Landasan Teori Ohm [PDF]

Citation preview

HAMBATAN LISTRIK PENDAHULUAN Landasan Teori Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya atau juga menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor. Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya. Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah "hukum" tetap digunakan dengan alasan sejarah. Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan: dimana I adalah arus



listrik yang



mengalir



pada



suatu



penghantar



dalam



satuan Ampere, Vadalah tegangan listrik yang terdapat pada kedua ujung penghantar dalam satuan volt, dan Radalah nilai hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu penghantar dalam satuanohm. Hukum



ini



dicetuskan



oleh Georg



Simon



Ohm,



seorang fisikawan dari Jerman pada tahun 1825 dan dipublikasikan pada sebuah paper yang berjudul The Galvanic Circuit Investigated Mathematically pada tahun 1827.



Ada 2 bunyi hukum Ohm yaitu :



157



HAMBATAN LISTRIK 1) Besarnya arus listrik yang mengalir sebanding dengan besarnya beda potensial (Tegangan). Untuk sementara tegangan dan beda potensial dianggap sama walau sebenarnya kedua secara konsep berbeda. Secara matematika di tuliskan I ∞ V atau V ∞ I, Untuk menghilangkan kesebandingan ini maka perlu ditambahkan sebuah konstanta yang kemudian di kenal dengan Hambatan (R) sehingga persamaannya menjadi V = I.R. Dimana V adalah tegangan (volt), I adalah kuat arus (A) dan R adalah hambatan (Ohm). 2) Perbandingan antara tegangan dengan kuat arus merupakan suatu bilangan konstan yang disebut hambatan listrik. Secara matematika di tuliskan V/I = R atau dituliskan V = I.R. Fungsi utama hukum Ohm adalah digunakan untuk mengetahui hubungan tegangan dan kuat arus serta dapat digunakan untuk menentukan suatu hambatan beban listrik tanpa menggunakan Ohmmeter. Kesimpulan akhir hukum Ohm adalah semakin besar sumber tegangan maka semakin besar arus yang dihasilkan. Kemudian konsep yang sering salah pada siswa adalah hambatan listrik dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik. Konsep ini salah, besar kecilnya hambatan listrik tidak dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik tetapi dipengaruhi oleh panjang penampang, luas penampang dan jenis bahan.



Konsep Hambatan Listrik Misalkan kita punya sebatang kawat, maka didalam kawat itu sebenarnya punya jutaan elektron yang bergerak secara acak dengan kelajuan 10 pangkat 5 m/s. Ketika kawat ini tidak kita hubungkan dengan sumber tegangan maka elektron akan bergerak disekitar tempat nya saja, dia tidak akan bisa jauh-jauh dari tempatnya semula. Hal ini disebabkan karena disekitarnya berdesak – desakan dengan elektron lain dan juga ada pengaruh gaya ikat inti. Bagaimana jika kawat tersebut kita hubungkan dengan sumber tegangan maka elektron mulai mengalir dengan kelajuan 1 mm/s. Menurut para ahli energi yang diperoleh dari sumber tegangan digunakan elektron untuk berpindah, dan saat berpindah elektron juga mengeluarkan energi. Dalam perjalanannya elektron juga 158



HAMBATAN LISTRIK mendapat halangan elektron – elektron yang lain. Besarnya halangan yang dialami elektron inilah yang disebut dengan hambatan listrik suatu benda. Hambatan dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu panjang, luas dan jenis bahan. Hambatan berbading lurus dengan panjang benda, semakin panjang maka semakin besar hambatan suatu benda. Hambatan juga berbading terbalik dengan luas penampang benda, semakin luas penampangnya maka semakin kecil hambatannya.. Inilah alasan mengapa kabel tiang listrik dibuat besar-besar, tujuannya adalah untuk memperkecil hambatan sehingga tegangan bisa mengalir dengan mudah. Hambatan juga berbanding lurus dengan jenis benda (hambatan jenis) semakin besar hambatan jenisnya maka semakin besar hambatan benda itu. Secara matematika dapat dituliskan :



dimana ρ adalah hambatan jenis (ohm/m), L adalah panjang benda (m) dan A adalah luas penampang (m kuadrat) biasanya luas penampang bentuknya lingkaran.



159