Mengenal Hukum Ohm, Bunyi, Rumus dan Contoh soal
Mengenal Hukum Ohm, Bunyi, Rumus dan Contoh soal - Hukum Ohm adalah hukum dasar dari kelistrikan. Jika kita belajar tentang listrik, Kita pasti sangat familiar dengan istilah tegangan, Arus dan Hambatan. Tegangan, arus dan hambatan merupakan besaran dasar listrik.
Hukum Ohm menjadi materi awal ketika mempelajari sistem kelistrikan dan elektronika. Hubungan antara ketiga besaran ini ditemukan oleh seorang ilmuan asal Jerman bernama George Simon Ohm pada tahun 1827.
George Simon Ohm memperkenalkan hukum ohm di dalam papernya yang berjudul �The Galvanic Circuit Investigated Mathematicaly� Karena pemikiran Ohm sudah terbukti dan tidak menimbulkan kontradiksi maka disebutlah Hukum Ohm. Semua rumus turunan dari kelistrikan tidak kan lari dari hukum ini.
Bunyi Hukum Ohm
Hukum Ohm berbunyi :
�Kuat arus yang mengalir pada suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial pada kedua ujung penghantar dan berbanding terbalik dengan hambatan pada penghantar tersebut�
Dari bunyi hukum ohm diatas jelas menjelaskan hubungan 3 parameter yaitu arus, beda potensial (voltage) dan hambatan (resistansi). Hukum menjelaskan bahwa Arus listrik yang mengalir pada penghantar akan semakin besar apabila Tegangannya dibesarkan, sebaliknya arus listrik yang mengalir akan semakin kecil justru apabila hambatannya yang dibesarkan.
Kecerdasan George Simon Ohm dalam ilmu kelistrikan melahirkan rumus matematis dalam persamaan:
Tegangan, Arus dan Hambatan
Pada dasarnya sebuah rangkaian listrik pasti mempunyai sumber tegangan dan beban. Sebuah sumber tegangan dan beban membentuk sebuah rangkaian tertutup (closed loop). Pada rangkaian close loop itulah mengalis arus listrik tiap satuan waktu. Dalam 1 ampere arus yang mengalir dalam 1 detik sama dengan 1 Coloumb per detik. Dimana 1 Coloumb sama dengan 6,241504 * 1018 elektron.
Tegangan adalah beda potensial antara 2 titik dalam sebuah penghantar. Beda potensial berarti berbedaan tingkatan energi yang terdiri dari potensial tinggi dan potensial rendah. Contoh beda potensial adalah air yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Tegangan disimbolkan dengan V dan satuanya adalah Volt. Mencari beda potensial dapat menggunakan rumus V = I * R.
Arus adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Arus listrik adalah aliran elektron yang terjadi akibat faktor tententu misalnya karena panas atau beda potensial. Arus disimbolkan dengan I (Intesity) dan Satuannya adalah Ampere (A). mencari nilai arus dapat menggunakan rumus : I = V / R.
Hambatan adalah perbandingan antara Tegangan dan arus listrik yang mengalir. Hambatan disimbolkan dengan R dan satuannya adalah Ohm. mencari nilai hambatan dapat menggunakan rumus : R = V / I.
Daya Listrik
Daya listrik adalah Laju hantaran energi dalam sebuah rangkaian listrik. Daya pada sebuah rangkaian menyatakan banyaknya tenaga listrik yang mengalir tiap satuan waktu.
Daya disimbolkan dengan P (Power) dan Satuannya adalah W (watt). Menghitung daya dapat menggunakan rumus P = V * I atau P = V2 / I atau P = I2 * R.
Contoh soal hukum Ohm
1. Perhatikan gambar 1
 |
| Gambar 1 |
A ) Diketahui dari gambar, sebuah sumber tegangan bernilai 20V, mengalir arus listrik melalui resistor yang nilainya 500 ohm. Berapa arus listrik yang mengalir ?
Jawab :
Dari hukum ohm didapatkan rumus I = V / R dengan memasukkan nilainya dapat dihitung
I = 20 / 500 = 0.04 A atau 40mA (Mili Ampere)
B ) jika pada gambar diatas Resistornya diubah menjadi 2K ohm, berapa arus yang mengalir ?
Jawab :
Dari hukum ohm kita dapat mengambil fakta bahwa arus listrik yang mengalir akan bertambah besar bila tegangannya dibesarkan, dan arus listrik yang mengalir justru akan berkurang jika hambatannya dibesarkan. Merubah nilai resistansi menjadi lebih besar akan membuat arus yang mengalir semakin kecil. Nilai arus dapat dihitung :
I = 20 / 2000 = 0.01 A atau 10 Ma
2. Perhatikan Gambar 2
 |
| Gambar 2 |
A ) Diketahui dari gambar, Sebuah sumber tegangan dengan nilai tertentu Mengalir arus sebesar 3mA melalui sebuah resistor yang bernilai 6K ohm. Berapakah beda potensial pada titik A dan B ?
Jawab :
Dari hukum ohm didapatkan rumus V = I * R dengan memasukkan nilainya dapat dihitung Tegangannya. Sebelumnya konversi dulu satuan mili ampere ke Ampere, dan Kilo Ohm menjadi Ohm
V = 0.003 * 6000 = 18 V
B ) jika pada gambar diatas I berubah menjadi 6 mA, berapa tegangan pada titik A dan B ?
Jawab :
Dari hukum ohm kita dapat mengambil fakta bahwa arus listrik yang mengalir akan bertambah besar bila tegangannya dibesarkan, dan arus listrik yang mengalir justru akan berkurang jika hambatannya dibesarkan. Berubahnya nilai arus berarti ada perubahan pada beda potensial. Nilai tegangan dapat dihitung :
V = 0.006 * 6000 = 36V
Bertambahnya arus listrik berarti bertambah pula beda potensial antara titik A dan B
3. Perhatikan Gambar 3
 |
| Gambar 3 |
Dari gambar diatas terdapat 2 buah sumber tegangan (anggaplah beterai) yang dihubung seri bernilai masing-masing 10V ,mengalir arus sebesar 40mA pada sebuah R. berapa kah nilai hambatan dari R tersebut ?
Jawab :
Jika 2 buah sumber tegangan di seri , maka tegangan totalnya adalah penjumlahan dari semua sumber tersebut. Jika ada 2 baterai bernilai 10V berarti Tegangan totalnya adalah 2*10V = 20V. untuk menghitung hambatan dapat menggunakan rumus :
R = V / I
R = 20 / 0.04
R = 500 ohm
4. Perhatikan gambar 4
 |
| Gambar 4 |
Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa sebuah sumber tegangan dengan nilai 10V mengalir arus melalui sebuah resistor dengan nilai tertentu dan menghasilkan daya sebesar 10W. Pertanyaannya adalah jika Tegangannya dinaikkan 2 kali lipat, maka berapa kah daya listrik yang dihasilkan ?
Jawab :
Tidak perlu menggunakan rumus, hanya perlu logika sederhana dari hukum ohm. Menurut hukum ohm, jika tegangan dinaikkan 2 kali lipat maka arus yang mengalir juga naik 2 kali lipat. Maka daya yang dihasilkan adalah 4 kali lipat karena daya = 2V * 2I (baca : 2 kali lipat tegangan * 2 kali lipat arus) = 4 kali lipat daya. 4 kali lipat dari 10W adalah 40 W.
Kesimpulan
Hukum Ohm menjadi hukum dasar dari kelistrikan , karena menjelaskan hubungan antara 3 besaran dasar listrik yaitu arus, beda potensial (tegangan) dan hambatan (resistansi). Hukum ohm yang berbunyi �Arus yang mengalir pada sebuah penghantar berbanding lusrus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan hambatan� berarti Kenaikan tegangan pada penghantar akan menyebabkan kenaikan arus, sebaliknya kenaikan hambatan akan menyebabkan penurunan pada nilai arus listrik.