Karakteristik Rangkaian Listrik
Tujuan Pembelajaran
- Siswa mampu mengukur kuat arus listrik dan beda potensial pada rangkaian tertutup dengan benar
- Siswa mampu menyelidiki hubungan antara kuat arus dan beda potensial listrik dengan baik
- Siswa mampu menerapkan hukum ohm pada rangkaian seri dan dan paralel dengan baik
- Siswa mampu menentukan perbedaan hambatan beberapa jenis bahan konduktor dan isolator dengan benar
Hukum I Kirchhoff
Hukum I Kirchhoff membahas tentang pembagian arus saat melewati sebuah percabangan. Untuk memudahkan dalam memahami Hukum I Kirchhoff, aliran arus listrik pada rangkaian dapat dianalogikan dengan sebuah saluran air sederhana (Gambar 6).
Gambar 6. Analogi aliran listrik dengan saluran air
Pada Gambar 6, setelah air melewati saluran yang bercabang, arus air akan terbagi menjadi dua. Arus air pada percabangan lebih kecil dibandingkan dengan arus air sebelum melewati percabangan. Keadaan tersebut juga berlaku pada arus listrik. Setelah arus listrik memasuki percabangan, kuat arus listrik berkurang dan arus listrik terbagi menjadi dua. Bila kedua kuat arus listrik pada percabangan dijumlahkan, besarnya arus total sama dengan besarnya arus sebelum melewati percabangan. Untuk lebih memahami Hukum I Kirchhoff, lakukanlah kegiatan berikut.
Tujuan Percobaan:
Mengetahui kuat arus listrik yang masuk dan keluar melewati percabangan.
Cara Kerja:
-
Buatlah rangkaian listrik yang memiliki 2 cabang dengan 3
amperemeter dan disusun sesuai dengan Gambar 7 berikut.
Gambar 7. Rangkaian listrik dengan
amperemeter
- Ubahlah tegangan listrik pada baterai sesuai dengan data yang ada pada Tabel, kemudian masukkan hasil yang tertera pada tiap amperemeter ke dalam tabel.
Hasil Percobaan:
Tuliskan hasil pengamatan pada tabel berikut.
| No | Tegangan | Amperemeter A | Amperemeter B | Amperemeter C |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 10 volts | |||
| 2 | 15 volts | |||
| 3 | 25 volts | |||
| 4 | 40 volts |
Berdasarkan hasil pengamatan tersebut, cobalah untuk menjawab pertanyaan berikut!
-
Apakah besar arus amperemeter A lebih besar dibanding
amperemeter B dan C?
-
Cobalah jumlahkan hasil dari amperemeter B dan amperemeter
C! Apakah hasilnya sama dengan yang terdapat pada
amperemeter A?
Pada hasil pengamatan yang telah dilakukan, terlihat bahwa besar arus yang diukur oleh amperemeter A selalu sebanding dengan besar arus yang diukur oleh amperemeter B ditambah besar arus yang diukur oleh amperemeter C. Hal ini membuktikan bahwa arus listrik yang mengalir akan terbagi setelah melewati percabangan dan jumlah arus listrik yang melewati percabangan sama dengan arus mula-mula. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum I Kirchhoff.
$\sum_{}^{} I_{Masuk} = \sum_{}^{} I_{Keluar}$
Berapakah arus $I_{B}$ pada rangkaian berikut?
Penyelesaian:
Diketahui:
| $I_{A} = $ A |
| $I_{C} = $ A |
Jawab:
Sesuai dengan hukum I Kirchhoff, maka jumlah arus berlaku:
$\sum_{}^{} I_{Masuk} = \sum_{}^{} I_{Keluar}$
$I_{A} + I_{B} = I_{C}$
| $+ I_{B} =$ |
| $I_{B} =$ $-$ |
| $I_{B} =$ $A$ |
