Hukum Ohm: Penemu, Sejarah, Rangkaian dan Contoh Soal

Hukum Ohm

Kalimat.ID – Di dalam mempelajari ilmu elektronika tentu saja Anda harus juga memahami hukum dasarnya, yaitu Hukum Ohm. Dimana dalam hukum tersebut akan terjadi hubungan yang kuat antara arus listrik (I), tegangan (V) dan hambatan (R). Hukum Om diperkenalkan dan sekaligus ditemukan oleh seorang fisikawan berasal dari Jerman bernama Georg Simon Ohm di tahun 1825.

Supaya mendapatkan ulasan lengkap yang akan memudahkan Anda semakin memahami tentang pengertian hukum Ohm, berikut ini adalah penjelasan lengkap beserta penerapan dan contoh soalnya.

Penemu Hukum Ohm

Hukum Ohm menjadi salah satu pernyataan mengenai besaran arus listrik yang telah mengalir pada salah satu penghantar listrik mempunyai sebuah perbandingan lurus dibandingkan dengan besaran beda potensial yang mungkin bisa terjadi pada arusnya.

Dari pernyataan tersebut di sebuah penghantar akan bisa dikatakan masuk dalam kategori hukum Ohm besar nilai resistansinya tidak selalu bergantung pada besar polaritas dari beda potensial yang mengaturnya.

Pernyataan yang dikemukakan oleh Georg Simon Ohm di tahun 1825, sampai saat ini dipakai oleh sebagian besar peneliti pada saat sedang menganalisa sebuah rangkaian elektronika. Dan hukum tersebut juga menjadi salah satu dasar yang terdapat di dalam rangkaian listrik.

Pemakaian hukum ohm akan memudahkan manusia didalam menghitung dan juga bisa dipakai untuk memperkecil arus listrik, memperkecil sebuah tegangan yang terdapat di dalam rangkaian, dan juga bisa digunakan untuk mendapatkan nilai resistansi/hambatan yang bisa dipergunakan dalam sebuah rangkaian listrik.

Bunyi dan Rumus Hukum Ohm

Hukum Ohm diperkenalkan pertama kali pada sebuah tulisan dalam buku yang berjudul die galvanische kette mathematisch bearbeitet pada tahun 1827. Di mana dalam buku tersebut dituliskan secara lengkap mengenai semua teori yang berkaitan langsung dengan kelistrikan.

Pada karya tersebut. Ohm menyampaikan pernyataan jika sebuah gaya gerak listrik yang terjadi dan bekerja di antara generator listrik merupakan produk dari semua kekuatan arus dan hambatan yang terjadi di setiap sirkuit.

Selain itu Ohm sudah menyatakan jika suara musik akan dirasakan langsung oleh telinga setelah mendapatkan beberapa konstituen nada yang harmonis murni. Dan hal tersebut dapat dibuktikan kebenarannya setelah ada penelitian lanjutan yang dilakukan oleh beberapa ilmuan.

Bunyi hukum ohm yakni besar arus listrik (I) yang mengalir pada sebuah penghantar (R) akan memiliki nilai berbanding lurus dari beda potensial/tegangan (V) yang sedang diterapkan pada aliran itu. Dari pernyataan tersebut kemudian nama Ohm diabadikan sejarah. Dan pernyataan yang ditemukannya kemudian disebuh Hukum Ohm sampai saat ini.

Jika dituliskan didalam rumus dan dikaitkan dengan prinsip matematis, humum ohm dapat dirumuskan menjadi sebuah persamaan dibawah ini:

Untuk menghitung voltase listrik memakai rumus:
V = I x R

Untuk menghitung kuat arus listrik memakai rumus:
I = V /R

Untuk menghitung hambatan listrik memakai rumus:
R = V / I

keterangan:
V = Voltage (beda potensial/tegangan) yang satuan unitnya yakni Volt (V)
I = Current (arus listrik) yang satuan unitnya yakni Ampere (A)
R = Resistance (hambatan/resistansi) yang satuan unitnya yakni Ohm (Ω)

Penerapan Hukum Ohm

Dalam penerapan Hukum Ohm terdapat hubungan yang erat antara arus listrik, hambatan dan tegangan listrik. Pada saat Ohm membuat sebuah percobaan mengenai kelistrikan, dirinya menemukan beberapa hal yang menarik untuk disimpulkan. Berikut ini adalah kesimpulan dari percobaan yang dilakukan oleh Ohm saat itu.

Jika hambatan listrik tetap maka arus yang terjadi didalam setiap rangkaian akan memiliki perbandingan langsung bersama dengan tegangan. Jika tegangan bertambah maka juga akan mempengaruhi arus yang kemudian juga akan mengalami pertambahan. Dan pada saat tegangan berkurang akan berdampak juga pada arus yang juga berkurang.

Jika tegangan yang terjadi pada rangkaian tetap, maka arus yang terjadi di dalam rangkaian juga akan menjadi berbanding terbalik pada rangkaian tersebut. Saat hambatan bertambah maka akan mempengaruhi arus menjadi lebih berkurang. Jika beban berkurang dapat dipastikan jika arus akan bertambah.

Dalam kehidupan sehari-hari honda menemukan beberapa alat listrik yang ditulis keterangan 220 V/ 2 A. Tentu saja tulisan tersebut memiliki tujuan yang harus dipahami oleh para pemakai. Dalam tulisan tersebut diinformasikan jika alat yang akan anda pakai bisa bekerja secara optimal serta bisa digunakan dalam waktu yang lama jika digunakan pada tegangan 220 V dan memiliki kuat arus 2 A.

Bisanya terdapat lampu yang memiliki keterangan 220 V/2 A, dan pada masing-masing dipasangkan ditegangan 440 V dan 55 V. Maka akan terjadi kenaikan arus dan menyebabkan lampu tersebut bisa bercerai secara terang.

Namun pada kenyataannya, lampu tersebut tidak akan dibutuhkan banyak waktu untuk berpijar. Karena kelebihan arus tersebut maka akan membuat lampu cepat putus bahkan rusak. Tersebut akan bertanding sebaliknya pada beberapa alat yang salah digunakan. Bisa saja alat tersebut malah menjadi redup dan tidak bisa difungsikan secara maksimal.

Banyak sekali hal yang mempengaruhi Hukum Ohm. Berikut ini adalah beberapa hal yang masuk didalam sebuah rangkaian yang bisa masuk syarat berlakunya hukum ohm.

Sifat Arus

Pada sebuah logam, semua harus seluruhnya memang dibawa oleh elektron. Dan ion positif yang berada di dalamnya akan tetap pada kedudukan sama-sama pada struktur kristal. Hanya sebuah elektron yang paling luar saja yang bisa bebas dan memiliki peran dalam penghantaran. Sedangkan elektron yang lain akan selalu terikat kuat dengan ion yang terdapat di arus.

Lampu tidak menyala normal juga merupakan salah satu gejala yang diaplikasikan dari hukum ohm. Sangat jelas alasannya jika sebuah cahaya lampu memang berasal dari sebuah energi panas dari adanya aliran arus listrik.

Listrik yang dihasilkan merupakan hasil dari bekerjanya tegangan dan arus yang terdapat di dalam hambatan. Karena sifat arus merupakan panas, maka jika cahaya nampak redup berarti energi yang diberikan pada lampu sangat kurang. Sehingga panas yang ditimbulkan tidak maksimal. Sebagai solusi silakan menaikkan tegangan dan akan membuat lampu kembali menyala secara normal.

Motor berdengung juga merupakan salah satu akibat dari aplikasi hukum ohm. Motor tersebut memang sangat kurang suplai arus sehingga menyebabkan energi gerak tidak bisa digunakan secara maksimal atau normal. Hal ini biasnya akan berdampak sekringnya akan terputus satu sehingga kekuatan dari motor akan menurun.

Tegangan listrik

Tegangan listrik yang dalam arti lain biasanya disebut dengan voltase merupakan perbedaan potensial sebuah listrik yang berada di antara dua titik pada sebuah rangkaian. Satuan yang menyatakan peta sel yaitu Volt.

Besaran itu menjadi sebuah hal yang mampu dipergunakan untuk mengukur sebuah energi potensial dari medan listrik yang mampu menghadirkan aliran listrik pada konduktor listrik. Tetapi hal tersebut sangat tergantung dari adanya perbedaan potensi listrik pada sebuah tegangan. Sehingga tegangan dapat dibagi menjadi tegangan ekstra rendah, rendah dan juga ekstra tinggi.

Tegangan listrik dapat digambarkan sebagai sebuah tekanan air yang terdapat pada menara air. Semakin tinggi letak dari menara air maka tegangan yang terjadi juga akan semakin tinggi juga. Berkaitan langsung dengan kecepatan dari aliran listrik memang tergantung dari adanya tekanan yang terjadi.

Hambatan listrik

Hambatan dapat diartikan sebagai rintangan atau gesekan yang terjadi pada sebuah bahan yang terdapat aliran arus listrik. Dari adanya hambatan yang terjadi pada sebuah arus listrik maka gerak elektron akan semakin berkurang. Sehingga hal tersebut akan membuat arus menjadi tidak stabil.

Hambatan yang bekerja sebagai penghalang gerak elektron tersebut biasanya disebut dengan resistansi. Resistansi merupakan hambatan listrik, dan semakin tingginya sebuah resistensi pada sebuah penghantar maka arus listrik yang mengalir disebut juga akan semakin kecil.

Alat yang bekerja sebagai resistansi biasanya disebut dengan resistor atau tahanan. Setelah mendapatkan perintah dengan atau resistansi biasanya aliran elektron akan berubah menjadi bentuk energi lain, yaitu energi panas.

Selama ini di dalam peralatan elektronik hambatan bisa berupa elemen panas atau lampu. Tetapi penggunaan kawat juga akan memberikan sebuah hambatan tertentu.

Jenis Jenis Rangkaian Listrik

Penerapan Humum Ohm juga mempengaruhi arus listrik yang terjadi pada sebuah rangkaian listrik. Di dalam rangkaian listrik ada dua jenis rangkaian yang bisa dipelajari yaitu rangkaian seri dan paralel. Selain dua rangkaian tersebut ada juga rangkaian dari gabungan keduanya yaitu rangkaian campuran. Sejauh ini ada tiga jenis rangkaian listrik yang terdapat di dalam sebuah arus listrik.

Perbedaan antara beberapa jenis rangkaian tersebut memang terletak pada cara merangkai serta menyusunnya. Rangkaian listrik seri disusun dengan struktur sejajar. Sedangkan rangkaian paralel disusun secara struktur dan juga bercabang. Dan pada rangkaian campuran adalah kombinasi dari dua rangkaian tersebut.

Untuk memperjelas mengenai pembahasan rangkaian listrik di atas, berikut ini adalah ulasan secara lengkap tentang jenis-jenis rangkaian terdapat pada sebuah sistem kelistrikan.

Rangkaian Listrik Seri

Rangkaian listrik seri bisa dikategorikan sebagai sebuah rangkaian listrik yang tersusun paling sederhana. Karena di dalam rangkaiannya hanya tersusun secara lurus tanpa ada cabang sama sekali.

Di dalam rangkaian seri memiliki beberapa karakteristik yang bisa dikenali. Berikut ini adalah hal tersebut:

– Rangkaian seri hanya disusun secara praktis dan nampak sederhana.
– Komponen kelistrikan yang tersusun hanyalah sebuah rangkaian yang sejajar atau berderet.
– Semua kabel yang terhubung pada komponen listrik sama sekali tidak memiliki cabang.
– Terdapat satu jalan yang hanya bisa dilalui oleh arus listrik. Jika terdapat arus yang terputus mereka semua rangkaian sama sekali tidak bisa difungsikan.
– Seluruh aliran listrik yang mengalir mempunyai kekuatan sama besar.
– Semua komponen akan memperoleh arus yang besarnya sama.
– Tegangan pada semua komponen memiliki nilai sama.
– Hambatan total ternyata lebih besar jika dibandingkan dengan hambatan penyusunnya.

Rumus pada rangkaian seri
Rs = R1 + R2 +….
Rs = hambatan total pada rangkaian seri (ohm atau Ω)
R1 = hambatan 1 (ohm atau Ω)
R2 = hambatan 2 (ohm atau Ω)

Rangkaian Listrik Paralel

Rangkaian paralel memiliki banyak sekali ciri yang bisa dikenali secara mudah yaitu terdapat pada susunan yang ada pada rangkaian bercabang. Pada instalasi listrik di rumah-rumah hanya memanfaatkan susunan rangkaian paralel. Meskipun rangkaian pararel dinilai Lebih lembut jika dibandingkan dengan rangkaian seri, tetapi banyak sekali keuntungan yang bisa didapatkan dari rangkaian paralel.

Rangkaian paralel memiliki karakteristik yang bisa dikenali. Berikut ini adalah hal tersebut:
– Susunan rangkaian cenderung memiliki kerumitan tersendiri.
– Komponen listrik yang tersusun di dalam rangkaian biasanya sejajar dan bersusun.
– Terdapat percabangan pada kabel penghubung di setiap rangkaian.
– Banyak sekali jalan yang bisa dilalui arus listrik.
– Di beberapa cabang arus memiliki nilai yang berbeda.
– Pada beberapa komponen akan mendapatkan jumlah besar arus yang berbeda.
– Tegangan pada semua komponen memiliki besar yang sama.
– Pada hambatan totalnya cenderung lebih kecil jika dibandingkan dengan hambatan pada semua komponen penyusun.

Rumus menghitung rangkaian paralel pada komponen kelistrikan
1/Rp = 1/R1 + 1/R2 +….
Rp = hambatan total pada rangkaian seri (ohm atau Ω)
R1 = hambatan 1 (ohm atau Ω)
R2 = hambatan 2 (ohm atau Ω)

Rangkaian Campuran

Di dalam rangkaian listrik campuran terdapat antara gabungan dari rangkaian listrik seri dan rangkaian listrik paralel. Dalam karakteristik yang terdapat di dalam rangkaian campuran akan mengikuti dari dua rangkaian tersebut.

Untuk menghitung rangkaian campuran dapat digunakan rumus:
I = I1 + I2
1/Rp = 1/R2 + 1/R3
Rtotal = R1 + 1/Rp

Contoh Soal Hukum Ohm

1. Sebuah rangkaian listrik diketahui R = 1,4 Ω dan V = 1,5 volt. Hitungkah kuat arus yang terukur?

Jawab:
V = I.R
1,5 = I (R + rd)
1,5 = I (1,4 + 0,1)
1,5 = 1,5 I
I = 1 Ampere

2. Kuat arus yang terjadi pada sepotong kawat penghantar yakni 4 A. Jika beda potensial didalam dua ujungnya yakni 12 Volt, berapa besar hambatannya ?

Jawab:
R = V / I
= 12 volt / 4 Ampere
= 3 Ω

3. Terdapat tiga hambatan yang disusun seri, yang mana masing – masing nilainya dari hambatannya adalah 4 Ω, 3 Ω dan 5 Ω. Hambatan tersebut lalu dipasang pada tegangan 120 volt. Hitunglah besarnya dari tegangan yang terjadi pada hambatan 3 Ω.

Jawab:
R1 = 4 Ω
R2 = 3 Ω
R3 = 5 Ω
V = 120 volt

Rtotal = 4 Ω + 3 Ω + 5 Ω = 12 Ω
V = I . R
I = V/Rtotal = 120 /12 = 10 A
V pada R2 (bernilai 3 Ω) adalah
VR2 = I X R2
= 10 X 3
= 30 volt

4. Ada 3 buah hambatan yang terhubung secara paralel. Jika hambatan tersebut memiliki nilai 2 Ω, 1 Ω dan 2 Ω. Saat rangkaian hambatan itu dihubungkan memakai tegangan 12 volt. Berapakah besar kuat arus total serta kuat arus di hambatan 1 Ω?

Jawab:
R1 = 2 Ω
R2 = 1 Ω
R3 = 2 Ω

V = 12 volt
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
= ½ + 1/1 + ½
= 4/2

Rtotal = ½ Ω

Kuat arus totalnya yakni:
V = Itotal x Rtotal
Itotal = V / Rtotal = 12/(1/2) = 24 ampere

Kuat arus yang terdapat pada resistor 1 ampere yakni:
IR2 = V / R2 = 12 / 1 =12 ampere

Dengan mempelajari hukum ohm, tentu saja Anda akan bisa mengetahui secara lengkap mengenai hubungan tegangan dan kuat arus yang terdapat di dalam sebuah rangkaian.

Dimana didalam hukum ohm untuk menyatakan jika sebuah konduktor logam pada sebuah suhu konstan akan memiliki perbandingan dengan perbedaan potensial konduktor dan arus listrik yang sedang melewati konduktor tersebut. Konstan yang mempengaruhi sebuah arus listrik dinamakan tahanan.

Demikianlah beberapa hal yang berkaitan langsung dengan pengertian, rumus, rangkaian dan contoh soal yang berkaitan langsung dengan hukum Ohm. Semoga bermanfaat dan menambah pengetahuan baru bagi anda yang mempelajari ilmu kelistrikan.

Komentar disini