LAPORAN PRAKTIKUM HUKUM KIRCHOFF

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK PENGUKURAN HUKUM KIRCHOFF

Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Teknik Pengukuran Semester Genap Tahun Akademik 2017/2018 Dosen Pembina: Muhammad Fahmi Hakim, ST.,MT.

Oleh : Aisyah Laras Laras Nandini Nandini 1731120131 DIII TEKNIK LISTRIK 1E

POLITEKNIK NEGERI MALANG JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK MALANG

2018 HUKUM KIRCHOFF

A. Tujuan Percobaan Setelah melakukan percobaan ini, anda diharapkan dapat : 1. Membuktikan kebenaran dari Hukum Kirchoff tentang arus (KCL)  pada rangkaian listrik, 2. Membuktikan kebenaran dari Hukum Kirchoff tentang tegangan (KVL) pada rangkaian listrik, 3. Menyelesaikan suatu persoalan pada suatu rangkaian listrik dengan menggunakan Hukum Kirchoff. B. Dasar Teori 1. Hukum Kirchoff ada dua, yaitu Hukum Kirchoff I diesbut juga KCL yang membahas tentang arus listrik dan Hukum Kirchoff II disebut  juga KVL yang membahas membahas tentang tegangan listrik pada suatu rangkaian. Hukum Kirchoff I, menyatakan bahwa jumlah aljabar dari arus yang menuju ke satu titik cabang adalah nol (i=0). Dalam  perjanjian arus yang arahnya masuk ke suatu titik diberi tanda tanda positif, sedangkan yang keluar, diberi tanda negatif.

Hukum Kirchoff II menyatakan bahwa jumlah aljabar dari tegangan  pada suatu rangkaian tertutup adalah nol (V=0). Dalam meggunakan meggunakan Hukum Kirchoff II ini kita memberikan tanda polaritas positif pada tahanan di arah datangnya arus.

Hukum Kirchoff ini dalam  pemakainnya digunakan pada pada analisis rangkaian listrik, analisis rangkaian elektronika, perencanaan instalasi listrik dan sebagainya. C. Alat dan Bahan yang Digunakan 1. Sumber tegangan DC : Power Supply 2. Tahanan (Ω) : 82Ω, 100Ω, 150Ω 150Ω 3. Multimeter elavi : 1 buah 4. Proto Board : 1 buah 5. Kabel penghubung : Secukupnya 6. Jepit Buaya : 2 buah D. Langkah Percobaan Percobaan 1. Memeriksa alat yang digunakan terlebih dahulu. Meyakinkan dalam keadaan baik. 2. Melengkapi gambar berikut ini dan memeriksakan ke instruktur masing-masing.

3. Menghidupkan sumber tegangan, kemudian mengatur besar tegangannya sesuai dengan permitaan data pada Tabel 3.1 4. Mencatat semua penunjukkan peukur (alat ukur) pada Tabel 3.1. 5. Setelah selesai, melanjutkan percobaan berikutnya dengan melengkapi gambaran rangkaian terlebih dulu.

6. Menghidupkan sumber tegangan, mengatur tegangannya sesuai data yang diminta pada Tabel 3.2 7. Mencatat hasil pengukuran pada Tabel 3.2 8. Melanjutkan percobaan untuk gambar 3.5 menggunakan dua sumber tegangan, melengkapi gambarnya.

9. Menghidupkan sumber tegangan V1 dan V2, mengatur tegangannya sesuai tabel 3.3. 10. Mengukur drop tegangan pada masing-masing tahanan. Memasukkan hasil pengukuran dalam tabel 3.3 11. Mengubah polaritas V2 (berlawanan) untuk tabel 3.4 dan melanjutkan sesuai data. 12. Setelah percobaan selesai, mengembalikkan alat-alat, kemudia membuat laporan hasil percobaan. E. Data Percobaan Tabel 3.1 (Percobaan Hukum Kirchoff 1) Arus I (A) Tegangan R1 R2 (V) (82Ω) (82Ω) (100Ω) (100Ω) 9 15 21

R3 (150Ω) (150Ω)

Keterangan

Tegangan (V) 9 15 21

R1 (82Ω) (82Ω) 2.2 3.5 5.25

Tegangan V (V) R2 (100Ω) (100Ω) 2.6 4.45 6.25

R3 (150Ω) (150Ω)

Keterangan

4.1 6.75 9.5

F. Tugas dan Pertanyaan Pertanyaan 1. Mengapa ketika sumber V2 dibalik polaritasnya menyebabkan  berubahnya penunjukkan penunjukkan tegangan pada setiap tahanan? 2. Hitung besarnya arus yang mengalir pada gambar percobaan 3.5 (ada dua jawaban)

Jawaban : 1. Timbulnya gejala hukum Kirchoff pada suatu rangkaia yaitu, jika dalam arah arus yang melewati sumber tegangan, dari terminal (-) ke terminal  positif (+) menimbulkan potensial. Oleh karena itu, tegangan tersebut didahului dengan tanda negatif (-) dan sebaliknya dan sebaliknya apabila melalui sebuah tahanan (R) diamana arah loop tersebut searah dengan arusnya maka penurunan tegangan akan didahului dengan tanda negatif (-) dan sebaliknya. Jadi, ketika sumber V2 dibalik polaritasnya menyebabkan  berubahanya penunjukkan penunjukkan tegangan pada setiap tahanan adalah arus yang melewati sumber tegangan berubah dari positif (+) ke negatif (-) menjadi negatif(-) ke positif (+) hal tersebut akan menimbulkan tegangan yag didahului dengan tanda negatif (-), sehingga penunjukkan tegangan pada setiap tahanan akan berubah. 2.  –  Sumber  Sumber V2 tidak dibalik polaritasnya (dari terminal (+) ke terminal (-)) -V1+V2+ I(R1+R2+R3) =0 -6 + 4 + I(156+1200+2700) =0 -2 + 4056 I =0 4056 I =2 I

=





= 0,000493 

- Sumber V2 dibalik polaritasnya (dari terminal (-) ke terminal (+)) - V1 –  V1 – V2 V2 + I(R1+R2+R3)

=0

-12 –  -12 –  4  4 + I (156+1200+2700)=0 -16 + 4056 I

=0

4056 I

=16

I

=





= 0,0039 0,00394 4

G. Analisis Tabel 3.1 (Perhitungan)  

0.008 = 0.007 

Tegangan (V)

R1 (82Ω) (82Ω)

Arus I (A) R2 (100Ω) (100Ω)

R3 (150Ω) (150Ω)

Keterangan

R3 (150Ω) (150Ω)

Keterangan

9 15 21

 

12 = 2.2 

Tegangan (V) 9 15 21

R1 (82Ω) (82Ω) 2.2 3.5 5.25

Tegangan V (V) R2 (100Ω) (100Ω) 2.6 4.45 6.25

4.1 6.75 9.5

H. Kesimpulan

1. Hukum Kirchoff arus (KCL) hanya berlaku pada suatu rangkaian  paralel.Kirchoff current law berbunyi : “jumlah aljabar semua arus yang melalui suatu titik atau penhubung dalam suatu rangkaian adalah sama dengan nol” Ʃi = 0 atau i masuk = i keluar Ʃi = pada suatu penghubung p enghubung (junction) I1+i2=i3+i4 Jadi, jumlah arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan  jumlah arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. Pembuktian : Data Perhitungan :

i masuk= i keluar 





,

i masuk =  =

 = 0,022

i keluar = 0,0192 + 0,0025+ 0,0011 = 0,0228

2. Hukum Kirchoff tegangan (KVL) hanya berlaku pada suatu rangkaian seri. Kirchoff voltage law berbunyi :”jumlah : ”jumlah aljabar semua tegangan  pada suatu lintasan tertutup dalam suatu rangkaian adalah sama dengan  jumlah tegangan jatuh pada masing-masing masing-masing tegangan” ƩV = 0 atau Vs= V1+V2+V3+….+ Vn ƩV = Ʃ(I.R) Pembuktian : Data Percobaan: Vs= V1+V2+V3 15 = 0,5+6,5+8 Data Perhitungan 15,0072 = 0,5772+4.44+9,99 3. Menyelesaikan suatu persoalan pada suatu rangkaian listrik dengan menggunakan Hukum Kirchoff. tentukan: 1. Kuat arus yang mengalir melalui rangkaian 2. Tegangan antara ab

Jawab: Misal kita ambil arah loop seperti gambar di samping ini a. Misalkan arah kuat arus kita anggap dulu berlawanan dengan arah loop Σε + ΣI. R = 0 = 0 ε3 – ε  – ε2 + ε1 –  I  I (R 1 + R 2 + R 3) = 0 4 –  2  2 + 4 –  4 –  I  I (15 + 5 + 10) = 0 6 –  30I  30I = 0 30I = 6 I = 6/30 = 1/5 = 0,2 A  b. Tegangan antar a dan b (Vab)

Jika melalui jalur adcb (panjang) Vab = ε3 – ε  – ε2 –  I  I (R 3 + R 2) (I - karena berlawanan dengan arah I total) Vab = 4-2 –  4-2 –  0,2  0,2 (10 + 5) Vab = 2 –  2 –  0,2  0,2 (15) Vab = 2 –  2 –  3  3 = -1 V Jika melalui jalur ab (pendek) Vab = -ε -ε1 + I R 1 ( I positif karena searah dengan I total) Vab = –   = –  4   4 + 0,2 (15) Vab = -4 + 3 = -1 V Jadi tegangan antara titi a dan b (Vab) = -1 V