangkaian.