Hukum Arus Kirchhoff (KCL)

Apakah Hukum Kirchhoff Saat Ini?

Hukum Arus Kirchhoff, sering disingkat menjadi KCL, menyatakan bahwa “Jumlah aljabar dari semua arus yang masuk dan keluar sebuah simpul harus sama dengan nol.”

Hukum ini digunakan untuk menjelaskan bagaimana muatan masuk dan keluar dari titik atau simpul sambungan kawat pada kawat.

Berbekal informasi ini, sekarang mari kita lihat contoh undang-undang dalam praktiknya, mengapa itu penting, dan bagaimana undang-undang itu diturunkan.

Ulasan Sirkuit Paralel

Mari kita lihat lebih dekat contoh rangkaian paralel terakhir itu:

Memecahkan semua nilai tegangan dan arus di sirkuit ini:

Pada titik ini, kita mengetahui nilai masing-masing arus cabang dan arus total dalam rangkaian. Kita tahu bahwa arus total dalam rangkaian paralel harus sama dengan jumlah arus cabang, tetapi ada lebih banyak hal yang terjadi di rangkaian ini daripada hanya itu. Melihat arus di setiap titik sambungan kabel (simpul) di sirkuit, kita seharusnya dapat melihat sesuatu yang lain:

Arus Masuk dan Keluar dari Node

Pada setiap simpul pada "rel" positif (kawat 1-2-3-4) kita memiliki arus yang memisahkan aliran utama ke setiap resistor cabang yang berurutan. Pada setiap simpul pada "rel" negatif (kawat 8-7-6-5) kami memiliki arus yang bergabung bersama untuk membentuk aliran utama dari setiap resistor cabang yang berurutan. Fakta ini seharusnya cukup jelas jika Anda memikirkan analogi rangkaian pipa air dengan setiap simpul cabang bertindak sebagai fitting "tee", aliran air membelah atau menyatu dengan pipa utama saat mengalir dari output pompa air menuju kembalinya waduk atau bah.

Jika kita melihat lebih dekat pada satu simpul “tee” tertentu, seperti simpul 6, kita melihat bahwa arus yang masuk ke simpul sama besarnya dengan arus yang keluar dari simpul:

Dari atas dan dari kanan, ada dua arus yang masuk ke sambungan kabel yang diberi label sebagai simpul 6. Di sebelah kiri, ada satu arus yang keluar dari simpul yang besarnya sama dengan jumlah dua arus yang masuk. Mengacu pada analogi pemipaan:selama tidak ada kebocoran pada perpipaan, aliran apa yang masuk ke fitting juga harus keluar dari fitting. Ini berlaku untuk setiap simpul ("pas"), tidak peduli berapa banyak aliran yang masuk atau keluar. Secara matematis, kita dapat menyatakan hubungan umum ini sebagai berikut:

Hukum Kirchhoff Saat Ini

Mr Kirchhoff memutuskan untuk mengungkapkannya dalam bentuk yang sedikit berbeda (meskipun secara matematis setara), menyebutnya Hukum Arus Kirchhoff (KCL):

Diringkas dalam sebuah frasa, Hukum Arus Kirchhoff berbunyi seperti ini:

“Jumlah aljabar dari semua arus yang masuk dan keluar dari suatu simpul harus sama dengan nol”

Artinya, jika kita menetapkan tanda matematis (polaritas) untuk setiap arus, yang menunjukkan apakah arus masuk (+) atau keluar (-) suatu simpul, kita dapat menjumlahkannya untuk mendapatkan total nol, dijamin.

Dengan mengambil contoh node (nomor 6), kita dapat menentukan besarnya arus keluar dari kiri dengan membuat persamaan KCL dengan arus tersebut sebagai nilai yang tidak diketahui:

Tanda negatif (-) pada nilai 5 miliampere menunjukkan bahwa arus keluar simpul, berlawanan dengan arus 2 miliamp dan 3 miliamp, yang keduanya harus positif (dan karenanya masuk simpul). Apakah negatif atau positif menunjukkan arus masuk atau keluar sepenuhnya sewenang-wenang, selama mereka berlawanan tanda untuk arah yang berlawanan dan kami tetap konsisten dalam notasi kami, KCL akan bekerja.

Bersama-sama, Hukum Tegangan dan Arus Kirchhoff adalah pasangan alat yang hebat yang berguna dalam menganalisis rangkaian listrik. Kegunaannya akan menjadi lebih jelas di bab selanjutnya ("Analisis Jaringan"), tetapi cukup untuk mengatakan bahwa Hukum ini layak untuk dihafal oleh siswa elektronik sebanyak Hukum Ohm.

TINJAUAN:

• Hukum Arus Kirchhoff (KCL):“Jumlah aljabar dari semua arus yang masuk dan keluar dari suatu simpul harus sama dengan nol”

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Hukum Kirchhoff