hukum ohm

Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya.

Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya. Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah "hukum" tetap digunakan dengan alasan sejarah.
Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan dimana I adalah arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar dalam satuan Ampere, V adalah tegangan listrik yang terdapat pada kedua ujung penghantar dalam satuan volt, dan R adalah nilai hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu penghantar dalam satuan ohm.

Hukum ini dicetuskan oleh Georg Simon Ohm, seorang fisikawan dari Jerman pada tahun 1825 dan dipublikasikan pada sebuah paper yang berjudul The Galvanic Circuit Investigated Mathematically pada tahun 1827. Dia merupakan ilmuan yang berhasil menentukan hubungan antara beda potensial dengan arus listrik. Selain tiu dia juga menemukan bahwa perbandingan antara beda potensial di suatu beban listrik dengan arus yang mengalir pada beban listrik tersebut menghasilkan angka yang konstan. Konstanta ini kemudian di kenal dengan Hambatan listrik (R). Untuk menghargai jasanya maka satuan Hambatan listrik adalah Ohm (Ω).

Hasil eksperimen George Simon Ohm pada tahun 1827 menunjukkan bahwa arus listrik I yang mengalir pada kawat penghantar sebanding dengan beda potensial V yang diberikan pada ujung-ujungnya.         

Jika beda potensial diperbesar maka arus yang mengalir juga semakin besar. Hasil eksperimen ini dikenal dengan hukum Ohm. Hubungan antara V dan I secara grafik adalah:

Dari gambar tampak bahwa kuat arus listrik sebanding dengan tegangan yaitu

sehingga

konduktansi dari konduktor yang merupakan kebalikan dari Resistansi,

maka

Sehingga

e

Dengan:

R = hambatan listrik (ohm, Ω)

V = beda potensial atau tegangan (volt, V)

I = kuat arus listrik (ampere, A)

Perumusan di atas untuk kasus R konstan dikenal sebagai Hukum Ohm yang berbunyi: kuat arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar listrik sebanding dengan tegangan (beda potensial) antara dua titik pada penghantar tersebut, asalkan R konstan.

Melihat grafik hubungan I-V, maka semakin miring (curam) grafik I-V maka hambatannya makin besar dan begitu juga sebaliknya.

Besarnya arus listrik (I) yang mengalir pada suatu konduktor berbanding lurus dengan beda potensial ujung-ujung konduktor (V) dan berbanding terbalik dengan hambatan konduktor (R).

Bunyi hukum Ohm hampir setiap buku berbeda beda, Tetapi secara garis besar semuanya hampir sama, dari hasil membaca buku fisika kami dapat merangkum ada 2 bunyi hukum Ohm yaitu :

1. Besarnya arus listrik yang mengalir sebanding dengan besarnya beda potensial (Tegangan). Untuk sementara tegangan dan beda potensial dianggap sama walau sebenarnya kedua secara konsep berbeda. Secara matematika di tuliskan I ∞ V atau V ∞ I, Untuk menghilangkan kesebandingan ini maka perlu ditambahkan sebuah konstanta yang kemudian di kenal dengan Hambatan (R) sehingga persamaannya menjadi V = I.R. Dimana V adalah tegangan (volt), I adalah kuat arus (A) dan R adalah hambatan (Ohm).
2. Perbandingan antara tegangan dengan kuat arus merupakan suatu bilangan konstan yang disebut hambatan listrik. Secara matematika di tuliskan V/I = R atau dituliskan V = I.R.

Keduanya menghasilkan persamaan yang sama,

Fungsi utama hukum Ohm adalah digunakan untuk mengetahui hubungan tegangan dan kuat arus serta dapat digunakan untuk menentukan suatu hambatan beban listrik tanpa menggunakan Ohmmeter. Kesimpulan akhir hukum Ohm adalah semakin besar sumber tegangan maka semakin besar arus yang dihasilkan. Kemudian konsep yang sering salah pada siswa adalah hambatan listrik dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik. Konsep ini salah, besar kecilnya hambatan listrik tidak dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik tetapi dipengaruhi oleh panjang penampang, luas penampang dan jenis bahan.

Hambatan

            Dari persamaan V= I.R diketahui bahwa jika R diperbesar pada sumber tegangan yang sama, kuat arus I yang mengalir makin kecil. Jadi, hambatan (R) mempunyai sifat menghambat arus listrik

            Jika ukuran kawat diperpanjang, jenis maupun luas penampangnya ternyata kuat arus mengalir juga berubah. Hal ini menunjukkan bahwa besar hambatan kawat penghantar ditentukan oleh jenis kawat,panjang kawat, dan luas penampang kawat. Unutk menentukan hubungan antara hambatan dengan jenis, panjang, dan luas penampang kawat, dapat dilakukan dengna mengukur hambatan kawat dengan ohm meter.  

Konsep Hambatan Listrik

Misalkan kita punya sebatang kawat, maka didalam kawat itu sebenarnya punya jutaan elektron yang bergerak secara acak dengan kelajuan 10 pangkat 5 m/s. Wah cepat banget ya, itu katanya Prof. Yohanes surya, saya juga belum lihat elektron. Karena yang bilang Prof ya percaya aja. Ketika kawat ini tidak kita hubungkan dengan sumber tegangan maka elektron akan bergerak disekitar tempat nya saja, dia tidak akan bisa jauh-jauh dari tempatnya semula. Kenapa kok begitu? Karena disekitarnya berdesak – desakan dengan elektron lain dan juga ada pengaruh gaya ikat inti (katanya para ahli).

Bagaimana jika kawat tersebut kita hubungkan dengan sumber tegangan maka elektron mulai mengalir (bukan bergerak ditempatnya lho) dengan kelajuan 1 mm/s. Kok bisa mengalir? konon katanya energi yang diperoleh dari sumber tegangan digunakan elektron untuk berpindah, dan saat berpindah elektron juga mengeluarkan energi (baca fisika zat padat). Dalam perjalanannya elektron juga mendapat halangan elektron – elektron yang lain. Besarnya halangan yang dialami elektron inilah yang disebut dengan hambatan listrik suatu benda.

Seperti penjelasan awal tadi Hambatan dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu panjang, luas dan jenis bahan. Hambatan berbading lurus dengan panjang benda, semakin panjang maka semakin besar hambatan suatu benda. Hambatan juga berbading terbalik dengan luas penampang benda, semakin luas penampangnya maka semakin kecil hambatannya.. Inilah alasan mengapa kabel tiang listrik dibuat besar-besar, tujuannya adalah untuk memperkecil hambatan sehingga tegangan bisa mengalir dengan mudah. Hambatan juga berbanding lurus dengan jenis benda (hambatan jenis) semakin besar hambatan jenisnya maka semakin besar hambatan benda itu.

Secara matematika dapat dituliskan :

R = ρ.L/A

Dimana ρ adalah hambatan jenis (ohm/m)

L adalah panjang benda (m)

A adalah luas penampang (m kuadrat) biasanya luas penampang bentuknya lingkaran.

Hukum Ohm dan Kejutan listrik

            Kejutan listrik disebabkan oleh arus listrik yang mengalir melalui tubuh manusia. Efek arus listrik pada tubuh manusia:

refraksi dan difraksi gelombang

Refraksi dan Difraksi Gelombang adalah fenomena sehari hari yang kita alami. Disini saya akan membahas fenomena Refraksi dan Difraksi Gelombang terutama yang terjadi di laut. Gelombang laut yang dibahas adalah gelombang yang terjadi di permukaan, yaitu salah satu bentuk penjalaran energi yang biasanya ditimbulkan oleh angin yang berhembus di atas lautan (Black, 1986). Sifat gelombang yang datang menuju pantai sangat dipengaruhi oleh kedalaman air dan bentuk profil pantainya (beach profile), selain tentunya parameter dan karakter gelombang itu sendiri.

Nah, pada saat gelombang bergerak menuju garis pantai (shoreline) akan terjadi enam peristiwa pada gelombang, yang pada gilirannya berpengaruh pada garis pantai dan bangunan yang ada disekitarnya. Keenam peristiwa tersebut adalah (McCormick, 1981 ; Wood and Fleming, 1981):

• Refraksi gelombang yakni peristiwa berbeloknya arah gerak puncak gelombang.
• Difraksi gelombang yakni peristiwa berpindahnya energi di sepanjang puncak gelombang ke arah           daerah yang terlindung.
• Refleksi gelombang yakni peristiwa pemantulan energi gelombang yang biasanya disebabkan oleh suatu bidang bangunan di lokasi pantai.
• Wave shoaling yakni peristiwa membesarnya tinggi gelombang saat bergerak ke tempat yang lebih dangkal.
• Wave damping yakni peristiwa tereduksinya energi gelombang yang biasanya disebabkan adanya gaya gesekan dengan dasar pantai.
• Wave breaking yakni peristiwa pecahnya gelombang yang biasanya terjadi pada saat gelombang mendekati garis    pantai (surf zone).

OK, tulisan diatas bertujuan untuk menambah pengetahuan pembaca tentang sifat – sifat gelombang. Sekarang kita langsung saja masuk ke pokok bahasan.

Refraksi

Temen – temen pernah main atau kepantai kan???

Ya iya lah,,,anak kelautan masa ga pernah ke pantai

Ok..jika kita perhatikan gulungan gelombang laut yang bergerak dari tengah laut menuju tepi pantai. Ketika masih di tengah laut, gelombang laut biasanya bergerak ke berbagai arah. Tetapi ketika semakin mendekati garis pantai, seolah-olah otomatis sejajar dengan garis pantai. Ketika semakin dekat dengan garis pantai, gelombang laut semakin sejajar dengan garis pantai. Kemudian pada saat pecah, gelombang laut tepat sejajar dengan garis pantai. Yang dimaksudkan dengan garis pantai di sini adalah perbatasan antara laut dan hamparan pasir

Fenomena di atas merupakan salah satu contoh refraksi gelombang. Refraksi atau disebut juga pembiasan gelombang adalah peristiwa perubahan arah gelombang yang bergerak ke arah pantai dari kedalaman air yang dalam menuju kedalaman air yang dangkal. Karena adanya perubahan kedalaman air, peristiwa refraksi gelombang diakibatkan oleh perbedaan kecepatan gelombang yang biasanya disertai juga dengan perubahan panjang gelombang yang mengecil.

Untuk membantu teman- teman lebih memahami hal ini, kita tinjau pembiasan gelombang laut pada saat gelombang laut bergerak dari tengah laut menuju tepi pantai. Mula-mula gelombang laut merambat melalui air laut. Ketika mendekati garis pantai, permukaan laut tentu semakin dangkal. Nah, pada saat gelombang memasuki bagian laut yang dangkal, laju gelombang menjadi berkurang. Berkurangnya laju gelombang laut mengakibatkan terjadinya pembelokkan arah perambatan gelombang  (gelombang laut dibiaskan). Dengan kata lain, berkurangnya laju gelombang laut ketika memasuki bagian laut yang dangkal menyebabkan gelombang laut dibelokkan hingga sejajar garis pantai.

Coba perhatikan gambar dibawah ini,

Gambar di atas mewakili gelombang laut yang bergerak dari tengah laut menuju garis pantai. Gelombang laut diwakili oleh muka gelombang. Arah gerakan gelombang laut diwakili oleh sinar (garis atau tanda panah yang tegak lurus muka gelombang).

Untuk lebih jelasnya, gambar dibawah akan memberikan keterangan lebih rinci,

Kita bayangkan muka gelombang masih berada di bagian laut yang dalam (a dan a’). Dalam selang waktu yang sama, muka gelombang bergerak dari a ke b dan dari a’ ke b’. Perhatikan bahwa jarak antara a ke b sama dengan jarak dari a’ ke b’. Selanjutnya muka gelombang yang tiba di b mulai memasuki bagian laut yang dangkal, sedangkan muka gelombang yang tiba di b’ masih berada di bagian laut yang dalam. Karena bergerak di daerah yang dangkal maka muka gelombang yang tiba di b tadi mulai berkurang kelajuannya, sebaliknya muka gelombang yang tiba b’ tadi masih bergerak dengan kelajuan yang sama seperti sebelumnya.

Dalam selang waktu yang sama, muka gelombang berada di bagian laut yang dangkal bergerak dari b ke c, demikian juga muka gelombang yang berada di bagian laut yang dalam bergerak dari b’ ke c’. Perhatikan bahwa dalam selang waktu yang sama, muka gelombang yang berada di bagian laut yang dangkal menempuh jarak yang lebih pendek (b ke c) sedangkan muka gelombang yang berada di bagian laut yang dalam menempuh jarak yang lebih jauh (b’ ke c’). Hal ini dikarenakan muka gelombang yang berada di bagian laut yang dangkal bergerak lebih lambat (lajunya lebih kecil). Karena bergerak lebih lambat maka selama selang waktu yang sama, jarak yang ditempuhnya juga lebih pendek.

Nah, karena dalam selang waktu yang sama jarak yang ditempuh muka gelombang ketika bergerak dari b ke c lebih pendek dibandingkan dengan jarak yang ditempuh muka gelombang dari b’ ke c’ maka arah gerakan muka gelombang perlahan-lahan dibelokkan, sebagaimana tampak pada gambar di atas. Ingat bahwa semakin dekat dengan garis pantai, laut juga semakin dangkal. Karenanya semakin mendekati garis pantai, laju gelomban semakin berkurang. Berkurangnya laju gelombang mengakibatkan arah gerakan gelombang terus dibelokkan. Proses ini terus berlangsung hingga gelombang mencapai garis pantai. Ketika gelombang tapicah, arah gerakan gelombang tepat sejajar dengan garis pantai.

Proses ini juga dapat menjelaskan proses terjadinya gelombang .

Difraksi

Difraksi dialami oleh setiap gelombang baik gelombang mekanik (misalnya gelombang air, gelombang bunyi) maupun gelombang elektromagnetik (misalnya gelombang cahaya). Kita akan membahas gejalanya pada air yaitu gelombang mekanik.

Difraksi gelombang yakni peristiwa berpindahnya energi di sepanjang puncak gelombang ke arah daerah yang terlindung.

Temen – temen kelautan pasti pernah jalan-jalan ke pantai, sungai, danau atau kolam ? jika pernah, anda juga pernah mengamati difraksi yang dialami gelombang air. Contoh lainnya adalah riak air pada ember. Ketika gelombang air yang sedang merambat melewati suatu celah maka bentuk muka gelombang berubah, sebagaimana tampak pada video di bawah.

Pada video di atas, panjang gelombang (lambda) lebih kecil dari lebar celah (d). Perhatikan bahwa muka gelombang dibelokkan hanya pada tepi penghalang; sebagian besar muka gelombang tidak dibelokkan.

Nah, pembelokkan muka gelombang ketika melewati tepi penghalang (contoh 1) atau pembelokkan muka gelombang ketika melewati celah (contoh 2) dikenal dengan julukan difraksi.

Difraksi juga dialami oleh gelombang ketika melewati suatu penghalang (kita bayangkan penghalang disini adalah sebuah pulau kecil). Untuk lebih jelas perhatikan tiga video dibawah.

Apabila panjang gelombang lebih besar dari lebar penghalang maka gelombang membelok melewati penghalang tersebut, seolah-olah penghalang tersebut tidak ada (video di bawah).

Sebaliknya apabila panjang gelombang lebih kecil dari lebar penghalang maka akan ada daerah bayangan di balik penghalang tersebut. Semakin besar lebar penghalang, semakin besar pula daerah bayangan (video di bawah).

Yang dimaksudkan dengan daerah bayangan di sini adalah daerah yang tidak dilalui oleh gelombang atau gelombang yang melewatinya memiliki amplitudo yang sangat kecil .