Contoh Soal Hukum Kirchoff 2, Jawaban, serta Pembahasannya

tirto.id - Hukum Kirchoff adalah salah satu materi dalam pelajaran Fisika yang membahas perihal kelistrikan. Agar lebih paham mengenai hukum ini, para siswa perlu berlatih mengerjakan contoh soal Hukum Kirchoff 2 agar tidak kesulitan ketika harus mengerjakan ujian di kelas.

Ada dua Hukum Kirchoff yang dibagi berdasarkan objek yang diamati yaitu, Hukum Kirchoff 1 dan Hukum Kirchoff 2.

Hukum Kirchoff 1 lebih fokus pada titik percabangan rangkaian listrik atau arus Kirchoff’s Current Lawa (KCL),sementara Hukum Kirchoff 2 lebih fokus pada rangkaian listrik tertutup atau mengenai tegangan Kirchoff’s Voltage Law (KVL).

Karena artikel ini berbicara tentang Hukum Kirchoff 2, maka perlu dijelaskan bahwa Hukum Kirchoff 2 berbicara tentang, "Jumlah aljabar perubahan tegangan yang mengelilingi suatu rangkaian tertutup (loop) sama dengan nol".

Dari penjabaran itu, maka rumus Hukum Kirchoff 2 bisa dituliskan dalam persamaan berikut:

ƩIR + ƩU = 0.

Lantas, apa saja soal Hukum Kirchoff 2 serta pembahasannya?

Kumpulan Contoh Soal Hukum Kirchoff 2 beserta Jawabannya

Berikut enam soal Hukum Kirchoff 2, beserta pembahasannya dan jawabannya. Cermati soal-soal ini dengan baik, cermati gambar dan angka-angka yang tertera pada soal ini.

1. Soal hukum kirchoff 2 loop. Perhatikan gambar rangkaian di bawah ini!

Dari gambar di atas, maka hitunglah kuat arus yang mengalir melalui rangkaiantersebut!

Pembahasan:

Hukum II Kirchoff

Σv + Σi.r = 0

(-v1+v2-v3)+i(R1+R2) = 0

(-3+2-5)+i(5+10) = 0

-6+i(15) = 0

151 = 6

I = 6/15 = 0,4 A

2. Perhatikan gambar rangkaian di bawah ini!

Tentukan kuat arus yang mengalir melalui rangkaian!

Pembahasan:

Σv + Σi.r = 0

V3-V2+V1 – i(R1+R2+R3) = 0 4-2+4 – i(15+5+10) = 0

6 – 30i = 0-30i = -6

I = -6/-30 =0,2 A

3. Perhatikan gambar rangkaian di bawah ini!

Tentukanlah besar i1,i2, dan i3 pada rangkaian berikut ini !

Pembahasan:

Gunakan Hukum Kirchoff 1 dan Hukum Kirchoff 2, yaitu ΣiR + ΣV = 0 danΣi = 0

Perhatikan loop yang atas,

i1 * 6 - 14 - i2 * 4 - 10 = 0. . . . . . . . . . . . . (persamaan 1) perhatikan loop yang bawah,

i1 * 6 - i3 * 2 - 10 = 0. . . . . . . . . . . . . (persamaan 2) perhatikan di salah satu percabangan,

i1 + i2 - i3 = 0. . . . . . . . . . . . . (persamaan 3)

Penyelesaian dari persamaan linear di atas memberikan hasil:

i1 = -2 A

i2 = -9 A

i3 = -11 A

tanda negatif artinya pemisah arus semula adalah terbalik.

4. Perhatikan gambar rangkaian di bawah ini!

Bila R1, R3=4 ohm, R2, R5=2 ohm, R4=1ohm, R6=3ohm, maka arusnya?

Pembahasan:

Ada tiga loop, enam variable ( I1 sampai I6). Dengan menerapkan hukum Kirchoff pertama di titik A, B dan C maka dapat dicari I1 sampai I6.

Titik A:

I1 + I3 - I2 = 0

Titik B:

I4 - I3 - I5 = 0

Titik C:

I2 + I6 - I4 = 0

Loop 1:

I2 (1 + R2) + I4 R4 + I3 R3 + 20 = 0

3 I2 + I4 (1) + I3 (4) + 20 = 0

Loop 2:

I4 R4 + I5 R5 + I6 R6 = 0

I4 (1) + I5 (2) + I6 (3) = 0

Loop 3:

I1(1 + R1) + I2 (1 + R2) - I6 R6 - 24 = 0

5 I1 + 3 I2 - I6 (3) - 24 = 0

Penyelesaian dari persamaan di atas adalah :

I1 = 4.15 Ampere

I2 = -0.257 Ampere (terbalik dari arah semula)

I3 = -4.408 Ampere (terbalik dari arah semula)

I4 = -1.598 Ampere (terbalik dari arah semula)

I5 = 2.81 Ampere

I6 = -1.34 Ampere (terbalik dari arah semula)

Periksa titik D. Titik ini harus memenuhi hukum Kirchoff ΣI = 0

I5 -I6 - I1 = 2.81 - (-1.34) - 4.15 = 0

5. Perhatikan rangkaian listrik berikut:

• Sumber tegangan $V=15\text{V}$
• Resistor R1=5 ΩR1​=5Ω, R2=10 ΩR2​=10Ω (dalam loop tertutup).

Hitung tegangan di masing-masing resistor!

Pembahasan:

Gunakan hukum Kirchoff:

V−VR1−VR2=0V−VR1​​−VR2​​=0

Langkah-langkah:

1. Hitung resistansi total:

Rtotal=R1+R2=5+10=15 ΩRtotal​=R1​+R2​=5+10=15Ω

2. Hitung arus listrik ($I$

I=VRtotal=1515=1 AI=Rtotal​V​=1515​=1A

3. Hitung tegangan pada masing-masing resistor:

- Tegangan di R1R1​:VR1=I⋅R1=1⋅5=5 VVR1​​=I⋅R1​=1⋅5=5V

- Tegangan di R2R2​:VR2=I⋅R2=1⋅10=10 VVR2​​=I⋅R2​=1⋅10=10V

4. Verifikasi hukum Kirchoff:

V−VR1−VR2=15−5−10=0V−VR1​​−VR2​​=15−5−10=0

Jadi, tegangan di R1=5 VR1​=5V, tegangan di R2=10 VR2​=10V.

6. Perhatikan rangkaian listrik berikut:

• Sumber tegangan $V=20\text{V}$
• Resistor R1=2 ΩR1​=2Ω, R2=4 ΩR2​=4Ω, R3=6 ΩR3​=6Ω.

Hitung arus total dan tegangan di masing-masing resistor!

Pembahasan:

Gunakan hukum Kirchoff (KVL):

V−IR1−IR2−IR3=0V−IR1​−IR2​−IR3​=0

Langkah-langkah:

1. Hitung resistansi total:

Rtotal=R1+R2+R3=2+4+6=12 ΩRtotal​=R1​+R2​+R3​=2+4+6=12Ω

2. Hitung arus total ($I$

I=VR total=2012=1.67 AI=R total​ V​=1220​=1.67A

3. Hitung tegangan di masing-masing resistor:

- Tegangan di R1R1​:VR1=I⋅R1=1.67⋅2=3.34 VVR1​​=I⋅R1​=1.67⋅2=3.34V

- Tegangan di R2R2​:VR2=I⋅R2=1.67⋅4=6.68 VVR2​​=I⋅R2​=1.67⋅4=6.68V

- Tegangan di R3R3​:VR3=I⋅R3=1.67⋅6=10.02 VVR3​​=I⋅R3​=1.67⋅6=10.02

4. Verifikasi hukum Kirchoff:

V−(VR1+VR2+VR3)=20−(3.34+6.68+10.02)≈0V−(VR1​​+VR2​​+VR3​​)=20−(3.34+6.68+10.02)≈0

Jawaban:

• Arus total: $I=1.67\text{A}$
• Tegangan di R1=3.34 VR1​=3.34V, R2=6.68 VR2​=6.68V, R3=10.02 VR3​=10.02V.

Demikianlah, contoh soal Hukum 2 Kirchoff beserta jawabannya dan pembahasannya. Dengan belajar mengerjakan latihan soal hukum kirchoff 2 ini, para siswa yang mendapatkan materi pelajaran Fisika, tidak perlu khawatir tidak bisa mengerjakan berbagai soal ujian, baik yang diujikan saat Ujian Tengah Semester atau saat Ujian Akhir Semester.