1. Sebuah elemen dengan GGL = E dan hambatan dalam = r, pada saat ditutup dengan penghambatan 29 12 arus yang mengalir 0,1 A dan jika ditutup dengan penghambatan 9 12 arus yang mengalir 0,3 A. Berapakah nilai E dan r? 

Hai pahamifren, pernahkah kamu bermain dengan mobil mainan yang menggunakan baterai? apakah kamu tahu fungsi baterai pada mobil mainan tersebut? pada saat baterai masih baru, mobil mainan bisa bergerak dengan cepat, tapi menjadi lambat saat baterai sudah dipakai cukup lama, atau bahkan berhenti. Nah, menurut kamu apakah yang dimiliki oleh baterai tersebut sehingga mampu menggerakkan mobil mainan? ya, jawabannya adalah karena baterai tersebut mempunyai GGL. Apakah itu GGL? Ingin tahu lebih lanjut tentang GGL, yuk kita bahas soal berikut dengan menggunakan konsep GGL, tegangan jepit, dan hukum Kirchhoff

STEP 1 : Identifikasi Konsep

GGL ( ε) suatu sumber tegangan listrik merupakan beda potensial antara ujung kutub-kutub sumber tegangan listrik ketika sumber tegangan listrik tersebut tidak mengalirkan arus listrik. 

Tegangan jepit merupakan beda potensial antara ujung kutub-kutub sumber tegangan listrik ketika sumber tegangan listrik tersebut mengalirkan arus listrik. Pada saat arus listrik mengalir, hambatan dalam juga mempunyai  tegangan yaitu tegangan hambatan dalam. 

Secara matematis tegangan jepit memenuhi persamaan;

<b>	\[{V_J}\, = \,\varepsilon \, - \,I \times r\,\,\,\,\,\,...\left( 1 \right)\]</b>

Tegangan jepit pada persamaan (1) setara dengan persamaan berikut ini:

<b>	\[{V_J}\, = \,I\, \times \,R\,\,\,\,\,\,...\left( 2 \right)\]</b>

Dengan menyamadengankan kedua persamaan di atas, akan diperoleh nilai hubungan kuat arus listrik, GGL baterai, hambatan luar dan hambatan dalam sebagai berikut:

\[\begin{array}{rl}\varepsilon \, - \,I\, \times r\, &= \,I\, \times \,R\\\varepsilon  &= \,I\, \times \,R\, + \,I\, \times \,r\\\varepsilon  &= \,I\, \times \,\left( {R\, + \,r} \right)\,\,\,\,\,\,...\left( 3 \right)\end{array}\]

Dengan: 	
Vj=tegangan jepit (V)  
ε=GGL baterai (V)
I=kuat arus listrik (A)
r=hambatan dalam baterai (Ω)
R=hambatan luar baterai (Ω)

Pada soal di atas diketahui sebagai berikut:
•	Hambatan luar pertama = \(R_1\) = 29 Ω
•	Kuat arus listrik pertama =\(I_1\) = 0,1 A
•	Hambatan luar kedua = \(R_2\) = 9 Ω
•	Kuat arus listrik kedua = \(I_2\) = 0,3 A 

Ditanyakan:
•	Nilai GGL elemen  = ε = ?
•	Hambatan dalam baterai = r = ?

Penyelesaian :
•	Pertama, kita masukkan nilai hambatan dan kuat arus yang pertama ke dalam persamaan (3) di atas, yaitu:

	\[\begin{array}{rl}\varepsilon \, &= \,{I_1}\, \times \,\left( {{R_1}\, + \,r} \right)\\\varepsilon \, &= \,0,1\, \times \,\left( {29\, + \,r} \right)\\\varepsilon \, &= \,2,9\, + \,0,1\,r\,\,\,\,\,\,...\left( i \right)\end{array}\]

•	Berikutnya, kita masukkan nilai hambatan dan kuat arus yang kedua ke dalam persamaan (3) di atas, yaitu:

\[\begin{array}{rl}\varepsilon \, &= \,{I_2}\, \times \,\left( {{R_2}\, + \,r} \right)\\\varepsilon \, &= \,0,3\, \times \,\left( {9\, + \,r} \right)\\\varepsilon \, &= \,2,7\, + \,0,3\,r\,\,\,\,\,\,...\left( {ii} \right)\end{array}\]

•	Berikutnya, kita samadengankan nilai GGL ε  pada persamaan (i) dan persamaan (ii), menjadi:

\[\begin{array}{rl}\,2,9\, + \,0,1\,r\, &= \,2,7\, + \,0,3\,r\\2,9\, - \,2,7\,\, &= \,0,3\,r\, - \,0,1\,r\\0,2\,\, &= \,0,2\,r\\r\, &= \,1\,\Omega \end{array}\]

Untuk mendapatkan nilai GGL ? , kita masukkan nilai r ke dalam salah satu persamaan ? di atas, yaitu:

\[\begin{array}{rl}\varepsilon \, &= \,2,9\, + \,0,1\,r\\\varepsilon \, &= \,2,9\, + \,0,1\, \times \,\left( 1 \right)\\\varepsilon \, &= \,3\,\text{V}\end{array}\]

STEP 2 : Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Sehingga dapat disimpulkan bahwa nilai GGL elemen adalah 3 volt dan nilai hambatan dalam elemen adalah 1 ohm.