Georg Simon Ohm (sebuah persamaan yang simple, menjelaskan bagaimana hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan yang saling berhubungan)

Pada dasarnya sebuah rangkaian listrik terjadi ketika sebuah penghantar mampu dialiri electron bebas secara terus menerus. Aliran yang terus-menerus ini yang disebut dengan arus, dan sering juga disebut dengan aliran, sama halnya dengan air yang mengalir pada sebuah pipa.

 

Tenaga (the force) yang mendorong electron agar bisa mengalir dalam sebauh rangkaian dinamakan tegangan. Tegangan sebenarnya adalah nilai dari potensial energi antara dua titik. Ketika kita berbicara mengenai jumlah tegangan pada sebuah rangkaian, maka kita akan ditujukan pada berapa besar energi potensial yang ada untuk menggerakkan electron pada titik satu dengan titik yang lainnya. Tanpa kedua titik tersebut istilah dari tegangan tersebut tidak ada artinya.

 

Elektron bebas cenderung bergerak melewati konduktor dengan beberapa derajat pergesekan, atau bergerak berlawanan. Gerak berlawanan ini yang biasanya disebut dengan hambatan. Besarnya arus didalam rangkaian adalah jumlah dari energi yang ada untuk mendorong electron, dan juga jumlah dari hambatan dalam sebuah rangkaian untuk menghambat lajunya arus. Sama halnya dengan tegangan hambatan ada jumlah relative antara dua titik. Dalam hal ini, banyaknya tegangan dan hambatan sering digunakan untuk menyatakan antara atau melewati titik pada suatu titik dalam rangkaian.

 

Untuk menemukan arti dari ketetapan dari persamaan dalam rangkaian ini, kita perlu menentukan sebuah nilai layaknya kita menentukan nilai massa, isi, panjang dan bentuk lain dari persamaan fisika. Standard yang digunakan pada persamaan tersebut adalah arus listrik, tegangan, dan hambatan.

 

Symbol yang digunakan adalah standar alphabet yang digunakan pada persamaan aljabar. Standar ini digunakan pada disiplin ilmu fisika dan teknik, dan dikenali secara internasional. Setiap unit ukuran ini dinamakan berdasarkan nama penemu listrik. Amp dari orang Perancis Andre M. Ampere, volt dari seorang Italia Alessandro Volta, dan ohm dari orang Jerman Georg Simon ohm.

 

Simbol matematika dari setiap satuan sebagai berikut:

“R” untuk resistance (Hambatan),

V untuk voltage (tegangan), dan

I untuk intensity (arus),

Standard symbol yang lain dari tegangan adalah;

E atau Electromotive force.

Simbol V dan E dapat dipertukarkan untuk beberapa hal, walaupun beberapa tulisan menggunakan E untuk menandakan sebuah tegangan yang mengalir pada sebuah sumber (seperti baterai dan generator) dan V bersifat lebih umum.

 

Salah satu dasar dalam perhitungan elektro, yang sering dibahas mengenai satuan couloumb, dimana ini adalah besarnya energi yang setara dengan electron pada keadaan tidak stabil. Satu couloumb setara dengan 6.250.000.000.000.000.000. electron. Symbolnya ditandai dengan Q dengan satuan couloumb. Ini yang menyebabkan electron mengalir, satu ampere sama dengan 1 couloumb dari electron melewati satu titik pada satu detik. Pada kasus ini, besarnya energi listrik yang bergerak melewati conductor (penghantar).

 

Sebelum kita mendefinisikan apa itu volt, kita harus mengetahui bagaimana mengukur sebuah satuan yang kita ketahui sebagai energi potensial. Satuan energi secara umum adalah joule dimana sama dengan besarnya work (usaha) yang ditimbulkan dari gaya sebesar 1 newton yang digunakan untuk bergerak sejauh 1 meter (dalam satu arah). Dalam british unit, ini sama halnya dengan kurang dari ¾ pound dari gaya yang dikeluarkan sejauh 1 foot. Masukkan ini dalam suatu persamaan, sama halnya dengan I joule energi yang digunakan untuk mengangkat berat ¾ pound setinggi 1 kaki dari tanah, atau menjatuhkan sesuatu dengan jarak 1 kaki menggunakan parallel pulling dengan ¾ pound. Maka kesimpulannya, 1 volt sama dengan 1 joule energi potensial per 1 couloumb. Maka 9 volt baterai akan melepaskan energi sebesar 9 joule dalam setiap couloum dari electron yang bergerak pada sebuah rangkian.

 

Satuan dan symbol dari satuan elektro ini menjadi sangat penting diketahui ketika kita mengeksplorasi hubungan antara mereka dalam sebuah rangkaian. Yang pertama dan mungkin yang sangat penting hubungan antara tegangan, arus dan hambatan ini disebut hukum ohm. Ditemukan oleh Georg Simon Ohm dan dipublikasikannya pada sebuah paper pada tahun 1827, The Galvanic Circuit Investigated Mathematically. Prinsip ohm ini adalah besarnya arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar metal pada rangkaian, ohm menemukan sebuah persamaan yang simple, menjelaskan bagaimana hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan yang saling berhubungan.

 

RUMUS HUKUM OHM

E = I R

I = E / R

R = I / E

Keterangan :

Tegangan dinyatakan dengan nilai volts disimbolkan dengan E atau V.

Arus dinyatakan dengan amps, dan diberi symbol I

Hambatan dinyatakan dengan ohms diberi symbol R

 

Besarnya daya pada suatu rangkaian dapat di hitung dengan :

P = V . I atau P = I2 . R atau P = V2/ R

 

Dimana :

P : daya, dalam satuan watt

V : tegangan dalam satuan volt

I : arus dalam satuan ampere

 

Berikut uraian beberapa istilah seperti tegangan, arus, hambatan, dan daya dalam fisika :

1. Arus listrik adalah gerakan atau muatan arus listrik. Arus listrik merupakan banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Besar kuat arus adalah:

I = Q/T

Dimana

I adalah kuat arus,

Q adalah muatan listrik, dan

T adalah waktu.

Satuan kuat arus adalah ampere.

2. Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) adalah perbedaan potensi listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dinyatakan dalam satuan volt. Besar tegangan suatu listrik :

V= I.R

Di mana :

V = tegangan listrik (volt)

I = kuat arus (ampere)

R = hambatan (ohm) atau (Ω)

 

3. Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan listrik dapat dirumuskan sebagai berikut:

R = V/I

di mana :

V adalah tegangan dan

I adalah arus.

Satuan SI untuk Hambatan adalah Ohm (R).

 

4. Daya listrik adalah jumlah energi yang diserap atau dihasilkan dalam sebuah rangkaian elektronika. Satuan untuk daya listrik adalah Watt

 

Keempat hal diatas saling berhubungan dan dapat dihitung secara matematis menggunakan rumus dibawah ini :

5. Untuk mengukur kuat arus kita dapat menggunakan ammeter yang dihubungkan secara seri pada rangkaian. Untuk mengukur tegangan/beda potensial kita dapat menngunakan voltmeter yang duhubungkan secara parallel pada rangkaian. Dan untuk mengukur hambata kita dapat menggunakan ohmmeter serta rangkaian tertututup yang terdiri dari voltmeter dan ammeter.

 

6. Bunyi Hukum Ohm : Bunyi, Pengertian, Rumus, Penerapan, Contoh, dll