Hukum Kirchoff 2 (KVL)

Hukum Kirchoff 2 atau yang lebih dikenal sebagai Kirchoff’s Voltage Law (KVL), adalah salah satu prinsip dasar dalam analisis rangkaian listrik. Hukum ini membantu Anda untuk memahami bagaimana tegangan bekerja dalam suatu loop tertutup dan menjadi fondasi penting dalam bidang elektronika dan teknik elektro. Hukum Kirchoff 2 (KVL) menyatakan bahwa jumlah aljabar dari semua tegangan dalam suatu loop tertutup (closed loop) harus sama dengan nol. Dengan kata lain, energi yang diberikan oleh sumber tegangan (seperti baterai) akan sama dengan energi yang digunakan oleh komponen lain (seperti resistor) dalam loop tersebut. KVL ditemukan pada tahun 1845 oleh Gustav Robert Kirchoff, seorang fisikawan asal Jerman. Hukum ini sangat penting dalam menganalisis rangkaian listrik yang kompleks, terutama rangkaian dengan banyak sumber tegangan dan komponen. 

 

Mengapa KVL Penting?

 

- Membantu menghitung tegangan yang tidak diketahui dalam suatu rangkaian.  

- Digunakan untuk menganalisis rangkaian seri, paralel, dan kombinasi.  

- Dasar untuk memahami teorema rangkaian seperti Thevenin dan Norton.  

 

Bunyi dan Rumus Hukum Kirchoff 2

 

"Dalam suatu loop tertutup, jumlah aljabar dari tegangan (voltage drop) pada semua komponen sama dengan nol."  

Secara matematis, KVL dirumuskan sebagai:  

Dimana:  

- Vk = Tegangan pada komponen ke-$k$

- $n$ = Jumlah komponen dalam loop  

Interpretasi Rumus KVL

- Jika tegangan meningkat (seperti dari baterai), diberi tanda positif (+).  

- Jika tegangan turun (seperti pada resistor), diberi tanda negatif (-).  

Contoh Sederhana:

Sebagai contoh, sebuah loop terdiri dari baterai 12V dan resistor yang menyebabkan voltage drop sebesar 12V, maka:   

                                                        +12V−12V=0

 

Konsep Loop dan Arah Arus dalam KVL  

 

Loop adalah jalur tertutup dalam rangkaian listrik di mana tidak ada komponen yang dilewati lebih dari satu kali (kecuali titik awal dan akhir bertemu).  

Menentukan Arah Arus

- Arah arus diasumsikan mengalir dari potensial tinggi (+) ke rendah (-).  

- Jika arah loop searah dengan arus, voltage drop pada resistor bernilai negatif.  

- Jika arah loop berlawanan dengan arus, voltage drop bernilai positif.  

Contoh:

Dalam rangkaian sederhana dengan satu baterai dan resistor:  

1. Loop searah jarum jam:  

   - Baterai (+V)  

   - Resistor (-IR)  

   Maka: V−IR=0

 

Baca juga : Hukum Kirchoff 1 (KCL)

 

Penerapan KVL dalam Rangkaian Listrik  

 

KVL dapat digunakan untuk menganalisis berbagai jenis rangkaian, seperti:  

a. Rangkaian Seri

- Komponen terhubung secara berurutan.  

- Arus yang mengalir sama di semua titik.  

- Tegangan terbagi sesuai nilai resistansi.  

Contoh Analisis:

Misal terdapat rangkaian seri dengan 3 resistor (R₁, R₂, R₃) dan sumber tegangan (V):  

 

$$V-V_{R1}-V_{R2}-V_{R3}=0$$$$V=I{R}_1+I{R}_2+I{R}_3$$

b. Rangkaian Paralel

- Komponen terhubung secara bercabang.  

- Tegangan sama di semua cabang.  

- KVL tetap berlaku untuk setiap loop individu.  

c. Rangkaian Kombinasi (Seri-Paralel)

- Gabungan seri dan paralel.  

- KVL diterapkan pada setiap loop independen.  

 

Perbedaan KCL dan KVL 

 

Contoh Soal dan Pembahasan KVL

 

Contoh Soal 1: Rangkaian Sederhana

Diberikan rangkaian dengan:  

- Baterai (V) = 9V  

- Resistor (R₁) = 3Ω  

- Resistor (R₂) = 6Ω  

Tentukan arus yang mengalir!

Penyelesaian:

1. Gunakan KVL pada loop:  

                                                                                  V−IR1​−IR2​=0

2. Substitusi nilai:  

                                                            9−3I−6I=0 

3. Hitung arus (I):  

                                                                       9=9I⟹I=1A

Contoh Soal 2: Rangkaian Multi-Loop

Terdapat rangkaian dengan dua loop:  

- Loop 1: V₁ = 10V, R₁ = 2Ω, R₂ = 4Ω  

- Loop 2: V₂ = 5V, R₂ = 4Ω, R₃ = 1Ω  

Tentukan arus di setiap cabang!

Penyelesaian:

1. Terapkan KVL di Loop 1:  

                                                         10−2I1​−4(I1​−I2​)=0

2. Terapkan KVL di Loop 2:  

                                                                                   5−4(I2​−I1​)−1I2​=0

3. Selesaikan sistem persamaan linear.  

 

Aplikasi KVL dalam Kehidupan Sehari-hari

 

- Rangkaian Elektronik (PCB)

PCB digunakan untuk menghitung tegangan di komponen seperti transistor dan dioda.  

- Power Grid

Analisis distribusi tegangan dalam jaringan listrik.  

- Baterai dan Charger

Baterai dan charger menghitung efisiensi pengisian daya.

 

Baca juga : Komparator dengan Op-Amp

 

 

 

 

 

 

 

 

Siap Untuk Membuat Proyek Impianmu Menjadi Kenyataan?

Klik di sini untuk chat langsung via WhatsApp dan dapatkan dukungan langsung dari tim ahli kami!