Tentukan masing-masing arus pada rangkaian berikut!
Pertama kita lakukan pemisalan arah arus, arah arus dapat kita tentukan secara bebas. Sebagai contoh Saya akan memisalkan arah arus seperti berikut.
Sekarang kita amati pada titik c, arus I1 dan arus I2 memasuki titik c, sedang arah arus I3 keluar dari c. Kita gunakan hukum I kirchhof, masih ingatkan hukum I kirchhoff? Berdasarkan Hukum I kirchhoff arus yang masuk dan keluar percabangan adalah sama. sehingga didapat persamaan
I1 + I2 = I3....(1)
Selanjutnya kita tentukan arah loop, arah loop juga dapat kita tentukan secara bebas. Pada gambar diatas ada dua loop yaitu befcb dan abcda. Disini kedua arah loop saya buat searah jarum jam. Sekarang kita akan mulai menelusuri loop berdasarkan arah loop yang telah kita tentukan, pada gambar dibawah arah loop ditunjukkan garis biru.
Saya akan mulai dari titik b. Dari titik b ke titik e, arah arus I2 searah dengan arah loop sehingga arus (I2) pada resistor 5 ohm bernilai negatif. Kita lanjutkan penelusuran loop, dari titik e ke f, loop bertemu dengan kutub positif dari ggl sehingga negatif.
Jika belum mengerti kenapa ggl bernilai negatif, silahkan baca dulu aturan dalam loop arus listrik.
Sekarang dari titik c ke titik b, arah arus I1 berlawanan dengan arah loop sehingga arus I1 bernilai positif. Dan loop bertemu kutub positif ggl sehingga ggl bernilai negatif.
Berdasarkan hukum II kirchhoff maka loop 1 (befcb) dapat diperoleh persamaan
-I2(5W) -12 V + I1(4W) - 8 V = 0
Persmaan diatas juga dapat dituliskan
-I2(5W) + I1(4W) = 20 V ......(2)
Dengan cara yang sama kita telusuri loop 2 (abcda). Dari titik b ke c, arah loop bertemu dengan kutub negatif ggl sehingga ggl bernilai positif, dan arah arus I1 searah dengan arah loop sehingga I1 bernilai negatif. Dari titik d ke titik a, arah arus I3 searah dengan arah loop sehinga I3 bernilai negatif.
Sehingga berdasarkan hukum II Kirchhoff dapat diperoleh persamaan:
8 V – I1(4W) –I3(6W) = 0
Persamaan diatas juga dapat dituliskan
– I1(4W) – I3(6W) = -8 V ........(3)
Kita jumlahkan persamaan 2 dan persamaan 3.
-I2(5W)– I3(6W) = 12 V ........(4)
Subtitusikan persamaan 1 ke persamaan 4
-I2(5W) – (I1 + I2 ) (6W) = 12 V
-I2(5W)- I1(6W)- I2(6W) = 12 V
-11W(I2) - 6W(I1) =12 V ...... (5)
Eliminasikan persmaan 2 dan persamaan 5
Sehingga diperoleh I2 = -2,27 A
Masukkan nilai I2 ke persamaan 2, diperoleh I1 = 2,16 A
Masukan nilai I1 dan I2 ke persamaan 1, diperoleh I3 = 0,11 A
Nilai I1 dan I2 bernilai positif menunjukkan bahwa arus yang kita tentukan diawal sudah benar. Sekarang perhatikan nilai I2, I2 bernilai negatif menunjukkan arah arus yang kita tentukan berlawanan dengan arah arus I2 yang sesungguhnya.
EmoticonEmoticon