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: