Simulasi Praktikum Hukum Kirchhoff 2 Loop


Simulasi Praktikum Hukum Kirchhoff

Simulasi Hukum I & II Kirchhoff

Laboratorium Virtual Rangkaian 2 Loop & Measurement Tool

Skema Rangkaian Aktif Titik Uji: A, B, C, D, E, F
+ - E₁ 12V r₁=1Ω R₁ = 10Ω R₂ = 20Ω + - E₂ 6V r₂=1Ω R₃ = 10Ω A₁ A₂ A₃ A B (Percabangan) C D E (GND) F
Arus I₁ (Cabang Kiri) 0.00 A
Arus I₂ (Tengah) 0.00 A
Arus I₃ (Cabang Kanan) 0.00 A
Voltmeter Interaktif (Beda Potensial) Digital Meter
Tegangan Terukur (V) 0.00 V
Probe (+) : Node A
Probe (-) : Node D

Atur Parameter Komponen

Sumber GGL E₁ & r₁ (Kiri) 12 V | r₁ = 1 Ω
GGL E₁ (-24V s.d +24V)
Hambatan Dalam r₁ (0-10Ω)
Sumber GGL E₂ & r₂ (Kanan) 6 V | r₂ = 1 Ω
GGL E₂ (-24V s.d +24V)
Hambatan Dalam r₂ (0-10Ω)
Hambatan Luar (Resistor)
R₁: 10 Ω
R₂: 20 Ω
R₃: 10 Ω
Analisis Persamaan Real-Time
Hukum I Kirchhoff (KCL di Node B):

I₁ + I₃ = I₂ => 0.00 A + 0.00 A = 0.00 A

Tegangan Jepit Baterai (V_jepit):

V_jepit1 = 0.00 V | V_jepit2 = 0.00 V

LKPD Praktikum Virtual Hukum I dan II Kirchhoff

 

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK (LKPD)

PRAKTIKUM VIRTUAL HUKUM I DAN II KIRCHHOFF

Kelompok

 

Kelas

 

Anggota

 

 

Tanggal

 

A. TUJUAN PEMBELAJARAN

1.     Membuktikan Hukum I Kirchhoff (ΣI_masuk = ΣI_keluar) pada titik percabangan rangkaian listrik.

2.     Menganalisis kuat arus dan beda potensial pada rangkaian tertutup 2 loop berdasarkan Hukum II Kirchhoff (ΣE + ΣI(R+r) = 0).

3.     Menganalisis pengaruh polaritas sumber tegangan (GGL) terhadap arah arus listrik.

4.     Menganalisis perbedaan antara Gaya Gerak Listrik (GGL) dan Tegangan Jepit akibat keberadaan hambatan dalam (r).

B. ALAT DAN BAHAN

●      Perangkat Komputer / Laptop / Tablet / Smartphone

●      Aplikasi Laboratorium Virtual Hukum Kirchhoff (Simulasi Interaktif)

●      Kertas Catatan dan Alat Tulis / Kalkulator

C. DASAR TEORI

1. Hukum I Kirchhoff (KCL - Kirchhoff's Current Law): Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan tersebut.

Σ I_masuk = Σ I_keluar

2. Hukum II Kirchhoff (KVL - Kirchhoff's Voltage Law): Di dalam sebuah rangkaian tertutup (loop), jumlah aljabar Gaya Gerak Listrik (GGL / E) dengan penurunan tegangan (I R) sama dengan nol.

Σ E + Σ I (R + r) = 0

3. Tegangan Jepit (V_jepit): Beda potensial antara kutub-kutub sumber arus listrik ketika sumber tersebut mengalirkan arus listrik dalam rangkaian tertutup.

V_jepit = E - I r (saat baterai menyuplai arus)
V_jepit = E + I r (saat baterai terisi/menerima arus balik)

D. LANGKAH KERJA DAN TABEL PENGAMATAN

Kegiatan 1: Verifikasi Hukum I Kirchhoff (Titik Percabangan)

1.     Buka aplikasi Simulasi Praktikum Virtual Hukum Kirchhoff.

2.     Atur nilai hambatan luar R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω, dan R3 = 30 Ω dengan hambatan dalam r1 = 0 Ω, r2 = 0 Ω.

3.     Variasikan nilai tegangan E1 dan E2 sesuai Tabel 1.

4.     Amati dan catat nilai kuat arus I1 (Cabang Kiri), I2 (Cabang Tengah), dan I3 (Cabang Kanan) beserta tanda/arah arusnya.

Tabel 1. Pengamatan Hukum I Kirchhoff

Percobaan

Ke-

E1 (Volt)

E2 (Volt)

I1 (Ampere)

I2 (Ampere)

I3 (Ampere)

Pembuktian

(ΣI_masuk = ΣI_keluar)

1

12 V

6 V

 

 

 

 

2

18 V

12 V

 

 

 

 

3

-12 V

12 V

 

 

 

 

Kegiatan 2: Verifikasi Hukum II Kirchhoff pada Rangkaian 2 Loop

1.     Atur parameter komponen: E1 = 12 V, E2 = 6 V, R1 = 4 Ω, R2 = 6 Ω, R3 = 2 Ω, r1 = 0 Ω, r2 = 0 Ω.

2.     Lakukan perhitungan manual di lembar terpisah menggunakan Hukum II Kirchhoff untuk menentukan arus I1, I2, I3.

3.     Bandingkan hasil perhitungan manual dengan hasil pembacaan pada simulasi virtual.

 

 

 

 

Tabel 2. Perbandingan Perhitungan Teoretis vs Hasil Simulasi

Variabel Arus

Hasil Perhitungan Manual (A)

Hasil Pembacaan Simulasi (A)

Persentase Perbedaan (%)

I1 (Loop Kiri)

 

 

 

I2 (Cabang Tengah)

 

 

 

I3 (Loop Kanan)

 

 

 

Kegiatan 3: Analisis Tegangan Jepit dan Hambatan Dalam (r)

1.     Atur E1 = 12 V dan E2 = 0 V. Set R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω, R3 = 10 Ω.

2.     Variasikan nilai hambatan dalam r1 sesuai Tabel 3.

3.     Gunakan Voltmeter interaktif: Tempatkan Probe Merah (+) pada node positif baterai 1 dan Probe Hitam (-) pada node negatif baterai 1 untuk mengukur Tegangan Jepit (V_jepit).

Tabel 3. Pengaruh Hambatan Dalam terhadap Tegangan Jepit Baterai 1

No

E1 (Volt)

r1 (Ω)

Arus Cabang I1 (A)

Tegangan Jepit Terukur V_jepit (V)

Perhitungan V_jepit = E1 - I1 r1 (V)

1

12 V

0 Ω

 

 

 

2

12 V

2 Ω

 

 

 

3

12 V

5 Ω

 

 

 

E. ANALISIS DAN PERTANYAAN DISKUSI

1.     Berdasarkan Kegiatan 1:

Apakah jumlah aljabar arus yang masuk ke titik percabangan selalu sama dengan arus yang keluar? Jelaskan bagaimana tanda positif (+) atau negatif (-) pada arus menandakan arah aliran arus!

2.     Berdasarkan Kegiatan 2:

Mengapa pengaturan tegangan negatif pada baterai (misal E =-12 V) mengubah arah arus pada rangkaian? Jelaskan hubungannya dengan kutub baterai!

3.     Berdasarkan Kegiatan 3:

Mengapa nilai Tegangan Jepit (V_jepit) baterai semakin mengecil ketika nilai hambatan dalam (r1) diperbesar? Kemanakah hilangnya sebagian tegangan tersebut?

4.     Aplikasi Konseptual:

Sebuah aki kendaraan memiliki GGL 12 V dan hambatan dalam 0,5 Ω. Ketika dihubungkan ke beban starter yang menarik arus 20 A, berapakah tegangan jepit yang dirasakan oleh sistem kelistrikan mobil tersebut? Bandingkan dengan hasil teori yang telah kamu pelajari!

F. KESIMPULAN

Tuliskan kesimpulan praktikum berdasarkan tujuan pembelajaran di atas...

 

 

 

Coba Sekarang dan Rasakan Kemudahannya!

Jangan ragu untuk membagikan pengalaman Anda. Berikan saran pengembangan, atau pertanyaan melalui kolom komentar di bawah. Selamat mencoba dan semoga bermanfaat untuk kemajuan pendidikan kita bersama!

Dapatkan LKPD

Untuk membuka kunci tautan dan link download secara gratis, silakan berikan dukungan dengan melakukan Subscribe ke channel YouTube resmi @LaPanrita.

  • Klik tombol Subscribe YouTube di bawah, lalu tekan tombol Subscribe di halaman YouTube yang terbuka.
  • Setelah selesai Subscribe, kembali ke halaman ini untuk membuka kunci tautan unduhan secara otomatis.
Status: Tautan Terkunci

Verifikasi & Download

Selesaikan langkah dukungan di bawah ini untuk membuka tautan

Silakan klik tombol Langkah 1: Subscribe @LaPanrita terlebih dahulu untuk membuka kunci tombol verifikasi.
Memproses & Menyiapkan Tautan Aplikasi ...
1
Menyambungkan dengan server LaPanrita ... Membuat sambungan aman ke server
2
Memverifikasi status dukungan Subscribe ... Validasi aktivitas channel @LaPanrita berhasil
3
Mendapatkan akses kode ... Menemukan file sumber
4
Membuat tautan unduhan untuk Anda ... Semua izin terpenuhi, tautan siap dibuka!

Tautan Anda Sudah Tersedia!

Posting Komentar