Hukum Ohm merupakan salah satu materi pada mata pelajaran Fisika kelas XII. Materi ini mempelajari tentang arus listrik, tegangan, serta hambatan pada suatu rangkaian listrik. Dengan demikian, dapat ditarik kesimpulan bahwa hukum ini merupakan dasar dari semua rangkaian listrik.
Hukum Ohm dapat membantu memahami tentang bagaimana suatu hubungan yang terjadi antara arus listrik, tegangan, dan hambatan dalam suatu rangkaian. Lalu, bagaimana bunyi Hukum Ohm dan rumusnya? Simak artikel berikut ini untuk mengetahuinya, ya!
BACA JUGA: Material GRC: Pengertian, Kelebihan, Fungsi & Cara Aplikasinya
Pengertian
Hukum Ohm adalah salah satu ilmu dasar dari elektronika. Hukum Ohm merupakan hukum yang dapat digunakan menghubungkan antara arus, tegangan, atau resistansi dari suatu rangkaian listrik. Hukum Ohm menyatakan bahwa terdapat hubungan matematis antara arus, tegangan, dan resistansi jaringan.
Latar belakang Hukum Ohm yaitu penelitian mengenai hubungan antara kuat arus listrik dan beda potensial di sebuah penghantar. Dialah Georg Simon Ohm, ahli fisika dan matematika asal Jerman yang namanya diabadikan menjadi suatu hukum. Pada penelitiannya, Ohm menemukan hubungan matematis antara kuat arus listrik dan beda potensial sehingga tercetuslah hukum ini.
Bunyi Hukum Ohm
Bunyi Hukum Ohm adalah sebagai berikut.
“Pada suhu tetap, kuat arus yang mengalir pada suatu penghantar listrik (I) sebanding dengan tegangannya (V).”
I adalah kuat arus listrik dan V adalah beda potensial. Sementara itu, perbandingan antara kuat arus listrik (I) dan beda potensial (V) disebut hambatan listrik (R). Hukum ini dapat digunakan untuk mengukur nilai resistor (hambatan listrik) yang ada pada suatu rangkaian.
Satuan dari hambatan listrik adalah Ohm, yang kemudian disingkat dengan huruf Yunani menjadi simbol omega besar (Ω). Nilai 1 ohm = 1 omega, hal ini berarti jika voltase sebesar 1 volt akan menghasilkan arus sebesar 1 ampere.
Rumus Hukum Ohm
Hukum Ohm rumusnya adalah sebagai berikut.
R = V/I
Keterangan:
- R merupakan nilai hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu penghantar dalam satuan ohm (Ω).
- V merupakan nilai tegangan listrik yang terdapat pada kedua ujung penghantar dalam satuan volt (V).
- I merupakan arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar dalam satuan ampere (A).
Hambatan listrik (R) dibagi dua, antara lain hambatan seri dan hambatan paralel.
- Hambatan seri merupakan rangkaian listrik yang tersusun secara berderetan dalam satu garis lurus. Dalam rangkaian seri, besar arus (I) selalu sama di setiap titik rangkaian. Rumus hambatan seri adalah Rtotal = R1 + R2 + R3 + …. + Rn.
- Hambatan paralel merupakan rangkaian listrik yang tersusun secara sejajar di mana terdapat lebih dari satu jalur listrik (bercabang) secara paralel. Dalam rangkaian paralel, voltase memiliki nilai yang sama dengan seluruh rangkaian listrik. Rumus hambatan paralel adalah 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …. + 1/Rn.
BACA JUGA: Teori Asam Basa Menurut Para Ahli Beserta Sifat & Contohnya
Contoh dalam kehidupan sehari-hari
Contoh Hukum Ohm dalam kehidupan sehari-hari dapat dilihat pada lampu senter, televisi, dan radio. Peralatan tersebut dapat menyala atau berfungsi apabila ada aliran listrik yang bersumber dari tegangan yang dihubungkan dengan peralatan itu sendiri sehingga dapat menghasilkan beda potensial.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menjumpai sebuah alat listrik yang bertuliskan 220 V/2 A. Tulisan tersebut ditulis memiliki tujuan untuk menginformasikan bahwa alat listrik itu akan bekerja secara optimal jika dipasang dengan tegangan 220 V dan kuat arus 2 A.
Lalu, bagaimana jika alat listrik tersebut dipasang pada tegangan yang lebih tinggi ataupun lebih rendah? Contoh, ada dua lampu yang ada tulisannya 220 V/2 A, masing-masing dipasang pada tegangan 440 V dan 55 V. Kira-kira apa yang akan terjadi? Lampu yang dipasang pada tegangan lebih besar akan bersinar lebih terang namun tidak tahan lama. Sementara lampu yang dipasang pada tegangan yang lebih rendah akan menjadi redup.
Contoh soal
Berikut adalah beberapa contoh soal yang dapat Sedulur coba untuk lebih memahami materi ini.
1. Tiga buah hambatan disusun secara seri, masing-masing nilainya 3 ohm, 5 ohm, dan 4 ohm, dipasang pada tegangan 120 volt. Berapa besarnya tegangan pada hambatan 3 ohm?
Jawaban
Diketahui:
- R1 = 3 ohm
- R2 =5 ohm
- R3 =4 ohm
- V = 120 volt
- Rtotal = 3 ohm + 5 ohm + 4 ohm = 12 ohm
Ditanya:
- V pada R2?
Dijawab:
- V = I x R
I = V/Rtotal = 120/12 = 10 A - V pada R2 (bernilai 3 ohm) adalah:
VR2 = I X R2
= 10 X 3
= 30 volt
2. Sebuah rangkaian listrik memiliki hambatan seri sebanyak 2 buah dan kuat arus sebesar 1 ampere dengan nilai masing-masing 4 ohm dan 5 ohm. Berapakah beda potensial yang terjadi pada rangkaian tersebut?
Jawaban
Diketahui:
- Kuat arus listrik (I) = 1 A
- Hambatan (R) = 4 Ohm dan 5 Ohm
Ditanya:
- Beda potensial (V)?
Dijawab:
- Rangkaian seri = R1 + R2
- Rangkaian seri = 5 + 4
- Rangkaian seri = 9 ohm
- V = I × R
V = 1 × 9
V = 9 volt
Jadi, beda potensial suatu rangkaian tersebut adalah 9 volt.
3. Suatu rangkaian listrik tertutup yang terdiri dari beban lampu pijar dan sumber daya berupa baterai. Rangkaian itu mampu menghantarkan arus listrik sebesar 2 ampere. Akan tetapi, karena lampu pijar pada rangkaian tersebut hanya dapat menyala jika dialiri listrik sebesar 24 volt maka dipasanglah resistor sebesar 6 ohm untuk menurunkan tegangan dari baterai. Berapakah besar tegangan listrik awal baterai sebelum dipasang resistor?
Jawaban
Diketahui:
- Tegangan akhir (V) = 24 V
- Kuat arus listrik (I) = 2 A
- Hambatan (R) = 6 Ω
Ditanya:
- Tegangan listrik (V) awal baterai?
Dijawab:
- Vakhir merupakan pengurangan dair Vawal dikurangi Vpenurunan.
Vakhir = Vawal – Vpenurunan - Vpenurunan = I × R
Vpenurunan = 2 × 6
Vpenurunan = 12 volt - Vakhir = Vawal – Vpenurunan
24 = Vawal – 12
Vawal = 24 + 12 = 36 volt
Jadi, tegangan listrik (V) awal baterai tersebut adalah 36 volt.
4. Apabila sebuah resistor (R) memiliki beda potensial pada kedua ujungnya sebesar (V) dan dialiri sebuah arus litsrik (I). Berapakah rasio perbandingan (I) mula-mula terhadap (I) akhir apabila resistor dinaikkan menjadi 2 kali dari nilai awal?
Jawaban
- I mula-mula
I = V/R - Kuat arus ketika R dinaikkan menjadi 2 kali dari nilai awal menjadi 2R
Iakhir = V/(2R) = 0,5(V/R) - Karena I = V/R, maka
- I/Iakhir = (V/R)/(0,5V/R)
I/Iakhir = 1/(0,5)
I/Iakhir = 2/1
I/Iakhir = 2:1
Jadi, besarnya rasio perbandingan kuat arus awal terhadap kuat arus akhir adalah 2:1.
Sekian informasi mengenai pengertian, bunyi, rumus, dan contoh dalam kehidupan sehari-hari maupun contoh soal Hukum Ohm. Selamat belajar ya, Sedulur!
