MATA KULIAH KODE MK Dosen : FISIKA DASAR II : EL-22 : Dr. Budi Mulynti, MSi Pertemun ke-6 CAKUPAN MATERI. HUKUM SAMBUNGAN KIRCHOFF (HUKUM KIRCHOFF I) 2. HUKUM CABANG KIRCHOFF (HUKUM KIRCHOFF II) SUMBER-SUMBER:. Frederick Bueche & Dvid L. Wllch, Technicl Physics, 994, New York, John Wiley & Sons, Inc 2. Tipler, Fisik Untuk sins dn Teknik (terjemh oleh Bmbng Soegijono), Jkrt, Penerbit Erlngg, 99 3. Gncoli Dougls C, Fisik 2 (terjemh), 200, Penerbit Erlngg, Edisi 5. 4. Sers & Zemnsky, Fisik Untuk Universits 3 (Optik & Fisik Modern), 99, Jkrt-New York, Yysn Dn Buku Indonesi 5. Frederick J. Bueche, Seri Buku Schum Fisik, 989, Jkrt, Penerbit Erlngg 6. Hllidy & Resnick, Fisik 2, 990, Jkrt, Penerbit Erlngg 7. Sutrisno, Seri Fisik Dsr (Fisik Modern), 989, Bndung, Penerbit ITB ARUS SEARAH
3.. HUKUM SAMBUNGAN KIRCHOFF Hukum Kirchoff I: Pd setip smbungn, mk jumlh ljbr rus-rus hruslh nol. Cttn: Arus yng menuju smbungn + Arus yng meningglkn smbungn 3. 2. HUKUM CABANG KIRCHOFF (HUKUM KIRCHOFF II) ε = IR ε IR = 0 kren V > V b, ketik rus mellui (dri ke b) terdpt perubhn potensil sebsr: IR mbil titik sebgi referensi : teorem loop V IR + ε = teorem Loop V ε IR = 0 (hukum Kirchoff II) Hukum Kirchoff II: Jumlh perubhn potensil dlm sutu loop tertutup dlh nol. Jdi : Jik R dilintsi dlm rh rus, perubhn potensilny dlh (-IR) dn seblikny Jik ggl dilintsi dlm rh ggl (yitu - + ) mk perubhn potensilny + ε dn seblikny. Jik di dlm sumber (ggl) terdpt hmbtn dlm r. mislkn: r I R b Ambil b sebgi referensi :
V + ε IR Ir = V b b ε ε = I ( R + r) I = ( R + r) Ambil sebgi referensi : V + IR + ε Ir = V ε = I ( R + r) I ε = ( R + r) Untuk menghitung bed potensil Dri hokum Kirchoff II: V IR = V b V b = V V b Sehingg V V IR tu V b = IR b = Kren V > V b, mk bed potensilny hruslh positif. Dengn memsukkn hrg I V b = ε R r + R Contoh. Dengn teorem loop : ε IR IR IR 0 tu V b = IR 2 3 = Sehingg: I I = R ε + R2 + R3 Untuk mencri bed potensil V b : V b + ε Ir = V tu V ε + Ir = V b V V b = ε Ir V b = ε Ir Kesimpuln jik r 0 mk V b < ε r = 0 mk V b = ε Rngkin Listrik Bercbng
Untuk memudhkn bikn r dn r 2 Disini d 2 junction yitu b dn d, dn d 3 cbng, yitu: b d b c d b d () hitung rus di dlm cbng-cbng tersebut. Jwb : mbil rh rus I 4, I 2 dn I 3 sembrng. Ketig rus I, I 2, dn I 3 mengngkut mutn menuju / menjuhi smbungn d. mutn tidk menimbun di d dn jug tidk semu menglir kelur dri d. kren rmgkin dlm kedn lunk. Jdi mutn hrus dipindhkn dri smbungn oleh rus-rus dengn jumlh mutn perstun wktu yng sm seperti yng dibw ke smbungn tersebut. Jik rus yng menuju smbungn dimislkn (+) mk rus yng menjuhi smbungn (-), sehingg berlku : I + I 3 I 2 = 0 Hukum Kirchoff I (teorem smbungn) pd setip smbungn mk jumlh ljbr dri rus-rus hruslh nol. Jdi dsr untuk memechkn mslh : - Hukum kekekln energi - Hukum kekeln mutn Untuk ksus dits kit tentukn d 2 loop tertutup, kiri dn knn. Loop kiri. Mislny kit melintsi loop dlm rh berlwnn jrum jm - I R + I 3 R 3 + ε = 0 Loop knn. Dengn pemisln sm. - I 3 R 3 I 2 R 2 ε 2 = 0 Sekrng kit mempunyi 3 persmn :
I + I 3 I 2 = 0 -I R + I 3 R 3 + ε = 0 -I 3 R 3 I 2 R 2 ε 2 = 0 mislkn hrg hrg R = 8Ω, R 3 = 5Ω, R 2 = 2Ω, ε = 8V dn ε 2 = 0V dikethui mk hrg-hrg I 4, I 2 dn I 3 dpt ditentukn. Kesimpuln: Perubhn Potensil Bed potensil ntr kedu ujung hmbtn R yng diliri rus I dlh IR. Ujung hmbtn dimn rus msuk berpotensil lebih tinggi dri pd ujung linny. Arus listrik sellu menglir dri titik berpotensil tinggi ke titik berpotensil rendh. Setelh wktu tertentu, kedu ujung hmbtn memiliki potensil sm, sehingg rus berhenti menglir. Kutub positip sutu bteri sellu merupkn titik berpotensil tinggi, jik hmbtn dlm beteri rendh (tu dpt dibikn) dn tidk bergntung rh rus menglir. Dengn demikin, Hukum Kirchoff II: Jumlh perubhn potensil dlm sutu loop tertutup dlh nol. Jdi : Jik R dilintsi dlm rh rus, perubhn potensil IR dn seblikny Jik ggl dilintsi dlm rh ggl (- +) mk perubhn potensilny +ε dn seblikny Contoh 2: Dikethui: 2, Ω 4, 2 Ω 5 Ω
Hitung rus yng melewti! Jwb: misl dimbil rus serh jrum jm 0 0,25 Kren hsilny negtif, berrti rus menglir berlwnn rh jrum jm. Hitung bed potensil ntr dn b (V b )! tu 4 0,5 3,5 Hitung bed potensil ntr titik dn c (V c )! 2 0,25 2,25 Contoh 3: Du bteri mempunyi ggl yng sm dengn hmbtn dlm yng berbed r dn r 2 dihubungkn seri ke sebuh hmbtn lur R. Cri nili R gr bed potensil ntr terminl-terminl dri bteri yng pertm dlh nol. Jwb : Dri Teorem Loop: 0 2 2
0 2 pers = pers 2 2 2 Contoh 4. Du bol lmpu yng stu dengn hmbtn R, dn yng kedu dlh R 2. Bil R dn R 2 dihubungkn () prlel, (b) seri. [R 2 <R ] yng mnkh yng lebih terng. Jwb : ) Kren R 2 < R Mk P 2 > P, sehingg lmpu 2 lebih terng b) Kren R 2 < R Mk P 2 < P, sehingg lmpu lebih terng Contoh 5. Pd rngkin berikut ini:
Ditny : ) R ek b) rus-rus I, I 2, R 4, R 3 Jwb : 00 50 75 50 00 323 50 00 50 8 8,75 Ω ) Gmbr 3 6 0,05 8,75 b) Gmbr 2 60,0500
0,02 50 0,02 0,03 75 Contoh 6. Dri rngkin berikut berpkh besr V b jik sklr s terbuk?, dn berpkh I s jik sklr s tertutup? Jwb : Sklr s terbuk 9 9 2 4,5 Ω 9 Mk : 36 8 4,5 9 9 4 2 Sehingg : 844 36 36 2 43 46
2 rtiny V b > V 2 Jik sklr s ditutup: V = V b, sehingg tidk d rus. I s = 0 Sol : Perhtikn rngkin di bwh ini!. Jik sklr dibuk: V b = - 2 V (sm dengn contoh 5). 36 V 36 V 6 Ω I I 2 3 Ω 6 Ω I I 2 3 Ω 3 Ω 3 Ω 6 Ω 3 Ω 3 Ω b 6 Ω Jik sklr ditutup, berpkh rus I s? 2. Perhtikn rngkin berikut:
Jik dikethui 6 Ω dn 2 Ω sert 2. Tentukn:. & b. &