Home / Fisika / hukum ohm

Hukum Ohm

  • 7 min read
Loading...

Penulis : Jehnsen Hirena Kane, Mahasiswa FMIPA Jurusan Fisika UI 2016

Pengertian Hukum Ohm

Hukum ohm adalah besar arus listrik yang ada dan mengalir melalui sebuah penyalur akan selalu berbanding lurus dengan tegangan yang digunakan padanya.

Sadar atau tidak listrik adalah suatu hal ya magis di sekitar kita. Ribuan tahun yang lalu tidak pernah ada manusia yang pernah menyangka suatu hari akan ada suatu bentuk energi yang murah, cepat, dan sangat bisa diandalkan seperti listrik.

Manusia dan listrik sudah menjadi kesatuan yang tidak dapat terpisahkan lagi. Apakah pernah kamu membayangkan apa yang terjadi pada peradaban manusia yang sekarang apabila listrik hilang begitu saja dalam sehari?

Georg Simon Ohm
Georg Simon Ohm, sumber wikipedia

Berterima kasihlah kepada Georg Simon Ohm (1787 – 1854) seorang matematikawan dan fisikawan Jerman yang pada 1827 mempublikasikan bukunya dengan judul “Die galvanische Kette,

Loading...
mathematisch bearbeitet” yang berarti “Rantai galvanis, diproses secara matematis”. Di dalam buku ini, terkandung Hukum Ohm yang merupakan hukum yang sangat fundamental dalam pemanfaatan listrik.

Bunyi dan Rumus Hukum Ohm

Bunyi hukum Ohm menyatakan bahwa arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar besar arusnya akan selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diaplikasikan pada zat tersebut dan berbanding terbalik dengan hambatan penghantar tersebut. Hukum Ohm dapat dirumuskan sebagai berikut:

rumus hukum ohm

Yang keduanya dapat dikombinasikan menjadi:

rumus hukum ohm

Dengan:

rumus hukum ohm

Perlu diperhatikan penghantar pada dapat dibagi menjadi 2 berdasarkan besar nilai R atau hambatannya, yaitu:

Konduktor

Konduktor adalah material yang dapat menghantarkan listrik dengan baik dan memiliki nilai hambatan yang sangat kecil. Material yang masih tergolong konduktor biasanya berasal dari golongan logam.

Konduktor kabel berisi tembaga
kabel berisi tembaga

Inilah alasan mengapa isi kabel di rumah kamu biasanya terbuat dari logam, biasanya tembaga karena tembaga memiliki nilai hambatan terkecil nomor dua setelah perak dan jauh lebih murah daripada perak.

Resistor

Resistor adalah material yang sulit menghantarkan listrik karena memiliki nilai hambatan yang sangat besar, seperti karet dan kaca. Logam tembaga pada kabel yang ada di rumah kamu biasanya dilapisi bahan insulator yang gunanya adalah untuk mengendalikan arus listrik agar tetap berada pada logam tembaga di dalam kabel.

tabel resistivitas
tabel resistivitas

Pada konsepnya kita tetap dapat menghantarkan listrik melalui insulator, toh kita hanya perlu menaikkan voltase pada nilai tertentu sampai arus yang diinginkan tercapai.

Hal ini benar secara teori namun pada praktiknya menaikkan voltase ke nilai yang tinggi tidak semudah itu dilakukan, dan konsekuensi dari penggunaan insulator adalah adanya perubahan energi listrik menjadi energi panas yang tak diinginkan, sehingga penyaluran listrik yang kita lakukan tidak hemat energi.

Rangkaian Elektrik Sederhana

Hukum Ohm adalah hukum fundamental pada ilmu elektrik yang didalamnya banyak menggunakan rangkaian listrik elektrik untuk studi. Sebenarnya, rangkaian elektrik dapat dibagi menjadi 2 yaitu rangkaian seri dan rangkaian pararel.

Rangkaian Seri

Rangkaian seri adalah rangkaian yang komponen elektriknya terhubung pada satu jalur listrik. Dalam Hukum Ohm komponen elektrik sangat erat kaitannya dengan hambatan.

Rangkaian seri

Pada rangkaian seri, total hambatan atau resistansi yang disebabkan oleh komponen – komponennya dirumuskan dengan:

komponen hukum ohm

Dengan n adalah jumlah komponen yang menghasilkan hambatan. Pada gambar di atas yang kita anggap dapat menghasilkan hambatan adalah kedua bola lampu.

Rangkaian Pararel

Rangkaian pararel adalah rangkaian yang memiliki cabang dalam mengalirkan arus, bentuknya kurang lebih seperti pada gambar berikut:

rangkaian pararel

Pada rangkaian pararel berlaku total hambatan yang besarnya dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

rumus 2

Contoh Soal Latihan

  1. Sebuah rangkaian sederhana yang tersusun atas sumber listrik berupa baterai 12 V dan satu lampu. Apabila arus yang mengalir pada rangkaian itu sebesar 3 Ampere, berapakah hambatan atau resistansi yang dihasilkan lampu tersebut?

Diketahui

gambar hukum ohm 5

Ditanya

Loading...

Berapa besar hambatan atau resistansi yang dihasilkan oleh lampu tersebut?

Jawab

Pada kasus sederhana seperti ini, kita hanya perlu mengaplikasikan langsung Hukum Ohm

rumus 3

Perlu kamu catat bahwa sejatinya, kawat yang menghubungkan baterai dan lampu juga memiliki hambatan, namun pada beberapa soal sering kali diabaikan karena nilainya terlalu kecil.

2. Pada suatu rangkaian listrik seri tersusun 4 buah lampu yang masing – masing memiliki hambatan sebesar 2, 3, 1, dan 4 ohm dengan listrik yang dihasilkan berasal dari baterai dengan tegangan 12 V. Apabila diasumsikan kawat yang menghubungkan antar komponen tidak memiliki hambatan dan dapat menyalurkan listrik dengan sempurna, berapakah besar arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut?

Diketahui

gambar hukum ohm 6

Ditanya

Berapa arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut?

Jawab

Pada kasus rangkaian seri, kita perlu menyederhanakan dan menghitung terlebih dahulu jumlah total muatan yang dihasilkan keseluruhan komponen:

gambar hukum ohm 8

Setelah mendapatkan hambatan total, kita dapat langsung menggunakan rumus hukum ohm:

gambar hukum ohm 9

3. Seorang teknisi elektro ingin membangun sebuah rangkaian yang terdiri atas 5 lampu masing – masing berhambatan 6, 4, 12, 6, dan 4 ohm yang semuanya tersusun secara pararel. Teknisi ini menginginkan rangkaian tersebut agar dapat mengalirkan listrik sebesar 12 Ampere, berapakah voltase dari sumber listrik yang harus teknisi ini gunakan?

Diketahui

gambar hukum ohm 10

Ditanya

Berapa besar voltase dari sumber listrik yang harus digunakan oleh teknisi tersebut?

Jawab

Pada kasus kali ini, kita perlu menghitung terlebih dahulu besar hambatan total dari kelima lampu:

rumus 6

Masukkan hasil perhitungan hambatan ke Hukum Ohm, maka:

rumus 7

Perhatikan ketimpangan yang terjadi antara hambatan total dan hambatan tiap – tiap komponen. Terlihat tidak masuk akal, namun ditingkat lebih lanjut akan mengerti bahwa ketimpangan ini akan di kompensasi dengan energi.

Daftar Pustaka

[1] Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2016). Principles of Physics Extended, International Student Version. India: Wiley India Pvt. Ltd

[2] Serway, R. A., & Jewett, J. W. (1996). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics 9th. International Edition (Brooks/Cole Publishing Co., Pacific Grove, CA, USA, 2011)

Baca juga:

Loading...