Fisika

Apa Itu Hukum Ohm? Pengertian, Rumus, dan Contohnya

Written by Laeli Nur Azizah

Apa itu Hukum Ohm? – Pada dasarnya, di dalam rangkaian tertutup akan terjadi suatu aliran arus listrik. Dimana arus listrik tersebut mengalir karena adanya perbedaan potensial antara dua titik di sebuah pengantar, misalnya saja pada lampu senter, televisi, radio, dan lainnya. Peralatan tersebut bisa menyala atau berfungsi jika ada aliran listrik yang bersumber dari tegangan yang dihubungkan dengan peralatan itu sendiri. Sehingga akan menghasilkan beda potensial.

Hukum ohm merupakan salah satu ilmu dasar dari elektronika. Ilmu yang satu ini sangat berguna untuk membantu kita dalam menghitung arus, tegangan, atau resistansi dari suatu rangkaian listrik. Dimana hukum ohm menyatakan hubungan antara matematis dan arus, tegangan, dan juga resistansi jaringan. Nama dari hukum tersebut diambil dari seorang ahli fisika dan juga matematika asal Jerman bernama Georg Simon Ohm. Ohm adalah orang pertama yang meneliti hubungan antara kuat arus listrik dan beda potensial di sebuah penghantar. Pada penelitian tersebut, Ohm menemukan hubungan yang matematis antara kuat arus listrik dan beda potensial, yang pada akhirnya dikenal dengan nama Hukum Ohm.

Diketahui bahwa semakin besar beda potensial yang muncul, maka kuat arus yang mengalir akan semakin besar juga. Besarnya perbandingan antara beda potensial dan kuat arus listrik selalu sama atau konstan. Sehingga beda potensial setara dengan kuat arus (V ~ I). Jika dilihat secara matematis, bisa dituliskan bahwa V = m x l, m merupakan konstanta perbandingan antara beda potensial dan kuat arus.

Salah satu rumus yang menggambarkan Hukum Ohm yaitu berbunyi, “arus yang mengalir di suatu penghantar sebanding dengan beda potensial yang ada di antara ujung-ujung penghantar dengan syarat suhunya tetap atau konstan.

Di dalam kehidupan sehari-hari, terkadang kita akan menemukan sebuah alat listrik yang bertuliskan 220 V/2 A. Tulisan tersebut ditulis bukan tanpa adanya tujuan. Dimana tujuan dari adanya tulisan tersebut adalah untuk menginformasikan bahwa alat listrik itu akan bekerja secara optimal dan lama lama jika dipasang dengan tegangan 220 V dan kuat arus 2 A. Lalu, bagaimana jika dipasang di tegangan yang lebih tinggi ataupun lebih rendah? Misalnya saja, ada dua lampu yang ada tulisannya 220 V/2 A, masing-masing dipasang di tegangan 440 V dan 55 V. Maka apa yang akan terjadi?

Untuk lampu yang dipasang pada tegangan lebih besar, maka akan mengakibatkan lampu akan bersinar lebih terang namun tidak tahan lama. Sementara untuk lampu yang dipasang pada tegangan arus yang lebih rendah, maka akan mengakibatkan lampu menjadi redup. Oleh sebab itu, kamu harus selalu memperhatikan petunjuk dalam menggunakan alat-alat listrik.

Pengertian Hukum Ohm

Menurut Wikipedia, Hukum Ohm adalah arus listrik yang sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan resistensi. Sedangkan menurut Kamus Collins, Hukum Ohm adalah prinsip arus listrik yang mengalir melalui suatu konduktor yang sebanding dengan beda potensial. Namun suhu tetap bernilai konstan. Konstanta proporsional merupakan resistansi dari konduktor.

Persamaan Hukum Ohm dan rumus Hukum Ohm menggambarkan mengenai bagaimana arus mengalir melalui material apa saja saat tegangan diberikan. Satu hal yang perlu kamu ingat yaitu perbedaan antara resistensi rendah dan resistensi yang tinggi. Sebuah kabel listrik ataupun konduktor lain mempunyai resistensi rendah, hal tersebut berarti bahwa arus akan mengalir dengan mudah. Sebaliknya, apabila resistensi tinggi, maka arus akan sulit untuk mengalir.

Pengertian Hukum Ohm di atas tidak akan membantu banyak jika kita tidak mengetahui variabel apa yang kita gunakan, apa persamaannya, dan bagaimana cara menggunakannya. Jika berdasar pada Kamus Inggris Amerika, Hukum Ohm mempunyai rasio yang sebanding dengan arus yang ada di dalam rangkaian dc yang diberikan tegangan dan berbanding terbalik dengan resistensi. Tak hanya dc saja, Hukum Ohm juga berlaku untuk rangkaian ac.

Hukum Ohm biasanya digambarkan dengan grafik hubungan linear antara tegangan (V) dan arus (I) di dalam rangkaian listrik. Kita bisa membayangkan bagaimana bentuk Hukum Ohm dengan ilustrasi pipa.

a. Pipa air merupakan resistensi (R) dalam rangkaian, dihitung di di dalam Ohm (Ω).
b. Air merupakan arus listrik (I) yang mengalir di dalam rangkaian, dihitung di dalam ampere (A).
c. Perbedaan tinggi antara air yaitu tegangan (V) dalam rangkaian, dihitung dengan volt (V).

Dari penjelasan diatas, ilustrasinya menjadi seperti ini:

a. Apabila pipa air sempit atau resistensinya tinggi, hal ini akan membatasi air atau arus listrik yang mengalir di dalam rangkaian.
b. Apabila pipa air lebar atau memiliki resistansi yang rendah, maka hal ini akan meningkatkan air atau arus listrik yang mengalir di dalam rangkaian.

Beli Buku di Gramedia

Bunyi Hukum Ohm

Pada awalnya, Hukum Ohm terdiri dari dua bagian. Bagian yang pertama yaitu definisi dari hambatan yaitu V = IR. Hubungan tersebut seringkali dinamai dengan Hukum Ohm. Namun, Ohm juga mengatakan bahwa R merupakan suatu konstanta yang tidak bergantung pada V ataupun I. Hubungan V =IR bisa diterapkan di dalam resistor apapun, yang mana V adalah beda potensial antara kedua ujung hambatan dan I adalah arus yang mengalir di dalamnya. Sementara R adalah hambatan ataupun resistansi resistor itu.

Hukum Ohm sendiri berbunyi, “Kuat arus yang mengalir dalam suatu penghantar atau hambatan besarnya sebanding dengan beda potensial atau tegangan antara ujung-ujung penghantar tersebut. Pernyataan itu bisa dituliskan sebagai berikut yaitu I ∞ V.”

Di dalam kehidupan sehari-hari, kuat arus dibutuhkan seperti kuat arus listrik. Misalnya saja, apabila menghubungkan kawat dengan baterai 6 V, maka aliran arus akan dua kali lipat dibandingkan bila dihubungkan ke baterai 3 V.

Dari disini, misalkan saja kita ambil contoh arus listrik dengan aliran air di pipa atau sungai yang dipengaruhi oleh gravitasi. Apabila pipa dan sungai hampir rata, maka kecepatan air akan tergolong kecil. Namun jika satu ujung lebih tinggi dari lainnya, maka kecepatan aliran atau arus akan semakin besar. Semakin besar perbedaan ketinggian, maka akan semakin besar arusnya. Bisa dikatakan, besaran aliran arus yang ada di dalam kawat tidak hanya bergantung pada tegangan. Namun juga bergantung pada hambatan yang diberikan oleh kawat terhadap aliran elektron. Dinding pipa ataupun tepian sungai dan juga batu-batu yang ada di tengahnya, dapat memberikan hambatan terhadap aliran arus. Dengan cara yang sama, elektron akan diperlambat karena adanya interaksi dengan atom-atom kawat. Semakin tinggi hambatan, maka semakin kecil arus di dalam suatu tegangan V. Sehingga arus akan berbanding terbalik dengan hambatan.

Hambatan Listrik

Menurut persamaan Hukum Ohm, hambatan listrik bisa diartikan sebagai hasil bagi beda potensial antara ujung-ujung penghantar dengan kuat arus yang mengalir pada penghantar itu sendiri. Untuk mengenang jasa Georg Simon Ohm, namanya digunakan sebagai satuan hambatan listrik yang kita kenal dengan Ohm atau (Ω) atau penghantar tersebut dikatakan memiliki hambatan satu ohm jika di dalam penghantar mengalir sebuah arus listrik sebesar satu ampere. Dimana hal itu disebabkan adanya beda potensial antara ujung-ujung penghantar sebesar satu volt.

Jenis-jenis Hambatan

Di dalam kehidupan sehari-hari, ada beberapa jenis hambatan atau resistor yang kerap digunakan sesuai dengan kebutuhannya. Jenis-jenis hambatan tersebut adalah sebagai berikut:

a. Resistor Tetap

Di dalam resistor tetap yang umumnya dibuat dari karbon ataupun kawat nikrom tipis, nilai hambatannya disimbolkan dengan berbagai warna-warni yang melingkar di kulit luarnya. Simbol warna tersebut memiliki arti sesuai dengan letaknya.

b. Resistor Variabel

Di pasaran, resistor variabel yang kita kenal ada dua macam, yaitu resistor variabel tipe berputar dan bergeser. Pada dasarnya, cara kerja dari kedua resistor tersebut adalah sama, yaitu dengan menggeser atau memutar kontak luncur guna menambah ataupun mengurangi nilai hambatan sesuai dengan kebutuhan. Resistor variabel tersebut bisa kita temukan di dalam sistem volume yang ada di radio, tape recorder, dan peralatan elektronik lain.

Beli Buku di Gramedia

Mengukur Hambatan

Dari penjelasan diatas, kita sudah mengetahui bagaimana cara mengukur besaran kuat arus ataupun beda potensial di sebuah penghantar. Nah, sekarang, kita akan membahas mengenai cara untuk mengukur besar hambatan listrik. Dimana untuk mengukur hambatan listrik ada dua cara yang bisa kita gunakan, yaitu secara langsung dan tidak langsung.

a. Mengukur Hambatan Secara Langsung

Kebanyakan orang pasti sudah mengetahui multimeter yaitu sebuah alat yang bisa digunakan untuk mengukur kuat arus, beda potensial, dan hambatan. Untuk mengukur hambatan menggunakan multimeter, maka kita harus lebih dulu memutar saklar yang ada di dalam multimeter ke arah yang bertanda R. Dengan begitu, multimeter sudah berfungsi sebagai ohm meter atau pengukur hambatan. Hubungkan ujung-ujung terminal multimeter dengan ujung benda yang akan diukur hambatannya, Lalu perhatikan skala yang ditampilkan pada multimeter.

b. Mengukur Hambatan Secara Tidak Langsung

Selain menggunakan multimeter, kita juga bisa menggabungkan voltmeter dan amperemeter secara bersamaan pada rangkaian listrik yang akan diukur hambatannya. Voltmeter dipasang secara paralel, sementara amperemeter dipasang secara seri dengan benda yang akan diukur hambatannya.

c. Hambatan pada Kawat Penghantar

Kawat penghantar yang digunakan pada kawat listrik tentu akan memiliki hambatan, walaupun nilainya kecil. Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya hambatan suatu penghantar.

Rumus Hukum Ohm

Secara matematis, Rumus Hukum Ohm adalah V = I x R. Dimana I adalah arus listrik yang mengalir di dalam sebuah penghantar dalam satuan ampere. Sementara V adalah tegangan listrik yang ada di kedua ujung penghantar dalam satuan volt. Kemudian R adalah nilai hambatan listrik atau resistensi yang ada di suatu penghantar dalam satuan Ohm. Hubungan antara arus listrik, hambatan, dan tegangan listrik dalam suatu rangkaian ada di dalam Hukum Ohm.

Pada saat membuat percobaan tentang listrik, Ohm menemukan beberapa hal sebagai berikut:

a. Jika hambatan tetap, arus yang ada di dalam tiap rangkaian berbanding langsung dengan tegangan. Namun bila tegangan bertambah, maka arus juga akan bertambah dan bila tegangan berkurang maka arus juga akan berkurang.
b. Jika tegangan tetap, maka arus yang ada di dalam rangkaian menjadi berbanding terbalik dengan rangkaian tersebut. Namun jika hambatan bertambah, maka arus akan berkurang dan jika hambatan berkurang maka arus akan bertambah.

Dalam hambatan tetap, arus dan juga tegangan akan berbeda-beda.

Hukum Ohm sendiri bisa dinyatakan dalam bentuk rumus. Dimana dasar rumusnya dinyatakan sebagai berikut.

R = banyaknya hambatan listrik
I = banyaknya aliran arus listrik
E = banyaknya tegangan listrik yang ada di dalam rangkaian tertutup

Rangkaian Hukum Ohm

Di bawah ini adalah beberapa rangkaian dalam menghitung Hukum Ohm, antara lain:

a. Cara Menghitung Resistor Seri

Di dalam rangkaian beberapa resistor yang disusun secara seri, maka bisa didapatkan nilai resistor yang totalnya didapatkan dengan cara menjumlah semua resistor yang disusun secara seri. Hal tersebut mengacu pada pengertian bahwa nilai kuat arus yang ada di semua titik di dalam rangkaian seri akan selalu sama.

b. Cara Menghitung Resistor Paralel

Di dalam rangkaian beberapa resistor yang disusun secara paralel, maka perhitungan nilai resistor totalnya mengacu pada pengertian bahwa besar kuat arus yang masuk ke dalam percabangan sama dengan besar kuat arus yang keluar dari percaangan.

c. Cara Menghitung Kapasitor Seri

Di dalam rangkaian kapasitor yang disusun secara seri, nilai kapasitor totalnya didapatkan dengan cara perhitungan di atas.

d. Cara Menghitung Kapasitor Paralel

Di dalam rangkaian beberapa kapasitor yang disusun secara paralel, maka nilai kapasitor totalnya adalah penjumlahan dari keseluruhan nilai kapasitor yang disusun secara paralel.

Beli Buku di Gramedia

Contoh Soal Hukum Ohm

Tiga buah hambatan disusun secara seri, masing-masing nilainya 4 ohm, 3 ohm dan 5 ohm. Hambatan ini kemudian dipasang pada tegangan 120 volt. Hitunglah besarnya tegangan pada hambatan 3 ohm.

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

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

Rekomendasi Buku & Artikel

Layanan Perpustakaan Digital B2B Dari Gramedia

ePerpus adalah layanan perpustakaan digital masa kini yang mengusung konsep B2B. Kami hadir untuk memudahkan dalam mengelola perpustakaan digital Anda. Klien B2B Perpustakaan digital kami meliputi sekolah, universitas, korporat, sampai tempat ibadah.

logo eperpus

  • Custom log
  • Akses ke ribuan buku dari penerbit berkualitas
  • Kemudahan dalam mengakses dan mengontrol perpustakaan Anda
  • Tersedia dalam platform Android dan IOS
  • Tersedia fitur admin dashboard untuk melihat laporan analisis
  • Laporan statistik lengkap
  • Aplikasi aman, praktis, dan efisien