HUKUM-HUKUM RANGKAIAN

Hukum Kirchoff 1 Jumlah aljabar keseluruhan arus yang menuju titik percabangana adalah nol. Titik percabangan adalah titik pertemuan tiga atau lebih arus ke- atau dari unsur rangkaian atau sumber tegangan. Dalam hukum ini, dipakai suatu perjanjian bahwa arus yang menuju titik percabangan ditulis dengan tanda positif dan arus yang tidak menuju (meninggalkan titik percabangan ditulis dengan tanda negatif).

lanjutan... I1 + I2 + I4 = I3, atau I1 + I2 – I3 + I4 = 0

Hukum Kirchoff 2 Jumlah aljabar keseluruhan penurunan tegangan (voltage drops) dalam suatu rangkaian tertutup (loop) yang dibaca satu arah tertentu sama dengan nol.

lanjutan... Yang dimaksud dengan penurunan tegangan dalam hukum tersebut dalam hubunganya dengan satu arah tertentu adalah sebagai berikut

lanjutan... a.Untuk unsur tahanan Apabila tegangan dibaca dari + ke -, dengan arah baca yang sama dengan arah arus I yang mengalir, maka harga V=RI adalah penurunan tegangan. Untuk memahaminya beri tanda positif (+) pada V dan beri tanda positif (+) pada RI. Sedangkan apabila pembacaan tegangan berlawanan dengan arah arus berilah tanda (-) V atau (-)RI.

lanjutan... b. Untuk sumber tegangan Bila arah baca dari a ke b, maka adalah suatu penurun tegangan berilah tanda positif pada V. Atau dengan kata lain, apabila menuruti arah baca + dari sumber tegangan, tulis V positif. Sebalik jika pembacaan dari kutub – sumber tegangan maka V ditulis dengan tanda negatif.

Elemen-Elemen Rangkaian Seri Tiga elemen rangkaian pasif yang terhubung seri mempunyai arus yang sama. Tegangan pada elemen-elemen adalah v1, v2 dan v3. Tegangan total v adalah jumlah masing-masing tegangan v= v1+v2+v3. - Kalau resistansi maka: v = iR1 + iR2 +iR3....

Elemen-Elemen Rangkaian Paralel Untuk tiga elemen rangkaian yang dihubungkan secara paralel, KCL menyatakan bahwa arus i yang masuk simpul utama adalah jumlah dari ketiga arus yang meninggalkan simpul lewat cabang-cabangnya : i= i₁ + i₂ + i₃ Jika ketiga elemen rangkaian pasif ini adalah resistansi, i= V/R₁ + V/R₂ + V/R₃ = (1/Rek) V

Pembagi Tegangan Seperangkat resistor terhubung seri seperti gambar dibawah, disebut sebagai pembagi tegangan. + v - i + v -

Pembagi Arus Untuk membagi arus, maka susunan resistor dipasang paralel, kebalikan dari rangkaian pembagi tegangan.

Contoh-contoh Soal 1. Hitunglah tahanan pengganti Rpengganti untuk seluruh rangkaian dan arus bagian I1 dan I2 pada rangkaian berikut ini.

Lanjutan... Jawab: Rangkaian parallel Rangkaian pengganti 1

lanjutan... Rangkaian seri Rangkaian pengganti 2 Rpengganti = R3 + R1,2 ; Rpengganti = 10  + 4  =14  Arus total

lanjutan... Arus I menyebabkan terjadinya tegangan jatuh pada R3 Dengan begitu maka sisanya untuk rangkaian parallel R1,2 Rangkaian Pengganti 1

Sekarang dengan tegangan jatuh U1 yang sudah diketahui dan tahanan R1 dan R2 yang ada, maka arus bagian I1 dan I2 dapat dihitung dengan hukum ohm.  

lanjutan... Untuk diperhatikan: “ Suatu rangkaian seri yang berisi/mengandung rangkaian parallel, maka pertama-tama dihitung dahulu rangkaian parallelnya”.

lanjutan contoh... 2. Tiga tahanan terhubung seperti pada gambar Tentukan tahanan pengganti, arus bagian dan tegangan bagian !

Jawab: Rangkaian seri R1,2 = R1 + R2 ; R1,2 = 20  + 40  = 60  Rangkaian pengganti 1

Rangkaian parallel Rangkaian pengganti 2

Arus total Pada tahanan R3 terdapat tegangan jatuh U = 12 V, demikian pula pada tahanan bersama R1 dan R2 . Dengan demikian dapat ditentukan:

Arus I1 menyebabkan terjadinya tegangan jatuh pada R1 : Pada tahanan R2 :

lanjutan... Untuk diperhatikan: Suatu rangkaian parallel yang berisi/mengandung rangkaian seri, maka pertama-tama dihitung dahulu rangkaian serinya.