Hukum Ohm Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas. Lompat ke: pandu arah , cari Punca voltan, V, menggerakkan arus elektrik, I , melalui perintang , R, ketiga-tiga kuantiti mematuhi Hukum Ohm: V = IR. Dalam litar elektrik , Hukum Ohm menyatakan bahawa arus elektrik , I yang mengalir malalui sesuatu pengalir antara dua titik yang lain adalah berkadar terus dengan beza keupayaan , V antara kedua-dua titik, serta berkadar songsang dengan rintangan , R antara kedua-dua titik. Secara matematik: Hukum ini dinamakan sempnea Georg Ohm , yang menunjukkan perubahan arus dan beza kepupayaan dalam litar elektrik ketika menggunakan dawai yang mempunyai panjang berbeza. Hukum ini sangat berguna dalam bidang kejuruteraan elektrik dan elektronik kerana menunjukkan hubungan arus, voltan dan rintangan pada tahap makroskopik, iaitu sebagai unsur dalam litar elektrik . Pada tahap mikroskopik, ahli fizik menggunakan persamaan vektor lain yang berhubung kait dengan Hukum Ohm. Fizik[sunting ] Ahli fizik sering menggunakan Hukum Ohm bentuk kontinuum: di mana J ialah kemampatan arus (iaitu arus per unit luas), ialah σ konduktiviti , dan E ialah medan elektrik . Beza keupayaan ditakrifkan sebagai
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Hukum OhmDaripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.Lompat ke: pandu arah, cari
Punca voltan, V, menggerakkan arus elektrik, I , melalui perintang, R, ketiga-tiga kuantiti mematuhi Hukum Ohm: V = IR.
Dalam litar elektrik, Hukum Ohm menyatakan bahawa arus elektrik, I yang mengalir malalui sesuatu pengalir antara dua titik yang lain adalah berkadar terus dengan beza keupayaan, V antara kedua-dua titik, serta berkadar songsang dengan rintangan, R antara kedua-dua titik. Secara matematik:
Hukum ini dinamakan sempnea Georg Ohm, yang menunjukkan perubahan arus dan beza kepupayaan dalam litar elektrik ketika menggunakan dawai yang mempunyai panjang berbeza.
Hukum ini sangat berguna dalam bidang kejuruteraan elektrik dan elektronik kerana menunjukkan hubungan arus, voltan dan rintangan pada tahap makroskopik, iaitu sebagai unsur dalam litar elektrik. Pada tahap mikroskopik, ahli fizik menggunakan persamaan vektor lain yang berhubung kait dengan Hukum Ohm.
Fizik[sunting]
Ahli fizik sering menggunakan Hukum Ohm bentuk kontinuum:
di mana J ialah kemampatan arus (iaitu arus per unit luas), σ ialah konduktiviti, dan E ialah medan elektrik.
Hukum Kirchhoff Di dalam rangkaian listrik (terdiri dari sumber tegangan dan komponen-komponen), maka akan berlaku Hukum-hukum kirchhoff. Hukum ini terdiri dari hukum kirchhoff tegangan (Kirchhoff voltage law atau KVL) dan hukum Kirchhoff arus (Kirchhoff Current Law atau KCL). Hukum Kirchhoff Tegangan Hukum ini menyebutkan bahwa di dalam suatu lup tertutup maka jumlah sumber tegangan serta tegangan jatuh adalah nol.
Gambar 1. Contoh suatu ikal tertutup dari rangkaian listrik
Seperti diperlihatkan dalam Gambar 1 di atas, rangkaian ini terdiri dari sumber tegangan dan empat buah komponen. Jika sumber tegangan dijumlah dengan tegangan jatuh pada keempat komponen, maka hasilnya adalah nol, seperti ditunjukan oleh persamaan berikut.
Hukum Kirchhoff Arus Hukum Kirchhoff arus menyebutkan bahwa dalam suatu simpul percabangan, maka jumlah arus listrik yang menuju simpul percabangan dan yang meninggalkan percabangan adalah nol.
Gambar 2. Percabangan arus listrik dalam suatu simpul
Gambar 2 adalah contoh percabangan arus listrik dalam suatu simpul. Dalam Gambar 2, terdapat tiga komponen arus yang menuju simpul dan tiga komponen arus yang meninggalkan simpul. Jika keenam komponen arus ini dijumlahkan maka hasilnya adalah nol, seperti diperlihatkan dalam persamaan berikut.
Gustaf Robert Kirchoff adalah seorang fisikawan jerman yang berkontribusi pada pemahaman konsep dasar teori rangkaian listrik, spektroskopi, dan emisi radiasi benda hitam yang dihasilkan oleh benda-benda yang dipanaskan. Dalam kelistrikan, sumbangan utamanya adalah dua hukum dasar rangkaian, yang kita kenal sekarang dengan Hukum I dan Hukum II Kirchoff. Kedua hukum dasar rangkaian ini sangat bermanfaat untuk menganalisis rangkaian-rangkaian listrik majemuk yang cukup rumit. Akan tetapi sebagian orang menyebut kedua hukum ini dengan Aturan Kirchoff, karena dia terlahir dari hukum-hukum dasar yang sudah ada sebelumnya, yaitu hukum kekekalan energi dan hukum kekekalan muatan listrik.
Hukum I Kirchoff
Hukum I Kirchoff merupakan hukum kekekalan muatan listrik yang menyatakan bahwa jumlah muatan listrik yang ada pada sebuah sistem tertutup adalah tetap. Hal ini berarti dalam suatu rangkaian bercabang, jumlah kuat arus listrik yang masuk pada suatu percabangan sama dengan jumlah kuat arus listrik yang ke luar percabangan itu. Untuk lebih jelasnya tentang Hukum I Kirchoff, perhatikanlah rangkaian berikut ini
Hukum II Kirchoff
Hukum II Kirchoff adalah hukum kekekalan energi yang diterapkan dalam suatu rangkaian tertutup. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah aljabar dari GGL (Gaya Gerak Listrik) sumber beda potensial dalam sebuah rangkaian tertutup (loop) sma dengan nol. Secara matematis, Hukum II Kirchoff ini dirumuskan dengan persamaan
Di mana V adalah beda potensial komponen komponen dalam rangkaian (kecuali sumber ggl) dan E adalah ggl sumber. Untuk lebih jelasnya mengenai Hukum II Kirchoff, perhatikanlah sebuah rangkaian tertutup sederhana berikut ini
Dari rangkaian sederhana di atas, maka akan berlaku persamaan berikut (anggap arah loop searah arah arus)I . R + I . r - E = 0..............1)E = I (R + r)I = E/(R + r) Persamaan 1 dapat ditulis dalam bentuk lain seperti berikutI . R = E - I . rDi mana I . R adalah beda potensial pada komponen resistor R, yang juga sering disebut dengan tegangan jepit
HUKUM KIRCHOFFHukum Kirchoff secara keseluruhan ada 2, dalam sub ini akan dibahas tentang hukum kirchoff 2. Hukum Kirchoff 2 dipakai untuk menentukan kuat arus yang mengalir pada rangkaian bercabang dalam keadaan tertutup (saklar dalam keadaan tertutup).Perhatikan gambar berikut!Hukum Kirchoff 2 berbunyi : ” Dalam rangkaian tertutup, Jumlah aljabbar GGL (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol”. Maksud dari jumlah penurunan potensial sama dengan nol adalah tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut, atau dalam arti semua energi listrik bisa digunakan atau diserap.
Dari gambar diatas kuat arus yang mengalir dapat ditentukan dengan menggunakan beberapa aturan sebagai berikut :
Tentukan arah putaran arusnya untuk masing-masing loop. Arus yang searah dengan arah perumpamaan dianggap positif. Arus yang mengalir dari kutub negatif ke kutup positif di dalam elemen dianggap positif. Pada loop dari satu titik cabang ke titik cabang berikutnya kuat arusnya sama. Jika hasil perhitungan kuat arus positif maka arah perumpamaannya benar, bila negatif
berarti arah arus berlawanan dengan arah pada perumpamaan.
Latihan soal :Masih dari gambar di atas bila diketahui :
Setelah menyelesaikan percobaan Hukum Kirchoff ini diharapkan para peserta praktikum Fisika Dasar dapat: 1. Memahami hukum kirchoff tentang arus dan tegangan listrik
2. Menerapkan keguanaan hukum kirchoff pada rangkaian listrik sederhana
3. Mengukur besarnya arus dan tegangan listrik pada suatu rangkaian listrik DC sederhana
II. TEORI
Robert Gustav Kirchoff merupakan penemu Hukum Kirchoff I yang dikenal dengan Kirchoff’s Current Law (KCL) dan Hukum Kirchoff II yang dikenal dengan Kirchoff’s Voltages Law (KVL). Diamana Gustav Kirchoff menyatakan bahwa “jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut” yang pernyataan ini dekenal dengan bunyi Hukum Kirchoff I. Gustav Kirchoff juga menyatakan bahwa “Didalam suatu rangkaian tertutup jumlah aljabar gaya gerak listrik dengan penurunan tegangan sama dengan nol” yang kemudian dikenal sebagai Hukum Kirchoff II. Adapun Hukum Kirchoff I, dapat digambarkan sebagai berikut: Gambar 2. Hukum Kirchoff 1 Secara matematis, gambar disamping dapat dituliskan sebagai berikut: Σ𝐼𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘=Σ𝐼𝑘𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟 𝐼1+𝐼2=𝐼3+𝐼4+𝐼5 Hukum Kircoff II secara matematis dapat ditulis sebagai berikut: Σ𝜀+Σ𝐼𝑅=0 Pada penggunaan hukum Kirhoff II pada rangkaian tertutup (loop) terdapat beberapa aturan penting, yaitu: Pilih loop untuk masing-masing lintasan tertutup dengan arah tertentu Kuat arus bertanda positif (+) jika searah dengan loop dan bertanda negatif (-) jika berlawanan dengan arah loop Ketika mengikuti arah loop, kutub positif sumbertegangan dijumpai lebih dahulu maka ε bertanda positif (+) dan sebaliknya.
Gambar 3. Rangkaian satu loop Gambar 4. Rangkaian dua loop (Sears, 2002) Dalam rangkaian dengan satu loop, kuat arus yang mengalir adalah sama yaitu sebesar I. Dimana apabila pada rangkaian seperti yang ditunjukkan oleh gambar 3 dibuat loop a-b-c-d-a, maka sesuai hukum Kirchoff I dapat ditulis: Σ𝜀+Σ𝐼𝑅=0 𝜀2−𝜀1+𝐼 𝑅4+𝑟2+𝑅3+𝑟1 =0 Selain itu, ada pula rangkaian yang memiliki dua loop atau lebih, dimana prinsipnya sama dengan satu loop, teteapi harus diperhatikan kuat arus pada setiap percobaannya. Dimana jika dua loop maka dapat diselesaikan dengan cara berikut berdasarkan gambar 4: Hukum Kirchoff I: 𝐼1+𝐼2=𝐼 Loop I: 𝜀1+𝐼𝑟1+𝐼𝑅1+𝐼1𝑅2=0 𝜀1+𝐼 𝑟1+𝑅1 +𝐼1𝑅2=0 Loop II: 𝜀2+𝐼2𝑟2−𝐼1𝑅2+𝐼2𝑅3=0 𝜀2−𝐼1𝑅2+𝐼2 𝑟2+𝑅3 =0 Terdapat berbagai macam alat ukur listrik yaitu amperemeter yang merupakan suatu alat untuk mengukur kuat arus listrik yang melalui suatu rangkaian listrik dan voltmeter yang merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang melalui suatu rangkaian listrik dan voltmeter yang merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik pada suatu rangkaian listrik. Amperemeter harus dipasang secara seri dengan bagian rangkaian atau komponen listrik yang akan diukur kuat arusnya, sedangkan voltmeter harus dipasang paralel dengan bagian rangkaian atau komponen listrik yang akan diukur tegannya. (Halliday dan Resnick, 1991)
III. PERALATAN
Alat – alat yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah: 1) Baseboard (papan rangkaian)
2) Ampere-meter/multimeter
3) Volt-meter/multimeter
4) Sumber tegangan arus searah variable (0 – 15 volt)
5) Beberapa tahanan karbon
6) Kabel penghubung secukupnya
IV. METODE PERCOBAAN
A. Hukum Kirchoff tentang tegangan
B V1 B V2 Gambar 1. Rangkaian untuk eksperimen KVL B V3 1. Rangkailah tiga buah tahanan secara seri seperti pada gambar 1.
2. Tetapkan harga sumber tegangan E.Ukurlah beda tegangan pada kutub – kutub R1, R2, dan R3
sebagai V1, V2, dan V3
3. Lakukan percobaan untuk tegangan sumber yang berbeda – beda, yaitu dengan mengatur sumber tegangan pada: 0V, 2V, 4V, 6V, 8V, 10V, dan 12V
4. Catatlah E, V1, V2 dan V3 untuk masing – masing pengukuran
B. Hukum Kirchoff tentang arus
Gambar 2. Rangkaian untuk KCL 1. Rangkailah tiga buah tahanan secara paralel seperti pada gambar 2
2. Tetapkan harga sumber tegangan E.Ukurlah beda tegangan pada kutub – kutub R1, R2, dan R3
sebagai I1, I2, dan I3
3. Lakukan percobaan untuk tegangan sumber yang berbeda – beda, yaitu dengan mengatur sumber tegangan pada: 0V, 2V, 4V, 6V, 8V, 10V, dan 12V
4. Catatlah E, I1, I2 dan I3 untuk masing – masing pengukuran
V. CONTOH DATA PENGUKURAN
A. Untuk KVL V (Volt) V1 (R = …… KΩ) V2 (R = …… KΩ) V3 (R = …… KΩ) 0 2 4 6 8 10 12