omG8HI9LSKFW6lhCj8prTs0Z6lUhdOT9Jhi1Sf4m

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel

Hukum Ohm

Pada postingan sebelumnya kita telah mempelajari tentang tegangan, arus, dan daya dalam rangkaian listrik. Untuk dapat menentukan nilai dari elemen yang dicari, kita perlu memahami beberapa hukum dasar untuk rangkaian listrik. Keduanya adalah : Hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff yang merupakan hukum dasar untuk analisa rangkaian yang telah ditemukan dan digunakan bertahun - tahun.
Hukum Ohm

Pada kesempatan ini, kita akan berdiskusi beberapa teknik yang dapat memudahkan kita dalam menganalisa rangkaian listrik. Kita akan membatasi teknik analisa hanya untuk beban resistif untuk memudahkan pemahaman.

Teori Hukum Ohm

Setiap material memiliki karakteristik masing - masing untuk dapat menahan aliran arus listrik. Kemampuan fisik untuk menahan arus dapat disebut sebagai resistansi dan diwakili oleh simbol R.
hukum ohm adalah
Gambar 1. Resistansi
Resistansi suatu material dengan luas penampang A bergantung pada A dan panjang l, seperti yang dapat dilihat pada Gambar.(1a). Bentuk matematikal resistansi dapat digambarkan di bawah :
hukum ohm adalah
(1)
dimana ρ adalah resistansi material (ohm-meter). Konduktor yang baik seperti tembaga dan aluminium memiliki resistansi rendah, sedangkan isolator seperti mika dan kertas memiliki resistansi tinggi.

Resistor biasanya terbuat dari paduan logam dan senyawa karbon untuk memenuhi sifat resistif. Simbol rangkaian dapat dilihat pada Gambar.(1b), dimana R mewakili resistansi suatu resistor. Resistor adalah komponen pasif paling sederhana.
Hubungan antara arus dan tegangan terhadap resistor dikenal dengan Hukum Ohm atau Ohm's Law, sebagai penghargaan kepada Georg Simon Ohm (1787-1854) dan tertulis seperti berikut :
Hukum Ohm mengatakan bahwa tegangan v pada sebuah resistor memiliki nilai yang proporsional terhadap arus i yang mengalir melalui sebuah resistor.
Sehingga,
hukum ohm adalah
(2)
Ohm didefinisikan sebagai nilai konstan yang proporsional terhadap sebuah resistor dengan resistansi R. Sehingga Persamaan.(2) menjadi
hukum ohm adalah
(3)
yang merupakan persamaan matematik dari Hukum Ohm. R pada Persamaan.(3) diukur dalam ohm atau Ω.
Sehingga,
Resistansi R pada sebuah elemen menunjukkan kemampuannya dalam menghambat aliran arus listrik dan diukur dalam ohm (Ω).
Persamaan dapat diubah menjadi
hukum ohm adalah
(4)
Maka dari itu
1 Ω = 1 V/A
Untuk dapat mengimplementasikan Hukum Ohm seluruhnya, kita harus memperhatikan polaritas tegangan dan arah aliran arus.
Nilai dari R bervariasi dari 0 hingga tak terhingga, sehingga penting untuk mengetahui dua kemungkinan nilai ekstrim dari R. Sebuah elemen dengan nilai R = 0 dapat dilihat pada Gambar.(2a) dan dikenal dengan hubung singkat atau short circuit.
hukum ohm adalah
Gambar 2. Short circuit dan open circuit
Sehingga,
hukum ohm adalah
(5)
Menunjukkan bahwa tegangan sama dengan nol tetapi arus dapat memiliki nilai berapapun. Short circuit dapat dianggap menyambungkan kabel dengan konduktansi sempurna. Jadi,
Short circuit adalah elemen rangkaian dengan resistansi mendekati nol.
Berlawanan, elemen dengan R = ∞ dikenal dengan hubung terbuka atau open circuit seperti yang digambarkan pada Gambar.(2b). Untuk open circuit,
hukum ohm adalah
(6)
Menunjukkan bahwa arus bernilai nol dan tegangan dapat bernilai berapapun. Sehingga,
Open circuit adalah elemen rangkaian dengan resistansi mendekati tak terhingga.
Resistor dapat bernilai tetap atau variabel namun sebagian besar bernilai tetap sehingga resistansinya konstan. Gambar.(3) menunjukkan dua jenis umum dari resistor tetap (wirewound dan composition). Gambar.(3a) adalah tipe wirewound, digunakan untuk resistansi kecil dengan ambang daya yang besar, sementara Gambar.(3b) adalah tipe composition, digunakan untuk resistansi besar dengan ambang daya kecil.
hukum ohm adalah
Gambar 3. Resistor tetap
Resistor variabel memiliki nilai resistansi yang dapat diatur dan simbolnya dapat dilihat pada Gambar.(4a). Resistor variabel yang umum dikenal dengan nama potensiometer atau pot untuk lebih singkatnya, dan simbolnya dapat dilihat pada Gambar.(4b)
hukum ohm adalah
Gambar 4
Pot adalah elemen dengan tiga terminal dengan bagian yang dapat digeser (slider) atau diputar (wiper). Dengan menggunakan slider, nilai resistansi dapat berubah. Seperti resistor tetap, resistor variabel juga memiliki tipe wirewound dan composition seperti pada Gambar.(5a) untuk composition dan Gambar.(5b) untuk slider pot.
hukum ohm adalah
Gambar 5. Potensiometer atau pot
Tidak semua resistor mematuhi Hukum Ohm. Resistor yang mematuhi Hukum Ohm disebut resistor linear dan memiliki resistansi tetap, sehingga karakteristik arus-tegangan dapat dilihat pada Gambar.(6a) : grafik i-v memiliki garis yang lurus melalui titik asalnya. Resistor nonlinear tidak mematuhi Hukum Ohm, resistansinya bervariasi dengan arus dan karakteristik i-v dapat dilihat pada Gambar.(6b). Contoh dari resistor nonlinear adalah bolam dan dioda.
hukum ohm adalah
Gambar 6. Karakteristik resistor i-v
Variabel lain yang berguna dalam analisis rangkaian listrik adalah kebalikan dari resistansi R, dikenal dengan konduktansi dan disimbolkan oleh G :
hukum ohm adalah
(7)
Konduktansi mengukur seberapa baik suatu elemen dalam mengalirkan arus listrik dan diukur dalam mho (ohm dieja terbalik) atau dengan simbol , kebalikan dari omega. Kita akan menggunakan siemens (S) daripada mho, seperti pada satuan SI :
hukum ohm adalah
(8)
Sehingga,
Konduktansi adalah kemampuan elemen dalam menghantarkan arus listrik, diukur dalam mho atau siemens (S)
Resistansi yang sama dapat digambarkan dalam ohm atau siemen, sebagai contoh 10 Ω sama dengan 0.1 S. Dengan Persamaan.(7) dapat kita tulis :
hukum ohm adalah
(9)
Disipasi daya (dissipated power) oleh resistor dapat diekspresikan menggunakan R dengan Persamaan.(3),
hukum ohm adalah
(10)
Disipasi daya oleh resistor dengan menggunakan G,
hukum ohm adalah
(11)

Contoh Soal Hukum Ohm

1.Sebuah setrika listrik mengonsumsi 2 A pada 120 V. Hitung resistansinya.
Solusi :
Menggunakan Hukum Ohm
hukum ohm adalah


2.Lihat rangkaian di bawah, hitung arus i, konduktansi G, dan daya p.
hukum ohm adalah
Solusi :
Arusnya adalah
hukum ohm adalah
Konduktansinya adalah
hukum ohm adalah
Dayanya adalah
hukum ohm adalah


For better and more complete explanation read here : Ohm's Law
Related Posts
SHARE

Related Posts

Subscribe to get free updates

Posting Komentar

Language