Hukum Ohm (Fisika SMA)

Hukum Ohm – Ketika belajar Fisika SMA bab listrik dinamis sobat akan menemukan Hukum Ohm. Hukum ohm bercerita tentang hubungan antara besarnya hambatan (R) dengan tegangan (V) dan kuat arus litrik (I). Hukum ini adalah salah satu yang paling populer dan luas dampaknya di bidang kelistrikan hingga sekarang. Hukum ini ditemukan oleh ahli fisika dan matematika asal Jerman beranama Goerge Simon Ohm.

Ilmuwan kelahiran Erlangen, Brandenburg-Bayreuth, German 16 March 1789 ini memulai penelitiannya dengan menggunakan sel elektrokimia yang ditemukan oleh Alexander Volta. Dari penelitan yang ia lakukan ia menemukan adanya hubungan langsung antara beda potensial (volt) yang diaplikasikan pada sebuah konduktor (hambatan) dengan arus listrik yang terjadi. Berikut foto dari George Simon Ohm.

Bunyi Hukum Ohm

“Besarnya beda potensial antara ujung-ujung penghatar dalam sebuah rangkaian listrik sebanding dengan arus listrik yang mengalir dan hambatan penghantar.”

Secara matematis hukum ohm di atas dapat dirumusk dengan

ΔV=I •R

dengan kata lain kita dapat mendefinisikan hukum ohm : perbedaan potensial listrik antara dua titik pada rangkaian (ΔV) sebanding dengan arus listrik antara dua titik tersebut dan hambatan total dari semua perangkat listrik yang ada diantara dua titik tersebut.

Arus Listrik dalam Hukum Ohm

Rumus hukum ohm di atas bisa di tata ulang menjadi

Persamaan diatas menunjukkan variabel yang mempengaruhi besarnya arus listrik adalah tegangan dan hambatan. Arus listrik dalam rangkaian berbanding lurus dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan hambatan total. Semakin besar tegangan baterai maka akan semakin besar arus listrik. Semakin besar hambatan maka akan semakin kecil arus listrik. Untuk lebih memahami hubungan tersebut sobat bisa melihat tabel di bawah ini.

Gambar Ilustrasi	Tegangan	Hambatan Total	Arus Listrik
	1,5 V	3 Ω	0,5 A
	1,5 V	6 Ω	0,25 A
	3 V	3 Ω	1 A
	4,5 V	3 Ω	1,5 A

Ada banyak hambatan yang ada dalam sebuah rangkaian, bisa berupa lampu, kapasitor, sumber tegangan, dan bahkan kawat penghantar itu sendiri. Besarnya hambatan yang muncul pada sebuah kawat penghantar tergantung pada beberapa hal:

a. Hambatan jenis kawat (ρ)
b. panjang kawat penghantar (l)
c. luas penampang kawat (A)

Secara matematis dirumuskan

Hambatan jenis kawat penghantar sangat dipengaruhi oleh suhu kawat tersebut. Semakin tinggi sushu maka semakin besar hambatan jenisnya dan semakin besar pula hambatan listriknya.

ρ₁ = ρ_o (1 + α. ΔT)

dengan

ρ₁ = hambatan jenis pada suhu t^oC (ohm.m)
ρ_o= hambatan jenis pada shumu mula mula (ohm.m)
α = koefisien suhu (^oC^-1)
ΔT = perubahan suhu

Karena hambatan jenis kawat mengalami perubahan saat suhunya berubah, maka hambatan listriknyapun akan mengalami perubahan.

R_t = R_o (1 + α. ΔT)

R_o = hambatan pada suhu mula-mula
R₁ = hambatan pada suhu t ^oC

Untuk lebih memahami tentang hukum ohm berikut rumusnya mari kita simak contoh soal dan pembahasannya berikut

Contoh Soal Hukum Ohm

1. Sebuat alat pemanggan roti elektrik 10 ampere dihubungkan dengan sumber 220 volt. Berapa hambatan yang terjadi

a. 0,5 ohm	c. 10 ohm	e. 22 ohm
b. 5 ohm	d. 11 ohm

Jawaban

Diketahui
V = 220 volt
I = 10 ampere

Ditanya
R = …?

Jawab
R = V/I = 220/10 = 22 ohm (jawaban E)

2. Sebuah kawat panjang 10 meter dengan diameter 1 mm dan hambatan jenisnya 6,28. 10^-6 ohmmeter. Berapakah hambatan kawat tersebut?

a. 10 ohm	c. 8 ohm	e. 2 ohm
b. 5 ohm	d. 4 ohm

Jawab :

Diketahui
l = 10 m
r = 1 mm = 10^-3 m
ρ = 6,28. 10^-6 ohmmeter

Ditanyakan
R = ..?

Jawab
R = ρ l/A
Luas penampang kawat = luas lingkaran (yuk baca rumus luas lingkaran)
A = π r²   sehingga
R = ρ l/π r²
R = 6,28. 10^-6 . 10 / 3,14 . (10^-3)²
R = 6,28. 10^-6 . 10 / 3,14 . 10^-6.
R = 20 ohm.

3. Sebuah termometer hambatan platina mempunyai hambatan 40 ohm pada suhu 20oC. Ketika termometer hambatan tersebut diccelupkan ke dalam bejana yang berisi leburan logam aluminium (baca : apa itu logam aluminium), hambatannya menjadi 126 ohm. Berapa titik lebur alumunium tersebut? Diketahui koefisien suhu α = 3,92 . 10^-3/^oC

Jawaban
Ro = 40 Ohm
R_t = 126 Ohm
To = 20^oC
R_t = R_o (1 + α. ΔT)
126 = 40 (1 + 3,92 . 10^-3. ΔT)
126 = 40 + 0,1568. ΔT
86 = 0,1568. ΔT
ΔT = 86/0,1568
ΔT = 548, 5^oC

Titik Lebur Aluminium

ΔT = T₁ – T_o
548, 5 = T₁ – 20
T₁ = 548,5 + 20 568,5 ^oC

Okey sobat itu tadi pembahasan dan contoh soal hukum ohm untuk materi fisika SMA. Semoga bermanfaat. 😀