Pada tahun 1845, Gustav Kirchhoff (fisikawan Jerman) memperkenalkan seperangkat hukum yang mengatur tentang arus dan tegangan pada rangkaian listrik. Hukum Kirchhoff umumnya dinamai sebagai KCL (Hukum Arus Kirchoffs) dan KVL (Hukum Tegangan Kirchoffs). KVL menyatakan bahwa jumlah aljabar tegangan pada node di sirkuit tertutup sama dengan nol. Hukum KCL menyatakan bahwa, dalam sirkuit tertutup, arus yang masuk pada node sama dengan arus yang keluar pada node. Ketika kita mengamati dalam tutorial resistor bahwa resistansi ekivalen tunggal, (RT) dapat ditemukan ketika beberapa resistor dihubungkan secara seri atau paralel, rangkaian ini mematuhi hukum Ohm . Tapi, secara kompleks rangkaian listrik , kita tidak dapat menggunakan hukum ini untuk menghitung tegangan dan arus. Untuk perhitungan seperti ini, kita bisa menggunakan KVL dan KCL.
Hukum Kirchhoff
Hukum Kirchoff terutama berurusan dengan tegangan dan arus di sirkuit listrik. Hukum-hukum ini dapat dipahami sebagai hasil persamaan Maxwell pada batas frekuensi rendah. Mereka sempurna untuk rangkaian DC dan AC pada frekuensi di mana panjang gelombang radiasi elektromagnetik sangat besar jika dibandingkan dengan rangkaian lain.
Hukum Sirkuit Kirchhoff
Ada berbagai hubungan antara tegangan dan arus dari suatu rangkaian listrik. Hubungan ini ditentukan oleh hukum Kirchhoffs seperti KVL dan KCL. Hukum ini digunakan untuk menentukan impedansi jaringan kompleks atau resistansi listrik ekuivalen dan arus yang mengalir di beberapa cabang n / w.
Hukum Kirchhoff Saat Ini
Hukum arus KCL atau Kirchoffs atau hukum pertama Kirchoffs menyatakan bahwa arus total pada rangkaian tertutup, arus yang masuk pada simpul sama dengan arus yang keluar pada simpul atau jumlah aljabar arus pada simpul pada rangkaian elektronik sama dengan nol.
Hukum Kirchhoff Saat Ini
Pada diagram di atas, arus dilambangkan dengan a, b, c, d dan e. Menurut hukum KCL, arus yang masuk adalah a, b, c, d dan arus yang keluar adalah e dan f bernilai negatif. Persamaannya dapat ditulis sebagai
a + b + c + d = e + f
Umumnya dalam rangkaian listrik, istilah node mengacu pada persimpangan atau koneksi banyak komponen atau elemen atau jalur pembawa arus seperti komponen dan kabel. Dalam sirkuit tertutup, aliran arus masuk atau keluar dari jalur simpul harus ada. Hukum ini digunakan untuk menganalisis rangkaian paralel.
Hukum Tegangan Kirchhoff
Hukum tegangan KVL atau Kirchoff atau hukum kedua Kirchoff menyatakan bahwa, jumlah aljabar tegangan dalam rangkaian tertutup sama dengan nol atau jumlah aljabar tegangan pada simpul sama dengan nol.
Hukum Tegangan Kirchhoff
Hukum ini mengatur tentang tegangan. Misalnya, rangkaian di atas dijelaskan. Sumber tegangan 'a' dihubungkan dengan lima komponen pasif, yaitu b, c, d, e, f yang memiliki perbedaan tegangan di antara mereka. Secara hitung, perbedaan tegangan antara komponen-komponen ini bertambah karena komponen-komponen ini dihubungkan secara seri. Menurut hukum KVL, tegangan pada komponen pasif dalam suatu rangkaian selalu sama & berlawanan dengan sumber tegangan. Oleh karena itu, jumlah perbedaan tegangan di semua elemen dalam rangkaian selalu nol.
a + b + c + d + e + f = 0
Istilah Umum Teori Sirkuit DC
Rangkaian DC umum terdiri dari berbagai istilah teori
Sirkuit: Sirkuit DC adalah jalur penghantar loop tertutup tempat arus listrik mengalir
Jalur: Jalur tunggal digunakan untuk menghubungkan sumber atau elemen
Node: Node adalah koneksi dalam rangkaian di mana beberapa elemen dihubungkan bersama, dan itu dilambangkan dengan titik.
Cabang: cabang adalah satu atau kumpulan elemen yang terhubung antara dua node seperti resistor atau sumber
Loop: Loop dalam sirkuit adalah jalur tertutup, di mana tidak ada elemen sirkuit atau node yang bertemu lebih dari satu kali.
Jala: Sebuah mesh tidak berisi jalur tertutup apa pun, tetapi merupakan loop terbuka tunggal, dan tidak berisi komponen apa pun di dalam mesh.
Contoh Hukum Kirchhoff
Dengan menggunakan rangkaian ini, kita dapat menghitung arus yang mengalir pada resistor 40Ω
Contoh Sirkuit untuk KVL dan KCL
Rangkaian diatas terdiri dari dua node yaitu A dan B, tiga cabang dan dua loop independen.
Terapkan KCL ke rangkaian di atas, maka kita bisa mendapatkan persamaan berikut.
Pada node A dan B kita bisa mendapatkan persamaannya
I1 + I2 = I2 dan I2 = I1 + I2
Dengan menggunakan KVL, kita bisa mendapatkan persamaan sebagai berikut
Dari loop1: 10 = R1 X I1 + R2 X I2 = 10I1 + 40I2
Dari loop2: 20 = R2 X I2 + R2 X I3 = 20I2 + 40I3
Dari loop3: 10-20 = 10I1-20 I2
Persamaan I2 dapat ditulis ulang sebagai
Persamaan1 = 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50 I1 + 40 I2
Persamaan 2 = 20 = 20I2 +40 (I1 + I2) = 40 I1 + 60 I2
Sekarang kita memiliki dua persamaan bersamaan yang dapat direduksi untuk menghasilkan nilai I1 dan I2
Penggantian I1 dalam hal I2 memberikan nilai I1 = -0,143 Amps
Penggantian I2 dalam hal I1 memberikan nilai I2 = +0.429 Amp
Kita tahu persamaan I3 = I1 + I2
Aliran arus pada resistor R3 ditulis -0.143 + 0.429 = 0.286 Amps
Tegangan pada resistor R3 ditulis sebagai: 0,286 x 40 = 11,44 volt
Tanda -ve untuk 'I' adalah arah aliran arus yang semula disukai ternyata salah, pada kenyataannya baterai 20 volt sedang mengisi baterai 10 volt.
Ini semua tentang Hukum Kirchoff , yang meliputi KVL dan KCL. Hukum ini digunakan untuk menghitung arus dan tegangan dalam rangkaian linier, dan kita juga dapat menggunakan analisis loop untuk menghitung arus di setiap loop. Selanjutnya, setiap pertanyaan tentang undang-undang ini, tolong berikan saran berharga Anda dengan berkomentar di bagian komentar di bawah.
Kredit Foto:
- Hukum Kirchhoff oleh blogspot
- Contoh Hukum Kirchoff oleh elektronik-tutorial
