Hukum Ohm (Pengertian, Rumus, Penerapan, Contoh, dll)

Dalam buku Fisika Kelompok Teknologi, hasil eksperimen Ohm menggambarkan perbandingan arus listrik dengan tegangan yang selalu konstan. Sehingga menghasilkan hubungan yang bersifat ohmik. Dari eksperimen tersebut kemudian dikenal dengan hukum Ohm.

Berdasarkan percobaan, bila antara 2 buah titik yang di hubungkan dengan sebuah kawat penghantar terdapat beda tegangan (E), maka akan mengalir arus listrik (I) yang mengalir melalui kawat penghantar tersebut.

Banyaknya arus yang mengalir pada kawat penghantar tersebut tergantung dari beda tegangan antara ke 2 titik tersebut. Makin besar beda tegangan antara titik A dengan titik B, maka makin besar pula arus yang akan mengalir pada kawat penghantar tersebut.

Besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar, selain tergantung dari besarnya beda tegangan juga dipengaruhi oleh:

1.      1. Besar kecilnya diameter atau garis tengah dari kawat penghantar.

2.      2. Jenis dari kawat penghantar.

Besar kecilnya arus listrik di ukur dengan satuan ampere atau disingkat A dan notasinya dituliskan dengan huruf I.

Nama Ampere diambil sebagai tanda penghormatan terhadap seorang sarjana Perancis yang bernama Andre Marie Ampere (1755-1836).

Hukum Ohm digunakan secara luas dalam rangkaian elektronika dan merupakan hukum dasar pada rangkaian listrik. Dengan menggunakan hukum Ohm, kita tidak hanya dapat menghitung, tapi juga dapat memperkecil arus listrik, memperkecil tegangan pada rangkaian dan juga untuk memperoleh nilai resistansi atau hambatan yang diperlukan.

Pada percobaan rangkaian elektronika pada umumnya kita akan menghubungkan dengan penggunaan arus listrik yang ukurannya relative kecil, sehingga untuk menuliskan nilai arus yang kecil tersebut diperlukan satuan yang lebih kecil dari ampere (A)

Satuan yang lebih kecil dari ampere adalah

2 mili Ampere =1ma = 0,001A =10-3A

1 micro Ampere = 1 uA =0,000.001 = 10-6 A

Dari hasil percobaan di atas ternyata kuat arus (I) berbanding langsung dengan beda tegangan (E), sehingga hasil bagi dari beda tegangan (E) dan arus (I) merupakan suatu bilangan tetap. Bilangan ini merupakan suatu tahanan dari kawat penghantar yang dilalui arus tadi.

Besar kecilnya tahanan dapat di ukur dengan satuan Ohm dan tahanan sendiri di tuliskan dengan notasi R.

Berdasarkan hukum Ohm, hubungan antara tegangan listrik, arus listrik dan tahanan listrik dapat dibuat persamaan sebagai berikut:

Timbulnya perbedaan antara tegangan yang terjadi pada percobaan di atas di sebabkan karena adanya tekanan dan perlawanan dari adanya perpindahan electron-elektron yang berpindah dari kutub negative ke kutub positif yang mengalir pada kawat penghantar tersebut.

Besar kecilnya tegangan listrik dapat diukur dengtan satuan Volt atau disingkat V dan notasinya dituliskan dengan huruf E.

Nama satuan Volt diambil sebagai tanda penghormatan yang diberikan terhadap seorang sarjana Italia yang bernama Alesandro Guiseppe Antomio Volta (1766-1857) yaitu sebagai penemu elemen Volta.

Perlu diketahui bahwa pada umumnya pembangkit tegangan listrik masa kini dapat menghasilkan tegangan listrik dalam jumlah yang sangat besar, yang ukurannya kadang-kadang sampai mencapai berjuta-juta Volt dan ini tentunya untuk menuliskan angka sebesar itu harus dituliskan dengan satuan listrik yang lebih besar dari Volt.

Satuan yang lebih besar dari Volt adalah:

1 kila Volt = 1 KV = 1.000 V = 103 V

1 mega Volt = 1MV = 1.000.000 V = 106 V

Dan sebaliknya pada percoban-percobaan elektronika kadang kala kita akan berhubungan dengan tegangan listrik yang nilainya lebih kecil dari satuan Volt.

Satuan yang lebih kecil dari Volt adalah:

1 mili Volt = 1 mV = 0,001V

1 micro Volt = 1 uV = 0,000,001 V

1 micro-micro Volt = 1 uuV = 0,000.000.000.001 V

 

SEKILAS TENTANG HUKUM OHM

Secara sederhana, Hukum Ohm digunakan untuk menghitung tegangan listrik, hambatan listrik, atau kuat arus dalam rangkaian listrik.

 

Hukum Ohm pertama kali diperkenalkan oleh seorang fisikawan asal Jerman bernama Georg Simon Ohm (1787-1854) pada tahun 1825 dan dipublikasikan pada tahun 1827 melalui sebuah papernya yag berjudul “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically”.

 

Hukum Ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa besar kuat arus yang mengalir pada suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujung penghantar jika suhu dijaga konsisten.

 

Hukum Ohm berbunyi, “Kuat arus yang mengalir dalam suatu penghantar atau hambatan besarnya sebanding dengan beda potensial atau tegangan antara ujung-ujung penghantar tersebut. Pernyataan itu bisa dituliskan sebagai berikut yaitu I ∞ V.”

atau

Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar akan berbanding lurus dengan tegangan/beda potensial (V) yang diterapkan kepadanya dan berbanding terbalik dengan hambatannya R.

 

Secara matematis rumus hukum ohm adalah dapat dilihat melalui persamaan berikut ini:

• V = I x R
• I = V / R
• R = V / I

Keterangan:

• V (Voltage) = Beda potensial atau tegangan yang terdapat pada kedua ujung penghantar dengan satuan Volt (V).
• I (Current) = Arus listrik yang mengalir pada sebuah penghantar dengan satuan Ampere (A).
• R (Resistance) = Hambatan listrik yang terdapat pada sebuah penghantar dengan satuan ohm (Ω atau Ohm).
  

 

Rangkaian Listrik dalam Hukum Ohm

Hukum Ohm mempunyai hubungan yang berkaitan erat atau biasa disebut dengan ilmu kelistrikan/rangkaian listrik.

Rangkaian dalam hal ini berarti sebagai lintasan listrik yang sudah dilalui dari sumber daya lalu kembali lagi.

Sema bagian yang dimiliki oleh rangkaian listrik harus bisa menghantarkan listrik serta terhubung antara satu dengan yang lainnya.

Hal ini tentu berbeda dengan rangkaian yang ada pada Hukum Kirchoff. Rangkaian listrik pada Hukum Ohm terbagi menjadi dua, diantaranya :

1. Rangkaian Seri

Rangkaian seri adalah sebuah rangkaian listrik yang dimana semua komponen didalamnya akan terhubung antara satu sama lain. Adapun contoh dari rangkaian seri yaitu senter.

2. Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel adalah sebuah rangkaian yang mempunyai baterai atau komponen lainnya yang akan terhubung antar satu sama lain dengan cara menyilang.

 

Penerapan Hukum Ohm

Berikut ini merupakan beberapa penerapan dari hukum Ohm yang dapat kalian ketahui, diantaranya:

• Hukum Ohm dimanfaatkan untuk pembuatan rangkaian listrik seri, paralel dan gabungan.
• Arus listrik yang diberi tegangan lebih besar dari tegangan yang seharusnya mengakibatkan alat listrik cepat rusak.
• Aliran listrik yang dimanfaatkan untuk penggunaan alat listrik, contohnya seperti kulkas, menyalakan lampu, TV, setrika dan alat listrik lainnya.
• Alat listrik yang diberi tegangan lebih kuat dari tegangan yang seharusnya mengakibatkan alat listrik tidak bekerja normal, contohnya seperti lampu yang diberi tegangan lebih rendah mengakibatkan proses pemanasan pada elemennya menjadi lambat.

Dalam penerapannya, pada rangkaian elektronika kita bisa menggunakan teori hukum ohm untuk memperkecil arus listrik, memperkecil tegangan serta juga bisa mendapatkan nilai resistansi atau hambatan yang kita inginkan.

Dalam perhitungan rumus hukum ohm, hal yang perlu untuk diingat ialah satuan unit yang digunakan yaitu Volt, Ampere, dan Ohm. Apabila kita menggunakan unit lainnya seperti kilovolt, milivolt, miliampere, kiloohm, atau megaohm, maka terlebih dahulu kita perlu mengkonversi ke unit Volt, Ampere dan Ohm agar mempermudah dalam perhitungan dan memperoleh hasil yang benar. 

 

Contoh penerapan hukum Ohm dalam kehidupan sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari, kita dapat melihat contoh penerapan hukum Ohm pada televisi, lampu, senter, dan radio. Semua peralatan elektronik tersebut hanya akan menyala ketika ada aliran listrik yang bersumber dari tegangan listrik untuk menghasilkan beda potensial. Sebagai tambahan informasi, apabila ada alat listrik yang bertuliskan 240V/4 A, artinya alat listrik tersebut akan bekerja atau dapat digunakan secara optimal jika dipasang pada tegangan 240 Volt dan kuat arus 4 Ampere. Aturan di atas harus dipahami. Karena jika pemasangan alat litrik tidak sesuai dengan spesifikasinya, akan membuat alat tersebut cepat rusak dan tidak bisa digunakan dalam jangka waktu lama.

 

Contoh Soal Hukum Ohm:

 

1.      Mengitung tegangan dengan hukum Ohm

Atur nilai hambatan atau resistansi potensiometer ke 500 Ohm, setelah itu atur Power Supply (DC Generator) hingga memperoleh Arus Listrik (I) 10mA. Berapakah nilai Tegangannnya (V) ?

Terlebih dahulu kita harus mengkonversikan unit arus listrik (I) yang satuannya miliAmpere menjadi Ampere. 10mA = 0.01 Ampere. Selanjutnya masukkan ke dalam rumus ohm nilai resistansi potensiometer 500 ohm dan nilai arus listrik 0.01 Ampere.

V = I x R

V = 0.01 x 500

V = 5 Volt

Maka nilai yang diperoleh yaitu 5 Volt.

 

2.      Mengitung arus listrik dengan hukum Ohm

Jika suatu DC generator atau power supply diatur untuk menghasilkan output tegangan 15 Volt dan potensiometer 10 Ohm. Berapakah nilai arus listriknya ?

Jawab:

Masukan nilai yang diketahui, yaitu tegangan 15V dan nilai resistansi 10 Ohm dalam rumus hukum Ohm.

I = V / R

I = 15 / 10

I = 1,5 Ampere

Jadi, nilai arus listrik DC generator tersebut adalah 1,5 Ampere.

 

3.      Mengitung arus listrik dengan hukum Ohm

Jika suatu tegangan di voltmeter adalah 15 Volt, dan nilai arus listrik di amperemeternya adalah 1 Ampere. Berapakah nilai resistansi pada potensiometernya?

Jawab:

Masukan nilai yang diketahui, yaitu tegangan 15V dan arus listrik 1A ke dalam rumus Ohm. 

R = V / I

R = 15 /1

R = 15 Ohm

Jadi, nilai resistensi potensiometernya adalah 15 Ohm.

 

 *File lama dalam laptop zaman mahasiswa