Chino - Lab. Teknik Elektro Menengah

PRAKTIKUM
DASAR TEKNIK ELEKTRO
Halaman
9
UNIT II
HUKUM KIRCHHOFF
I.
TUJUAN PERCOBAAN
1. Untuk membuktikan bahwa jumlah aljabar arus yang masuk pada titik percabangan sama dengan jumlah
arus yang meninggalkan titik percabangan.
2. Untuk membuktikan bahwa jumlah aljabar seluruh tegangan yang mengelilingi sebuah kalang tertutup
(loop) dalam suatu rangkaian sama dengan nol.
3. Untuk membandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan teori.
II.
1.
2.
3.
4.
ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN
Modul Rangkaian Unit II
Catu Daya
Kabel penghubung
Multimeter
III.
TEORI SINGKAT
A. HUKUM KIRCHHOFF ARUS
Hukum Kirchhoff Arus ( Kirchhoff‘s Current Law, KCL ) menyatakan bahwa jumlah aljabar arus
yang masuk atau menuju pada sebuah titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar atau
meninggalkan titik percabangan tersebut. Dalam bentuk persamaan :

I masuk 
I1 6A

I keluar
(2.1)
I2 2A
a
I3 4A
Gambar 2.1. Pendemonstrasian Hukum Kirchhoff Arus
Pada Gambar (2.1) adalah salah satu contoh sederhana dari penggunaan Hukum Kirchhoff Arus.
Apabila kita lihat titik percabangan sebagai titik a , maka besar arus yang masuk ke titik a sama dengan besar
arus yang keluar dari titik a. Dan bila dijabarkan, adalah sebagai berikut :
Jumlah arus yang masuk
I1
6A
6A
= Jumlah arus yang keluar
 I 2  I3
 2A  4A
 6A
(cocok)
B. ATURAN PEMBAGI ARUS
Seperti yang diharapkan dari namanya, aturan pembagi arus (current divider rule,CDR) akan
menentukan bagaimana arus yang memasuki sekumpulan cabang sejajar akan terbagi antara elemen.
Untuk elemen sejajar yang harganya sama, maka arus akan dibagi sama besar. Untuk elemen sejajar
dengan harga yang berbeda, semakin kecil hambatan akan semakin besar arus masukan yang lewat.
Laboratorium Teknik Elektro -- 005
PRAKTIKUM
DASAR TEKNIK ELEKTRO
Halaman
10
Aturan pembagi arus akan diturunkan melalui penggunaan jaringan yang mewakili pada Gambar
(2.2). Arus masukan I sama dengan V
, dimana RT adalah hambatan total cabang sejajar.
RT
Dengan penggantian V  I X . RX kedalam persamaan diatas, dimana IX menunjukkan arus yang
melalui sebuah cabang sejajar yang memiliki hambatan RX, maka kita punya persamaan
V
I X RX
I 

RT
RT
I
+
V
RT
I1
I2
R1
I3
R2
IN
R3
RN
_
Gambar 2.2
IX
Dan

RT
. I
RX
(2.2)
yang merupakan bentuk umum aturan pembagi arus. Dengan kata lain, arus yang melalui sembarang cabang
sejajar sama dengan perkalian antara hambatan total cabang sejajar dan arus masukan dibagi dengan
hambatan cabang yang mana arus yang melaluinya akan ditentukan.
RT
. I
R1
RT
I2 
. I
R2
I1 
Untuk arus I1,
Dan untuk I2,
Dan seterusnya.
C. HUKUM KIRCHHOFF TEGANGAN
Hukum Kirchhoff Tegangan ( Kirchhoff‘s Voltage Law, KVL ) menyatakan bahwa jumlah aljabar
potensial yang naik dan yang turun pada sebuah kalang tertutup ( loop ) sama dengan nol.
Dalam bentuk persamaan :
(2.3)
 V ( naik dan turun)  0
R1
I
+ V _
1
VS
R2
R3
+
V2
_
_ V +
3
Gambar 2.3
Laboratorium Teknik Elektro -- 005
PRAKTIKUM
DASAR TEKNIK ELEKTRO
Halaman
11
Rangkaian pada Gambar (2.3) diatas merupakan satu kalang tertutup (loop), yang mana dengan
penggunaan Hukum Kirchhoff Tegangan, tegangan pada loop tersebut sama dengan nol, dimana tegangan
sumber adalah tegangan (potensial) yang naik dan tegangan beban adalah potensial yang turun.
Dengan penjabaran adalah sebagai berikut :
Jumlah tegangan naik dan turun = nol
VS  V1  V2  V3
VS - V1  V2  V3  0
D. ATURAN PEMBAGI TEGANGAN
Dengan aturan pembagi tegangan, memungkinkan penentuan tegangan pada suatu elemen tanpa
harus memperoleh atau mencari arus terlebih dahulu. Dengan menganalisis jaringan pada Gambar (2.4),
maka dapat diperoleh,
R1
+
V1
_
R2
+
V2
_
I
RT
VS
Gambar 2.4
Hambatan totalnya adalah RT
 R1  R2 , yang akan menghasilkan I 
E
RT
dan
 E 
R1 . E
 R1 
V1  I R1  
RT
 RT 
 E 
R2 . E
 R2 
V2  I R2  
RT
 RT 
Dengan menggantikan persamaan diatas dengan persamaan umum adalah :
VX

RX . E
RT
(2.4)
dimana VX adalah tegangan yang melintas RX, E adalah tegangan yang digunakan pada elemen seri, dan RT
adalah hambatan total seri.
Dengan kata lain, aturan pembagi tegangan menyatakan bahwa tegangan pada sebuah tahanan dalam
rangkaian seri adalah sama dengan harga tahanan tersebut dikalikan dengan tegangan total yang digunakan
pada elemen seri dibagi dengan hambatan total elemen seri.
Laboratorium Teknik Elektro -- 005
PRAKTIKUM
DASAR TEKNIK ELEKTRO
Halaman
12
DATA PENGAMATAN UNIT II
HUKUM KIRCHHOFF
A. Hukum Kirchhoff Arus
A
IS
I1
R1
470
1K
VS
B
20Volt
I4
R4
C
R2
I2 R 3
I3 R5
I5 R6
I6 R7
2K2
8K2
3K3
5K6
10K
I7
1. Gunakan multimeter, ukur nilai resistansi dari resistor-resistor yang digunakan pada percobaan
yang akan diujikan.
Resistor
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
Tertulis
470
2K2
8K2
1K
3K3
5K6
10K
Terukur
2. Rangkai rangkaian uji diatas, lalu ukur nilai resistansi total RT, nilai tegangan sumber VS dan
nilai arus awal IS.
RT [Ohm]
VS [Volt]
IS [Ampere]
3. Kemudian ukur tegangan dan arus pada masing-masing resistor (perhatikan probe merah dan
hitam multimeter pada resistor yang diukur).
Laboratorium Teknik Elektro -- 005
PRAKTIKUM
DASAR TEKNIK ELEKTRO
Halaman
13
VR1 [Volt]
VR2 [Volt]
VR3 [Volt]
VR4 [Volt]
VR5 [Volt]
VR6 [Volt]
VR7 [Volt]
IR1 [Amp]
IR2 [Amp]
IR3 [Amp]
IR4 [Amp]
IR5 [Amp]
IR6 [Amp]
IR7 [Amp]
4. Dengan menggunakan data pengukuran diatas, lengkapi tabel berikut :
Titik Cabang
I masuk
I keluar
IS
I1 + I4
A
B
C
Laboratorium Teknik Elektro -- 005
PRAKTIKUM
DASAR TEKNIK ELEKTRO
Halaman
14
B. Hukum Kirchhoff Tegangan
R1 _
+
+
470
VS1
I
20Volt
R3 _
R5 _
+
5K6
+
R2
_
3K3
II
1K
+
R4
_
VS2
2K2
III
12Volt
1. Gunakan multimeter, ukur nilai resistansi dari resistor-resistor yang digunakan pada percobaan
yang akan diujikan.
Resistor
R1
R2
R3
R4
R5
Tertulis
470
3K3
5K6
2K2
1K
Terukur
2. Rangkai rangkaian uji diatas, lalu atur dan ukur nilai tegangan sumber VS1 dan VS2.
VS1 [Volt]
VS2 [Volt]
3. Kemudian ukur tegangan dan arus pada masing-masing resistor (untuk tegangan, perhatikan
probe merah pada bagian (+) dan hitam pada bagian (-) pada resistor yang diukur).
VR1 [Volt]
VR2 [Volt]
VR3 [Volt]
VR4 [Volt]
VR5 [Volt]
IR1 [Amp]
IR2 [Amp]
IR3 [Amp]
IR4 [Amp]
IR5 [Amp]
Laboratorium Teknik Elektro -- 005
PRAKTIKUM
DASAR TEKNIK ELEKTRO
Halaman
15
4. Dengan menggunakan data pengukuran diatas, lengkapi tabel berikut :
Loop
V naik
V turun
VS1
VR1 + VR2
I
II
III
Data Pengamatan Unit 2 Hukum Kirchhoff
Nama / NPM
Paraf Asisten
Rekan Kerja
Shift
(
)
Laboratorium Teknik Elektro -- 005