Kunci Jawaban soal Kirchoff


1.      Perhatikan tanda panah pada gambar!
Arus listrik yang masuk ke titik cabang adalah 5 Ampere, 3 Ampere dan 2 Ampere, sedangkan arus listrik yang keluar dari titik cabang adalah I dan 7 Ampere.
Terapkan hukum I Kirchhoff :
5 A + 3 A + 2 A = I+ 7 A
10 A = I + 7 A
I = 10 A – 7 A
I = 3 Ampere
Jawaban yang benar adalah A.

2.      Diketahui :
I1 = 6 Ampere
I2 = 13 Ampere
I3 = 8 Ampere
I5 = 5 Ampere

Ditanya : I4 = …. ?

Jawab :
Hukum I Kirchhoff :
Arus Total yang masuk melalui suatu titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan arus total yang keluar dari titik percabangan tersebut
Perhatikan tanda panah pada gambar!
Arus listrik yang masuk ke titik cabang adalah I1, I3, I4 dan arus listrik yang keluar dari titik cabang adalah I2 dan I5.
Terapkan hukum I Kirchhoff :
I1 + I3 + I4 = I2 + I5
6 A + 8 A + I4 = 13 A + 5 A
14 A + I4 = 18 A
I4 = 18 A – 14 A
I4 = 4 Ampere
Jawaban yang benar adalah D.


3.      Diketahui :
I1 = 25 A,
I2 = 8 A,
I3 = 5A,
I4 = 6 A

Ditanyakan: I5 = … ?

Jawab :
ΣI masuk = ΣI keluar
I1  =  I2 + I3 + I4 + I5
25 = 8 + 5 + 6 + I5
I5 = 25 – 19
I5 = 6A

4.      Dipilih loop acdb, dengan arah dari a – c – d – b – a. Dengan menetapkan hukum II Kirchhoff: Σε + Σ(IR) = 0  dan memperhatikan aturan yang disepakati tentang tanda-tandanya, sehingga diperoleh:
– ε+ I R+ I R+ ε+ I R= 0 atau
– ε– ε+ I(R+ R+ R3) = 0 atau
I = (-ε1 + ε2) / (R1+R2+R3) = (-6 + 12 ) / (2 + 6 + 4) = 0,5 A

5.      Jika kita pilih x merupakan hasil kali semua resistor (x = 3 x 6 x 9 =162 )
maka :
 
 
6.      Karena disusun paralel, maka masing masing resistor akan dilewati tegangan yang sam besarnya yaitu 12V. Kuat arus I yang melewati R1 ; dan I2 yang melewati R2 dapat diperoleh, yaitu :
7.      Karena seri, maka masing masing resistor akan dilewati arus yang sama besarnya yaitu 5A
8.      Kombinasi 3 resistor agar memiliki hambatan terbesar adalah disusun seri. Nilai hambatan itu adalah  R=3(2Ω) = 6Ω
9.      Hambatan jika disusun seri
Rek = 3 + 3 + 3 = 9Ω
Jika disusun paralel maka  =  +  +  =  = 1Ω
10.  Sesuai dengan hukum 1 Kirchoff, maka jumlah arus yang keluar percabangan = jumlah yang masuk percabangan, yaitu 9A
11.
 
Berdasarkan hukum I Kirchhoff maka diperoleh,
I1 + I3 = I2  => I1 = I2 - I3 . . . . . (1)
Berdasarkan hukum II Kirchhoff, untuk loop I maka diperoleh:
Ʃε + ƩIR = 0
-4 + (0,5+1+0,5)I1 + 6I2 = 0
-4 + 2I1 + 6I2 = 0
I1 + 3I2 = 2 . . . . . (2)
Berdasarkan hukum II Kirchhoff, untuk loop II maka diperoleh:
Ʃε + ƩIR = 0
-2 + (2,5 +0,5)I3 + 6I2 = 0
-2 + 3I3 + 6I2 = 0
3I3 + 6I2 = 2 . . . . . . (3)
Dengan mensubstitusikan persamaan (1) ke persamaan (2) maka akan diperoleh:
I1 + 3I2 = 2
- I3 + 4I2 = 2
I3 = 4I2 – 2 . . .  . (4)
Kemudian substitusikan persamaan (4) ke persamaan (3) maka diperoleh:
 3I3 + 6I2 = 2
3(4I2 – 2) + 6I2 = 2
12I2 – 6 + 6I2 = 2
18I2 = 8
I2 = 8/18
I2 = 4/9A
Berdasarkan hukum I Kirchhoff maka diperoleh,
I1 + I3 = I2  => I1 = I2 - I3 . . . . . (1)
Berdasarkan hukum II Kirchhoff, untuk loop I maka diperoleh:
Ʃε + ƩIR = 0
-4 + (0,5+1+0,5)I1 + 6I2 = 0
-4 + 2I1 + 6I2 = 0
I1 + 3I2 = 2 . . . . . (2)
Berdasarkan hukum II Kirchhoff, untuk loop II maka diperoleh:
Ʃε + ƩIR = 0
-2 + (2,5 +0,5)I3 + 6I2 = 0
-2 + 3I3 + 6I2 = 0
3I3 + 6I2 = 2 . . . . . . (3)
Dengan mensubstitusikan persamaan (1) ke persamaan (2) maka akan diperoleh:
I1 + 3I2 = 2
- I3 + 4I2 = 2
I3 = 4I2 – 2 . . .  . (4)
Kemudian substitusikan persamaan (4) ke persamaan (3) maka diperoleh:
 3I3 + 6I2 = 2
3(4I2 – 2) + 6I2 = 2
12I2 – 6 + 6I2 = 2
18I2 = 8
I2 = 8/18
I2 = 4/9A
 

12.      Σε + Σ(IR) = 0
        – ε1 – ε2 + I(R1 + R2 + R3 ) = 0
      (ε1 + ε2) / (R1+R2+R3)=I
      (12 + 6) / (2 + 6 + 4)=I
       1,5A = I
 
  
13. 
Σε + Σ(IR) = 0
       -20 – 5I -5I – 12 – 10I = 0
       -32 – 20I = 0
      -32 = 20I
     I = -32 / 20
    I = -1,6 Ampere
   



             


Sumber :
Kanginan Marthen, Seribu Pena FISIKA untuk SMA/MA Kelas X, Erlangga, Jakarta, 2007
http://teknikelektronika.com/pengertian-bunyi-hukum-kirchhoff-1-2/

Kanginan Marthen, Buku Pelajaran FISIKA SMA JILID 2B, Erlangga, Jakarta, 1991

Komentar