LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK HUKUM KIRCHOFF Nama
:
Kelompok : Kelas
:
A. Indikator
1. Mampu membuktikan Hukum Kirchhoff secara kuantitatif. 2. Mampu menganalisis kuat arus pada rangkaian tertutup. 3. Mampu membuktikan Hukum I dan II Kirchhoff dalam percobaan. B. Tujuan Percobaan
1. Menentukan kuat arus pada setiap cabang dalam suatu rangkaian listrik 2. Menentukan tegangan antara dua titik dalam suatu rangkaian listrik C. Alat dan Bahan No.
Nama Alat dan Bahan
Jumlah
1
Multimeter
1 buah
2
Power Supply (catu daya)
2 buah
3
Resistor 100 ohm
3 buah
4
Kabel Penghubung
6 buah
D. Teori Dasar
Tegangan yang membentangi tiap elemen dan arus yang mengalir melalui tiap elemen dalam sebuah rangkaian listrik diatur oleh kedua Hukum Kirchhoff. Secara historis, Gustav Robert Kirchhoff (1824 – 1887) dalam membuat analisisnya tentang hukum tersebut, dengan cermat mengikuti Faraday dalam memaparkan induksi listrik, Oersted dalam menghubungkan magnet listrik, Ampere dalam menghubungkan gaya dengan arus listrik, dan Ohm dalam mengaitkan tegangan dan arus. 1. Hukum I Kirchhof
Hukum pertama ini disebut juga dengan Hukum Arus Kirchoff yang berbunyi :“jumlah kuat arus yang menuju titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang meninggalkan titik percabangan tersebut ”. ”. Artinya jumlah kuat arus pada semua cabang yang bertemu pada satu titik sama dengan nol.
Hukum ini adalah konsekuensi dari hukum kekekalan muatan. Muatan yang masuk ke sebuah simpul harus meninggalkan simpul tersebut karena muatan tidak dapat terakumulasi pada sebuah simpul. Secara matematis, Hukum I Kirchhoff dapat dituliskan sebagai berikut :
I menuju titik percabangan
I meninggalk an titik percabangan
(7.1)
Pada gambar 1 arus I 1, I 2, dan I 3 menuju titik cabang A, sedangkan arus I 4 dan I 5 meninggalkan titik cabang A.
I 4
I 1 A
I 2
I 5 I 3
I Gambar menuju titik percabang an I meninggalk an titik percabang an 7.1 Arus – arus pada titik cabang I 1 I 2 I 3
I 4 I 5
2. Hukum II Kirchhoff
Hukum kedua ini disebut juga Hukum Tegangan Kirchhoff yang berbunyi : “jumlah tegangan yang mengelilingi lintasan tertutup sama dengan nol”. Hukum ini merupakan konsekuensi kekekalan energi dan sifat konservatif rangkaian listrik. Hukum Tegangan Kirchhoff dapat diterapkan pada rangkaian dengan beberapa cara yang berbeda. Sebuah metoder yang memberikan sedikit kesalahan penulisan persamaan dibanding lainnya, terdiri dari gerakan sekeliling rangkaian tertutup menurut arah jarum jam dan menulis langsung tegangan setiap elemen yang terminal ( + ) nya dijumpai dan menulis negatif bagi setiap tegangan yang pertama dijumpai tanda ( - ) . Secara matematis Hukum Tegangan Kirchhoff dapat dituliskan sebagai berikut :
V I . R 0
(7.2)
Dari gambar 7.2, kuat arus yang mengalir dapat ditentukan dengan menggunakan beberapa aturan sebagai berikut :
a. Tentukan arah putaran arusnya untuk masing-masing loop. b. Arus yang searah dengan arah perumpamaan dianggap positif. c. Arus yang mengalir dari kutub negatif ke kutup positif di dalam elemen dianggap positif. d. Jika hasil perhitungan kuat arus positif maka arah perumpamaannya benar, bila negatif berarti arah arus berlawanan dengan arah pada perumpamaan. E.
Prosedur Percobaan d
E1
E2 R3
I1
I2
I3
a
c
b
R1
R2
Gambar 7.2 Skema Rangkaian Percobaan
1. Dengan menggunakan ohmmeter yang ada pada multimeter, ukur tiap-tiap resistansi/hambatan yang digunakan, nyatakan dalam ohm ( Ω ) dan catat sebagai R 1 , R 2, danR 3 Tabel 7.1 Hasil Pengamatan Resistansi R 1 = ... ohm
R 2 = ... ohm
R 3 = ... ohm
2. Dengan menggunakan voltmeter yang ada pada multimeter , ukur tiap-tiap tegangan yang digunakan, nyatakan dalam volt ( V ) dan catat sebagai E 1 dan E2 Tabel 7.2 Hasil Pengamatan Tegangan Sumber No
Percobaan
E1
E2
1
I
... volt
... volt
2
II
... volt
... volt
3
III
... volt
... volt
3. Merangkai alat dan bahan seperti skema di atas
4. Jika rangkaian sudah benar, tekan tombol ON pada kedua power supply 5. Mengukur kuat arus pada I 1, I 2 , dan I 3untuk E1 = 12 V dan E 2 = 9 V 6. Mengukur kuat arus pada I 1, I 2 , dan I 3 untuk E1 = 12 V dan E 2 = 6 V 7. Mengukur kuat arus pada I 1, I 2 , dan I 3 untuk E1 = 9 V dan E 2 = 6 V 8. Dengan menggunakan voltmeter, ukur tegangan pada R 1, R 2, dan R 3 9. Mencatat hasil pengukuran pada data pengamatan Tabel 7.3 Hasil Pengamatan Kuat Arus No
Percobaan
I 1
I 2
I 3
1
I
... ampere
... ampere
... ampere
2
II
... ampere
... ampere
... ampere
3
III
... ampere
... ampere
... ampere
Tabel 7.4 Hasil Pengamatan Tegangan tiap Resistor No
Percobaan
R 1
R 2
R 3
1
I
... volt
... volt
... volt
2
II
... volt
... volt
... volt
3
III
... volt
... volt
... volt
Catatan :
- pada saat mengukur tegangan, alat ukur diparalelkan dengan rangkaian - pada saat mengukur arus, alat ukur diserikan dengan rangkaian -
saat menggunakan alat ukur, gunakan batas ukur yang paling besar t erlebih dahulu agar tidak merusak alat ukur tersebut.
H.
Tugas setelah percobaan
1. Bandingkan hukum kirchhoff yang diperoleh pada praktikum dengan yang diketahui pada teori! 2. Tuliskanlah contoh aplikasi hukum kirchhoff dalam kehidupan sehari-hari! 3. Berikan analisis dan kesimpulan dari percobaan tersebut ! Dan faktor-faktor apa yang memungkinkan perbedaan hasil pada percobaan ?
