Setelah mengenal Hukum Kirchhoff I (KCL) yang membahas tentang arus pada titik-titik cabang (node), kita kini memasuki Hukum Kirchhoff II, yang dikenal sebagai Kirchhoff’s Voltage Law (KVL). Hukum ini membantu kita memahami bagaimana tegangan listrik tersebar di sepanjang lintasan tertutup atau loop dalam sebuah rangkaian.
📖 Apa Itu Hukum Kirchhoff Tegangan (KVL)?
Hukum Kirchhoff II menyatakan bahwa:
“Jumlah aljabar seluruh beda potensial (tegangan) dalam suatu lintasan tertutup adalah nol.”
Secara matematis:
ΣV = 0
Ini berarti bahwa energi yang diberikan oleh sumber (seperti baterai) akan sama dengan jumlah tegangan yang ‘jatuh’ pada resistor atau komponen lainnya dalam loop tertutup.
🔄 Analogi Sederhana: Perjalanan Mengelilingi Bukit
Bayangkan kamu mendaki bukit dan kembali lagi ke titik awal. Jika kamu naik 100 meter dan kemudian turun 50 meter, lalu turun 50 meter lagi, kamu akan kembali ke titik nol. Begitu juga dengan tegangan — setelah menyusuri seluruh lintasan dalam satu loop dan kembali ke titik awal, total beda potensial yang kamu lalui harus kembali ke nol.
⚙️ Komponen dalam KVL: Tegangan Naik & Jatuh
Dalam praktik, tegangan bisa:
-
Naik (positif) saat melewati sumber seperti baterai dari kutub negatif ke positif.
-
Turun (negatif) saat melewati resistor atau beban dalam arah arus.
Saat menyusun persamaan KVL, penting untuk menentukan arah loop dan konvensi tanda (positif/negatif) secara konsisten.
🛠️ Penerapan Hukum Kirchhoff II di Dunia Nyata
-
Perancangan sirkuit elektronik: Menentukan tegangan pada tiap komponen.
-
Power distribution: Memastikan tidak ada tegangan yang hilang secara misterius di jaringan listrik.
-
Troubleshooting: Mendeteksi adanya kerusakan, sambungan longgar, atau hubungan pendek dalam rangkaian.
📐 Contoh Soal Sederhana
Diberikan rangkaian sederhana dalam satu loop yang terdiri dari:
-
Sumber tegangan 12V
-
Resistor R1 = 4Ω
-
Resistor R2 = 2Ω
-
Arus mengalir searah jarum jam
Langkah 1: Tentukan arah loop dan arus (searah jarum jam)
Langkah 2: Gunakan Hukum Ohm
Tegangan jatuh pada R1: V1 = I × R1
Tegangan jatuh pada R2: V2 = I × R2
KVL:
+12V – V1 – V2 = 0
→ 12 – 4I – 2I = 0
→ 6I = 12
→ I = 2 A
Jadi, arus yang mengalir dalam rangkaian adalah 2 Ampere.
⚠️ Syarat Penerapan Hukum Kirchhoff II
-
Loop harus tertutup (kembali ke titik awal).
-
Harus memahami arah arus dan tegangan agar tidak salah tanda.
-
Cocok untuk DC maupun AC, selama analisis loop digunakan.
💡 Hubungan KVL dengan Hukum Ohm dan KCL
-
Hukum Ohm digunakan untuk menghitung tegangan pada komponen individu.
-
Hukum KCL digunakan untuk membagi arus di titik cabang.
-
Hukum KVL digunakan untuk menghitung tegangan dalam loop tertutup.
Ketiga hukum ini saling melengkapi dan menjadi dasar utama dalam analisis rangkaian listrik, baik di level pendidikan, industri, maupun riset teknologi tinggi.
🔚 Kesimpulan
Hukum Kirchhoff II (KVL) adalah alat penting untuk memahami distribusi energi listrik dalam suatu rangkaian. Dengan prinsip bahwa total tegangan dalam loop harus nol, KVL membantu kita menelusuri kehilangan tegangan, memastikan efisiensi sistem, dan merancang sirkuit yang aman.