Pengertian Bunyi dan Rumus Hukum OHM dan Hambatan

Setelah kamu mempelajari muatan listrik maka pembahasan kali ini akan membahas tentang pengertian hambatan listrik, bunyi hukum ohm, pengertian hukum ohm, grafik tegangan versus arus listrik dan rumus hukum ohm.

Hambatan dan Hukum Ohm

Hambatan

Pernahkah kamu memikirkan, mengapa lampu listrik dapat menyala jika ada arus listrik? Di dalam lampu terdapat kawat halus yang disebut filamen.

Jika terdapat arus listrik pada rangkaian, maka muatanmuatan listrik melewati filamen lampu tersebut. Pada saat melewati filamen, energi listrik yang dikandung muatan listrik berubah menjadi energi panas dan cahaya.

Berpijarnya filamen ini mirip dengan air sungai di pegunungan yang melewati bebatuan, dan kamu mendengar bunyi gemericik air.

Bebatuan tersebut menghambat aliran air, dan energi gerak air berubah menjadi energi bunyi. Seperti halnya bebatuan yang menghambat aliran air, filamen tersebut memiliki hambatan.

Hambatan merupakan kecenderungan suatu benda untuk melawan aliran muatan listrik, mengubah energi listrik menjadi energi bentuk lain. Di dalam rangkaian listrik, hambatan diberi simbol R.

Hukum Ohm

Coba kamu amati air yang dialirkan melalui selang. Jika selang dinaikkan ke atas, maka lebih banyak air yang mengalir.

Sebaliknya jika posisi selang kamu turunkan, air yang mengalir lebih sedikit. Ketinggian air ini mirip dengan besar beda potensial listrik, dan banyaknya air yang mengalir mirip dengan arus listrik.

Jadi, semakin besar beda potensial listrik, maka semakin besar pula arus listrik yang mengalir. Sebaliknya, semakin kecil beda potensial listrik, maka semakin kecil pula arus listriknya.

Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya

misalkan data yang kamu hasilkan seperti tabel di bawah ini.

 Jika data tersebut kamu buat dalam bentuk grafik beda potensial (V) terhadap kuat arus (I), kamu akan memperoleh grafik seperti di samping ini.

Grafik tegangan versus

arus listrik

Grafik di atas ini menunjukkan beda potensial sebanding dengan kuat arus. Di dalam matematika, persamaan grafik seperti di atas adalah y = mx, dengan m menyatakan gradien.

Karena sebagai sumbu y adalah V dan sumbu x adalah I, maka persamaan grafik di atas dapat ditulis:

dengan V = beda potensial .............................. volt (V)
           
              I = kuat arus ....................................... ampere (A)
             
             R = hambatan ..................................... ohm (Ω)

Jika I diletakkan dalam ruas kiri, maka persamaan di atas dapat dituliskan sebagai berikut.

Persamaan di atas dikenal dengan hukum Ohm, sesuai dengan nama orang yang pertama kali merumuskan hukum ini, yaitu George Simon Ohm.

Menurut hukum Ohm kuat arus dalam penghantar logam sebanding dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan hambatan penghantar tersebut.

Hukum Ohm dalam rangkaian tertutup

Sekarang perhatikan rangkaian sebuah hambatan dengan baterai 1,5 V seperti Gambardibawah(a). Kamu dapat memperbesar kuat arus pada hambatan (R), dengan cara memperkecil hambatan.

Namun jika hambatan (R) kecil, ternyata kuat arus tidak dapat membesar lagi secara beraturan jika R diperkecil.

Hal ini terjadi karena di dalam baterai terdapat hambatan. Hambatan yang terdapat di dalam sumber tegangan disebut hambatan dalam.

Sedangkan hambatan (R) yang kamu pasang di luar sumber tegangan disebut hambatan luar. Jika hambatan dalam ditulis dalam rangkaian, maka penggambaran rangkaian menjadi seperti Gambar dibawah.

(a) Rangkaian hambatan dengan baterai,

(b) Rangkaian dengan adanya hambatan dalam pada baterai

Arus dalam rangkaian di atas.(b) akan melewati hambatan luar (R) dan hambatan dalam (r). Oleh karena itu hambatan totalnya merupakan gabungan hambatan luar (R) dan hambatan dalam (r), yaitu R + r. Kuat arus dalam rangkaian tersebut dapat dicari dengan hukum Ohm.

dengan   ε  = gaya gerak listrik baterai ................ volt

               I = arus listrik ....................................... ampere (A)

             R = hambatan ........................................ ohm (Ω)

              r = hambatan dalam ............................ ohm (Ω)

Pengukuran tegangan jepit

Akibat adanya hambatan dalam, maka tegangan baterai setelah dipasang pada rangkaian lebih kecil daripada gaya gerak listriknya. Beda potensial antara kutub-kutub baterai setelah dipasang hambatan luar disebut tegangan jepit. Perhatikan Gambardiatas. Tegangan jepit dapat dihitung dengan cara berikut.

V = I × R    atau    V = ε − Ir