Dalam ilmu fisika terdapat suatu hukum yang menyatakan besaran arus listrik yang mengalir dalam sebuah benda sebagai penghantar. Hukum tersebut dikenal dengan hukum Ohm. Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti memanfaatkan arus listrik untuk berbagai kebutuhan. Baik itu menonton TV, charge handphone, menyetrika, dan sebagainya.
Semua kegiatan tersebut memanfaatkan adanya arus listrik yang diubah menjadi berbagai macam energi. Untuk mendapatkan arus listrik, harus ada sebuah penghantar yang sifatnya konduktor atau dapat menghantarkan listrik. Agar teman-teman lebih mengenal akan arus listrik, simak penjelasan berikut ini.
Pengertian Hukum Ohm
Hukum Ohm adalah aturan yang menyatakan arus listrik berbanding lurus dengan tegangan yang dimilikinya. Arus listrik tersebut dialirkan melalui penghantar dan harus mempunyai nilai resistansi tidak bergantung pada polaritas dan besar beda potensialnya. Namun, tidak semua penghantar mematuhi hukum tersebut.
Dalam menghasilkan arus listrik harus ada beda potensial. Seorang ilmuwan bernama Georg Simon Ohm melakukan eksperimen mengenai arus yang terdapat pada kawat logam dan berbanding lurus dengan beda potensial yang diberikan pada ujungnya.
Untuk lebih mudah memahaminya, arus listrik dan beda potensial dapat diibaratkan sebagai pipa dan air. Jika sebuah pipa berada di tempat yang datar, maka kecepatan air yang mengalir akan kecil. Karena tinggi ujung pipa sama atau tidak ada beda tingginya.
Namun, jika teman-teman menaikan salah satu ujung pipa tersebut, air akan lebih cepat mengalir atau kecepatan air mengalir lebih tinggi. Hal ini dikarenakan ada beda tinggi pada ujung pipa tersebut. Sama dengan hukum Ohm yang terdapat pada suatu penghantar. Jika penghantar mempunyai beda potensial yang besar maka arus listrik yang mangalir pun besar.
Teori Hukum Ohm
Hukum Ohm ditemukan oleh Georg Simon Ohm pada tahun 1787 sampai 1854. Hukum ini berisi tentang hubungan antara tegangan listrik, arus listrik, dan juga hambatan listrik dalam sebuah rangkaian. Georg Simon Ohm merupakan seorang ilmuwan fisika dan matematika yang berasal dari Jerman. Nama hukum tersebut diambil dari nama belakang penemunya yaitu Ohm.
Pernyataan mengenai besaran arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar ditentukan dari beda potensialnya. Selain itu besaran arus listrik yang mengalir juga tergantung dari hambatan yang diberikan pada benda penghantar tersebut. Arus listrik yang mengalir ke sebuah penghantar mempunyai satuan Ampere.
Untuk mendapatkan besaran Ampere diukur menggunakan Amperemeter. Amperemeter merupakan alat untuk mengukur arus listrik yang mengalir pada penghantar konduktor. Selain itu, Amperemeter juga dapat digunakan untuk mengatur kuat arus, dan dapat dipasang dengan rangkaian seri karena mempunyai hambatan yang sangat kecil.
Jika arus listrik sangat besar, maka membutuhkan alat ukur yang mempunyai tahanan Shunt. Tahanan Shunt dipasang secara paralel dengan Amperemeter tersebut, setelah itu dapat digunakan. Amperemeter yang mempunyai tahanan Shunt dikenal dengan Ammeter.
Dalam hukum Ohm, terdapat pula beda potensial. Beda potensial tersebut dapat diukur menggunakan alat yang dinamakan voltmeter. Voltmeter dapat digunakan untuk mengukur beda potensial karena mempunyai tahanan dalam yang besar serta dapat dipasang secara paralel pada suatu penghantar.
Arus listrik menjadi sebuah energi listrik yang digunakan untuk berbagai kebutuhan. Energi listrik dapat diubah menjadi energi lain, di antaranya energi panas, energi mekanik, energi cahaya, dan sebagainya. Energi tersebut dimanfaatkan oleh kita untuk melakukan berbagai aktivitas. Salah satunya saat Kamu menggunakan hair dryer, setrika, TV, dan sebagainya.
Untuk dapat mengubah energi listrik menjadi energi panas membutuhkan anus yang besar. Serta harus ada elektron yang bergerak pada penghantar. Saat terjadi tumbukan antara elektron dan atom, maka energi dari elektron akan dikirimkan ke atom. Sehingga menghasilkan energi panas yang keluar dari penghantar tersebut.
Bunyi Hukum Ohm
Sama halnya dengan hukum fisika lainya, hukum Ohm juga mempunyai bunyi yaitu “Besarnya arus listrik yang mengalir pada penghantar berbanding lurus dengan beda potensialnya dan berbanding terbalik dengan hambatannya”. Jika suhu tetap atau stabil, maka arus listrik dan beda potensial akan berbanding lurus.
Penerapan hukum Ohm ini dapat digunakan oleh rangkaian elektronika. Dengan menggunakan rumus Ohm dapat memperkecil besaran arus listrik dan tegangan. Sehingga nilai hambatan atau resistansi yang diperoleh sesuai dengan yang Kamu inginkan.
Rumus Hukum Ohm
Hukum fisika pasti mempunyai rumus atau formula masing-masing, termasuk Hukum Ohm. Rumusnya yaitu:
V = I x R
R = V / I
I = V / R
Keterangan:
V = Beda potensial satuan Volt atau V
R = Resistansi atau hambatan satuan Ohm Ω
I = Current atau arus listrik satuan Ampere atau A
Dalam menggunakan rumus Ohm tersebut, Kamu harus memperhatikan satuannya. Karena satuan memberikan pengertian penting dalam perhitungan. Satuan yang digunakan yaitu Volt, Ohm dan Ampere. Sehingga saat satuan yang digunakan kilovolt, megaOhm, dan sebagainya maka Kamu harus mengubah atau mengkonversikan ke satuan volt atau Ohm terlebih dahulu.
Contoh Soal Hukum Ohm
Untuk lebih memahami hukum Ohm dan perhitunganya, perhatikan contoh soal berikut ini.
[su_box title=”1. Menentukan arus listrik atau I” box_color=”#020202″]
Contoh Soal 1
Sebuah Power Supply dapat menghasilkan tegangan atau beda potensial hingga 20 Volt. Dan hambatan yang dihasilkan 30 Ohm. Berapa besaran arus listrik yang dihasilkan oleh Power Supply tersebut?
Jawab:
Diketahui =
Beda potensial atau V = 20 V
Hambatan atau R = 30 Ω
Ditanyakan?
Arus listrik dalam Ampere?
Jawab =
I = V / R
= 20 / 30
= 0.667 Ampere
Maka besar arus listrik yang dihasilkan oleh Power Supply tersebut adalah 0.667 A.
Contoh Soal 2
Sebuah penghantar mempunyai beda potensial sebesar 50 Volt. Berapakan besar arus listrik penghantar tersebut jika nilai resistansi yang dihasilkan 20 Ohm.
Jawab:
Diketahui =
Beda potensial atau tegangan = 50 V
Nilai resistansi atau hambatan = 20 Ω
Ditanyakan:
Berapa besar arus listrik yang dihasilkan?
Jawab:
I = V / R
= 50 / 20
= 2.5 Ampere
Maka besar arus listrik yang dihasilkan oleh penghantar adalah 2.5 A.[/su_box]
[su_box title=”2. Menentukan Tegangan atau Beda Potensial” box_color=”#020202″]
Contoh Soal :
Suatu Generator mempunyai hambatan 300 Ohm. Arus listrik yang diberikan sebesar 20 miliampere. Berapakah beda potensial Generator tersebut?
Jawab:
Nilai resistansi atau hambatan = 300 Ω
Arus listrik = 20 mA
Satuan arus listrik harus dikonversikan menjadi Ampere yaitu = 20 / 1000 = 0.02 A
Ditanyakan:
Berapa beda potensial atau tegangannya?
Jawab:
I = V x R
= 0.02 x 300
= 6 Volt
Maka beda potensial Generator tersebut adalah 6 V.[/su_box]
[su_box title=”3. Menentukan Nilai Resistansi atau Hambatan” box_color=”#020202″]
Contoh Soal :
Ada sebuah penghantar kawat mempunyai arus listrik sebesar 40 mA. Kawat tersebut mempunyai beda potensial 0.5 Volt. Berapakah besar hambatan pada penghantar kawat tersebut?
Jawab:
Diketahui =
Arus listrik = 400
Satuan harus dikonversikan ke Ampere = 400 / 1000 = 0.4
Beda potensial = 0.5 Volt
Ditanyakan:
Berapa besar hambatan kawat?
Jawab:
R = V / I
= 0.4 / 0.5
= 0.8 Ω
Maka nilai resistansi penghantar kawat tersebut adalah 0.8 Ohm.[/su_box]
