Hukum Kirchoff ditemukan oleh Gustav Robert Kirchoff yang merupakan ahli fisika asal Jerman. Kirchoff menjelaskan hukumnya ke dalam dua bagian yaitu Hukum I Kirchoff dan Hukum II Kirchoff. Hukum ini pada dasarnya menjelaskan rangkaian sederhana yang terdiri dari lampu, baterai dan saklar yang terhubung satu sama lain. Saat sakelar dalam keadaan terbuka, arus listrik belum mengalir dan lampu tetap padam. Saat sakelar dalam keadaan disambungkan, arus listrik akan mengalir dari kutub positif ke kutub negatif baterai sehingga lampu akan menyala.
Agar lebih jelas,yuk kita simak penjelasan Hukum I dan II Kirchoff berikut
a. Hukum I Kirchhoff
Dalam alirannya, arus listrik juga mengalami cabang–cabang. Ketika arus listrik melalui percabangan tersebut, arus listrik terbagi pada setiap percabangan dan besarnya tergantung ada tidaknya hambatan pada cabang tersebut. Bila hambatan pada cabang tersebut besar maka akibatnya arus listrik yang melalui cabang tersebut juga mengecil dan sebaliknya bila pada cabang, hambatannya kecil maka arus listrik yang melalui cabang tersebut arus listriknya besar.
Hukum I Kirchoff berbunyi:
- Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik simpul sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik simpul tersebut.
- Hukum I Kirchhoff tersebut sebenarnya tidak lain sebutannya dengan hukum kekekalan muatan listrik.
- Hukum I Kirchhoff secara matematis dapat dituliskan sebagai:
“Arus yang masuk padatitik percabangan sama dengan kuat arus yang keluar pada titik percabangantersebut.”
\sum l_{masuk} \sum l_{keluar} b. Hukum II Kirchoff
Pemakaian Hukum II Kirchhoff pada rangkaian tertutup yaitu karena ada rangkaian yang tidak dapat disederhanakan menggunakan kombinasi seri dan paralel. Umumnya ini terjadi jika dua atau lebih ggl di dalam rangkaian yang dihubungkan dengan cara rumit sehingga penyederhanaan rangkaian seperti ini memerlukan teknik khusus untuk dapat menjelaskan atau mengoperasikan rangkaian tersebut.
Jadi Hukum II Kirchhoff merupakan solusi bagi rangkaian–rangkaian tersebut yang berbunyi:
Di dalam sebuah rangkaian tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik (ε) dengan penurunan tegangan (IR) sama dengan nol.
Hukum Kirchoff II dirumuskan sebagai berikut:
\Sigma \varepsilon + \Sigma IR=0 Ketentuan :
a. Semua hambatan (R) dihitung positif.
b. Pada arah perjalanan atau penelusuran rangkaian tertutup (loop), jika sumber arus berawal dari kutub negatif ke kutub positif atau bertemu dengan kutub positif sumber tegangan, maka gglnya dihitung positif. Jika sebaliknya dari kutub positif ke kutub negatif atau bertemu dengan kutub negatif sumber tegangan, maka ggl nya dihitung negatif.
c. Arus yang searah dengan penelusuran loop dihitung positif, sedang yang berlawanan dengan arah penelusuran dihitung negatif.
d. Jika hasil akhir perhitungan kuat arus bernilai negatif, maka kuat arus yang sebenarnya merupakan kebalikan dari arah yang ditetapkan.
Contoh Soal
1. Pada rangkaian listrik berikut, tentukan besar kuatarus listrik (i) yang mengalir!
Pembahasan :
Berdasarkan soal tersebut hambatan sebesar 5Ω dan 2Ω disusun secara seri sehingga dihasilkan sebagai berikut.
R_s=5 \Omega + 2 \Omega =7 \Omega \frac{1}{R_p} = \frac{1}{18} + \frac{1}{18} = \frac{1}{9} = \frac{1}{6 \Omega } \leftrightarrow R_p=9 \Omega
Dalam menentukan arus yang mengalir pada rangkaian dapat digunakan dengan persamaanhukum II Khirchoff