Kumpulan Contoh Soal Hukum Kirchoff 1 Beserta Jawabannya

tirto.id - Contoh soal Hukum Kirchoff 1 dan kunci jawaban dapat digunakan siswa untuk menambah pengetahuan atau mengingat kembali materi. Pembahasan juga akan dilampirkan dalam artikel ini agar peserta didik bisa memahami rumus Hukum Kirchoff 1.

Sehubungan dengan itu, teori ini seringkali digunakan dalam kehidupan sehari-hari di bidang rekayasa kelistrikan. Dikutip dari SMPN 1 Gedangan, Hukum Kirchoff pertama kali ditemukan oleh fisikawan Jerman lulusan Universitas Albertus Konigsberg, Gustav Robert Kirchhoff.

Dalam ilmu fisika, Hukum Kirchoff merupakan suatu persamaan yang digunakan untuk mencari nilai percabangan (junction rule) dan loop pada sebuah rangkaian listrik arus searah (AC). Adapun Hukum Kirchoff berkaitan erat dengan sifat arus pada suatu titik sambung dan sifat tegangan dalam sebuah loop.

Ringkasan Materi Bunyi Hukum Kirchoff 1

Materi Hukum Kirchoff 1 (disebut juga Hukum Dot) merupakan hukum yang hampir sama dengan hukum kekekalan muatan listrik. Jumlah arus yang masuk melalui titik sambungan nilainya sama dengan arus yang keluar dari titik sambungan.

Dalam Buku Pelajaran IPA Kelas IX yang ditulis Fransisca Sudargo, rumus Hukum Kirchoff 1 berbunyi sebagai berikut.

“Kuat arus dalam suatu rangkaian yang tidak bercabang dimana-mana selalu sama besar”

Oleh sebab itu, diperoleh persamaan:

I1 = I2 = I3 = I4

Selain itu, terdapat pula rumus persamaan sesuai bunyi di bawah ini.

“Jumlah kuat arus yang masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik percabangan itu.”

Dari pernyataan di atas, dihasilkan persamaan rumus Hukum Kirchoff 1 berikut.

∑I masuk = ∑I keluar

Dengan demikian dapat diambil kesimpulan bahwa jumlah aljabar dari semua arus yang bertemu di sebuah titik sambung maupun yang menuju ke titik percabangan nilainya sama dengan nol.

Adapun yang dimaksud dengan titik percabangan yaitu titik yang menjadi pertemuan dari tiga atau lebih arus listrik menuju ke rangkaian atau sumber tegangan.

Setiap arus yang masuk menuju titik percabangan ditulis dengan tanda positif (+), sedangkan arus yang keluar dari titik percabangan ditulis dengan tanda negatif (-).

Kumpulan Contoh Soal Hukum Kirchoff 1 dan Pembahasannya

Setelah mengetahui bunyi dan rumus, peserta didik bisa memahami materi secara lebih dalam dengan membaca contoh soal hukum 1 Kirchoff. Berikut kumpulan contoh latihan soal, disertai kunci jawaban dan pembahasannya.

1. Diketahui terdapat X sebagai titik rangkaian listrik 4 cabang, dua merupakan percabangan masuk dan dua sisanya keluar.

Seandainya I1 = 6A, I2 = 3A, dan I3 = 7A, hitung berapakah nilai I4!

A. 3A

B. 4A

C. 2A

D. 5A

E. 6A

Jawaban: C

Pembahasan:

Rumus Hukum Kirchoff 1 adalah ∑I masuk = ∑I keluar

Oleh sebab itu, ditemukan rumus persamaan percabangan berikut:

I1 + I2 = I3 + I4

6A + 3A = 7A + I4A

9A = 7A + I4A

I4A = 9A – 7A

I4A = 2A

2. Diketahui terdapat titik rangkaian listrik berempat cabang, dua cabang keluar dan dua cabang lainnya masuk. Adapun I1 belum diketahui angkanya, sementara I2 = 4A, I3 = 7A, dan I4 = 9A.

Berdasarkan angka tersebut, coba temukan nilai I1!

A. 11A

B. 12A

C. 13A

D. 14A

E. 15A

Jawaban: B

Pembahasan:

Rumus Hukum Kirchoff 1 adalah ∑I masuk = ∑I keluar

Oleh karena itu, rumus yang dipakai untuk menghitung I1 adalah:

I1 + I2 = I3 + I4

I1A + 4A = 7A + 9A

I1A + 4A = 16A

I1A = 16A – 4A

I1A = 12A

3. Diketahui terdapat titik rangkaian listrik Y yang terdiri dari tiga cabang masuk dan satu cabang keluar.

Jika I1 = 2A, I2 = 3A, dan I3 = 10A, hitung angka I4!

A. 15A

B. 14A

C. 13A

D. 12A

E. 11A

Jawaban: A

Pembahasan:

Untuk menentukan I4, kita harus menggunakan rumus persamaan berikut:

3 cabang masuk = 1 cabang keluar

I1 + I2 + I3 = I4

2A + 3A + 10A = I4

15A = I4

Dengan begitu, I4 = 15 A

4. Diketahui terdapat rangkaian listrik yang bertumpu di titik X, punya 1 cabang masuk dan 3 cabang keluar. I1 = 20A, sementara I2 = 5A, I3 = 10A, dan I4 belum diketahui besarannya.

Berdasarkan angka yang sudah diperoleh, hitung berapa I4!

A. 5A

B. 6A

C. 4A

D. 3A

E. 7A

Jawaban: A

Pembahasan:

Berdasarkan rumus ∑I masuk = ∑I keluar, maka ditemukan persamaan berikut:

I1 = I2 + I3 + I4

20A = 5A + 10A + I4

20A = 15A + I4

20A – 15A = I4

5A = I4

Oleh sebab itu, I4 adalah 5A

5. Diketahui suatu titik rangkaian listrik terdiri dari 10 percabangan, empat di antaranya merupakan arus masuk dan enam lainnya arus keluar.

Dari opsi berikut, pilihan mana yang paling tepat untuk mendeskripsikan persamaannya.

A. I1 + I2 + I3 + I4 = I5 + I6 + I7 + I8 + I9 + I10

B. I1 + I2 + I3 + I4 + I5 + I6 + I7 + I8 = I9 + I10

C. I1 + I2 + I3 + I4 = I5 - I6 - I7 - I8 - I9 - I10

D. I1 + I2 = I3 + I4 = I5 + I6 + I7 + I8 + I9 + I10

E. I1 + I2 + I3 + I4 + I5 + I6 + I7 + I8 + I9 = I10

Jawaban: A

Pembahasan:

Bunyi Hukum Kirchoff menghasilkan persamaan bahwa jumlah arus masuk dan arus keluar mempunyai besaran yang sama. Oleh karena itu, keduanya harus dipisahkan sesuai jenis arus masing-masing.

Empat arus masuk dilambangkan dengan I1, I2, I3, dan I4. Sementara enam arus keluar dilambangkan dengan I5, I6, I7, I8, I9, dan I10. Kemudian diberikan persamaan melalui simbol (=) di antaranya untuk menghasilkan rumus perhitungan Hukum Kirchoff 1 berikut.

I1 + I2 + I3 + I4 = I5 + I6 + I7 + I8 + I9 + I10