Hukum Ohm mengambil nama dari ilmuwan fisikawan Jerman bernama Georg Simon Ohm. Nah, hukum ini merupakan hukum dasar yang digunakan dalam ilmu kelistrikan yang memperlihatkan hubungan antara tegangan, arus listrik, dan resistansi yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik sederhana.
Bunyi hukum ini menyatakan bahwa arus listrik yang mengalir melalui suatu penghantar sebanding secara langsung dengan tegangan yang diberikan ke penghantar tersebut dan sebanding secara terbalik dengan resistansi penghantar.
Penggunaan hukum ini adalah dalam perhitungan dan analisis rangkaian listrik. Serta membentuk dasar untuk memahami perilaku aliran listrik dalam komponen elektronik seperti resistor, kawat penghantar, dan sirkuit listrik secara umum.
Rumus Hukum Ohm
Bunyi hukum ini menyatakan bahwa:
“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.”
Secara matematis, ini dapat dirumuskan sebagai berikut:
I = V / R
Dengan penggunaan tiga unit satuan yaitu:
I : adalah arus listrik yang mengalir melalui penghantar, diukur dalam satuan Ampere (A).
V : adalah tegangan yang diberikan ke penghantar, diukur dalam satuan Volt (V).
R : adalah resistansi penghantar, diukur dalam satuan Ohm (Ω).
Rumus tersebut menyatakan bahwa arus (I) yang mengalir melalui suatu penghantar sebanding dengan tegangan (V) yang diberikan ke penghantar dan berbanding terbalik dengan resistansi (R) penghantar.
Dalam kata lain, semakin besar tegangan yang diberikan atau semakin rendah resistansi penghantar, maka arus listrik yang mengalir akan semakin besar.
Dalam melakukan perhitungan menggunakan rumus ini, perhatikanlah unit satuan yang digunakan. Rumus ini menggunakan satuan unit Ampere, Volt, dan Ohm.
Jika dalam soal atau perhitungan ternyata satuan unitnya tidak sama, maka harus dilakukan konversi unit terlebih dulu agar bisa dihitung.
Penerapan Hukum Ohm
Untuk memudahkan pemahaman tentang hukum ini, sebenarnya dapat dilihat dalam kehidupan sehari-hari. Berikut adalah beberapa contoh penerapan hukum ini dalam kehidupan sehari-hari:
1. Rangkaian Listrik Sederhana
Misalnya, Anda memiliki sebuah lampu yang terhubung ke sebuah sumber tegangan dengan resistansi 50 ohm. Dengan menggunakan hukum ini, dapat dihitung arus yang mengalir melalui lampu jika tegangan yang diberikan adalah 12 volt.
I = V / R
I = 12 V / 50 Ω
I = 0,24 A
Jadi, arus listrik yang mengalir melalui lampu adalah 0,24 Ampere.
2. Penggunaan Resistor dalam Rangkaian Elektronik
Resistor adalah komponen elektronik yang dirancang untuk memberikan resistansi dalam rangkaian. Dalam aplikasi ini, Hukum Ohm digunakan untuk menghitung resistansi yang diperlukan dalam rangkaian untuk mencapai arus listrik atau tegangan yang diinginkan.
3. Penggunaan Penghantar Listrik
Dalam instalasi kelistrikan rumah atau gedung, hukum ini digunakan untuk menghitung arus listrik yang mengalir melalui kabel atau penghantar listrik.
Misalnya, jika ingin mengetahui arus yang mengalir melalui kabel dengan resistansi 2 ohm dan tegangan 120 volt, dapat dihitung menggunakan hukum ini.
4. Kalkulator Resistor
Dalam desain rangkaian elektronik, terkadang perlu menentukan nilai resistor yang diperlukan untuk mencapai tegangan atau arus yang diinginkan. Dalam hal tersebut, hukum ini dapat digunakan untuk menghitung nilai resistansi yang sesuai.
5. Desain Lampu LED
Hukum ini juga digunakan dalam desain lampu LED. Dengan mengetahui tegangan kerja LED dan arus yang diinginkan, menghitung nilai resistansi yang diperlukan dalam rangkaian LED bisa memanfaatkan hukum ini.
Contoh Soal yang Menggunakan Rumus Hukum Ohm
Untuk melihat penerapan rumusnya, maka berikut ini akan diberikan beberapa soal yang penyelesaiannya menggunakan rumus hukum ini. Contoh ini bisa digunakan untuk latihan pemahaman.
1. Contoh Soal 1
Sebuah resistor memiliki hambatan sebesar 50 ohm dan arus yang mengalir melaluinya adalah 2 ampere. Berapa besar tegangan yang diterapkan pada resistor tersebut?
Diketahui: R = 50 ohm, I = 2 ampere
Rumus: V = I x R
V = 2 A x 50 ohm = 100 volt
Jadi, besar tegangan yang diterapkan pada resistor tersebut adalah 100 volt.
2. Contoh Soal 2
Sebuah lampu memiliki hambatan sebesar 25 ohm. Jika tegangan yang diterapkan pada lampu tersebut adalah 120 volt, berapa besar arus yang mengalir melalui lampu?
Diketahui: R = 25 ohm, V = 120 volt
Rumus: V = I x R
120 V = I x 25 ohm
I = 120 V / 25 ohm = 4,8 ampere
Jadi, besar arus yang mengalir melalui lampu tersebut adalah 4,8 ampere.
3. Contoh Soal 3
Sebuah kawat penghantar memiliki hambatan sebesar 10 ohm. Jika tegangan yang diterapkan pada kawat tersebut adalah 15 volt, berapa besar arus yang mengalir melalui kawat tersebut?
Diketahui: R = 10 ohm, V = 15 volt
Rumus: V = I x R
15 V = I x 10 ohm
I = 15 V / 10 ohm = 1,5 ampere
Jadi, besar arus yang mengalir melalui kawat tersebut adalah 1,5 ampere.
4. Contoh Soal 4
Sebuah resistor memiliki hambatan sebesar 100 ohm dan arus yang mengalir melaluinya adalah 0,5 ampere. Berapa besar tegangan yang diterapkan pada resistor tersebut?
Diketahui: R = 100 ohm, I = 0,5 ampere
Rumus:
V = I x R
V = 0,5 A x 100 ohm = 50 volt
Jadi, besar tegangan yang diterapkan pada resistor tersebut adalah 50 volt.
5. Contoh Soal 5
Sebuah baterai memiliki tegangan sebesar 9 volt dan mengalirkan arus sebesar 3 ampere. Berapa besar hambatan total pada rangkaian tersebut?
Diketahui: V = 9 volt, I = 3 ampere
Rumus: V = I x R
9 V = 3 A x R
R = 9 V / 3 A = 3 ohm
Jadi, besar hambatan total pada rangkaian tersebut adalah 3 ohm.
Jenis Hambatan yang Umum Digunakan
Hukum Ohm menyatakan bahwa hambatan listrik adalah kemampuan sebuah objek untuk menghambat atau mencegah aliran listrik terjadi. Dalam kehidupan sehari-hari, ada beberapa jenis hambatan (resistor) yang digunakan, yaitu:
1. Resistor Tetap
Merupakan komponen yang umum digunakan dalam rangkaian elektronik untuk mengatur arus, membatasi arus, menurunkan tegangan, atau membagi tegangan dalam suatu rangkaian. Resistor ini terbuat dari berbagai bahan, termasuk karbon, logam, atau bahan semikonduktor.
2. Resistor Variabel
Memungkinkan pengguna untuk mengubah nilai resistansi sesuai dengan kebutuhan aplikasi tertentu. Resistor ini digunakan dalam berbagai aplikasi seperti kontrol volume pada audio, pengaturan kecerahan pada lampu, pengaturan sensitivitas pada sensor, dan banyak lagi.
Perlu dicatat bahwa resistansi pada resistor variabel biasanya memiliki batas nilai maksimum dan minimum yang ditentukan. Nilai resistansi juga dapat dinyatakan dalam ohm (Ω) seperti resistor tetap.
Hukum Ohm memang sangat berguna dalam rangkaian elektronika. Dengan rumus ini, orang bisa menghitung tapi juga mengatur arus listrik, tegangan pada rangkaian, dan juga mendapatkan resistansi atau hambatan yang dibutuhkan.