Home » , » Kaidah Kirchhoff untuk rangkaian satu loop

Kaidah Kirchhoff untuk rangkaian satu loop

Written By onfisika on Sunday, April 21, 2013 | 6:38 AM

STRATEGI

Konvensi tanda untuk digunakan dalam perjalanan mengitari simpal rangkaian bila menggunakan kaidah Kirchhoff

clip_image002

 

 

CONTOH SOAL

Sebuah rangkaian satu loop ( Bersimpal tunggal ) –> Konsep pengisian aki pada dua mobil

Rangkaian yang diperlihatkan dalam gambar a

clip_image003

memiliki dua aki, masing-masing dengan E dan hambatan dalam dan dua resistor. Cari (a) Arus dalam rangkaian (b) Selisih potensial Vab dan (c) keluaran daya dari setiap aki.

 

PENYELESAIAN

 

(a) Rangkaian tersebut adalah sebauah rangkaian satu loop ( bersimpal tunggal ) tanpa titik pertemuan, sehingga kita tidak memerlukan kaidah titik pertemuan Kirchoff. Untuk memakaian kaidah simpal pada simpal tunggal, mula-mula kita menetapkan sebuah arah untuk arus; marilah kita tetapkan arah yang berlawanan dengan arah perputaran jarum jam, seperti yang diperlihatkan. Maka bertolak dari a dan bergerak dalam arah yang berlawanan dengan arah perputaran jarum jam, kita menjumlahkan peningkatan dan pengurangan potensial dan menyamakan jumlah itu menjadi nol . Persamaan yang dihasilkan adalah

-I (4) – 4 - I( 7) + 12 – I (2) – I (3) = 0

Dengan mengumpulkan suku yang mengandung I dan menyelesaikannya untuk I , kita mendapatkan ,

8 = I (16 ) dan I = 0,5 A

Hasil untuk I adalah positif , yang memperlihatkan bahwa arah arus yang diasumsikan adalh benar. Untuk latihan, cobalah dengan mengasumsikan arah yang berlawanan untuk I; maka akan memperlihatkan I = - 0,5 A, yang menunjukkan bahwa arus yang sebenarnya berada dalam arah berlawanan dengan asumsi ini.

 

(b) Untuk mencai Vab , yakni potensial a terhadap b , kita bertolak dari b dan menambahkan perubahan potesial sewaktu kita bergerak menuju a. Ada dua lintasan yang mungkin dari b ke a; mula-mula dengann mengambil lintasan bawah, kita mendapatkan,

Vab = 0,5 . 7 + 4 + 0,5 . 4 = 9,5 Volt

Titik a berada 9,5 V lebih tinggi daripada b . Semua suku dalam jumlah ini, termasuk suku IR adalah positif karena msing-masing menyatakan pertambahan potensial sewaktu kita bergerak dari b menuju a. Jika sebagai gantinya kita menggunakan lintasan atas , persamaan yang dihasilkan adalah

Vab = 12 – 0,5 . 2 – 0,5 . 3 = 9,5 Volt

Disini suku IR adalah negative karena lintasan kita searah dengan arah arus , dengan potensial yang berkurang melalui resistor—resistor . Hasilnya sama seperti lintasan bawah , sebagaimana seharusnya supaya perubahan potensial total mengitari simpal lengkap itu sama dengan nol. Dalam setiap kasus , kenaikan potensial diambil positif dan penurunan negative.

 

(c) Keluaran daya dari ggl aki 12 V adalah

 

P = E . I = 12 . 0,5 = 6 Watt,

 

Dan keluaran daya dari ggl aki 4 V adalah

 

P = E . I = -4 . 0,5 = - 2 Watt

 

Tanda negative dalam E untuk aki 4 V muncul karena arus sebetulnya bergerak dari sisi aki yang berpotensial lebih tinggi ke sisi aki yang berpotensial lebih rendah. Nilai negative dari P berarti bahwa kita menyimpan energy dalam aki itu dan energy itu dikosongkan oleh aki 12 V. Rangkaian yang diperlihatkan dalam gambar a sangat menyerupai rangkaian yang digunakan bila aki mobil 12 V digunakan untuk mengisi sebuah aki run-down dalam mobil lain ( gambar b ).

clip_image005

Resistor 7 ohm dan 3 ohm dalam gambar a menyatakan hambatan kabel peloncar ( jumper ) dan hambatan lintasa konduksi melalui mobil merah dengan aki run-down ( walaupun nilai – nilai hambatan itu berbeda dalam mobil dan kabel jumper sesungguhnya dari pada contoh ini ).

Dengan memakaikan pernyataan P = I2 R pada setiap keempat resistor dalam gambar a; Anda seharusnya mampu memperlihatkan bahwa daya total yang didisipasikan dalam keempat resistor itu adalh 4 Watt. Dari 6 Watt yang disediakan oleh aki 12 V, 2 ohm diperlukan untuk menyimpan energy dalam aki 4 V dan 4 watt didisipasikan dalam hambatan.

Comments
0 Comments

0 komentar :

Post a Comment