Hambatan jenis

Pada tulisan tentang arus listrik telah dibahas rapat arus listrik, demikian juga medan listrik sudah dijelaskan pada tulisan tentang medan listrik. Medan listrik dan arus listrik ada pada suatu konduktor apabila ada beda potensial pada konduktor tersebut, sebaliknya jika tidak ada beda potensial maka medan listrik dan arus listrik juga tidak ada.

Pada konduktor logam, medan listrik berbanding lurus dengan rapat arus listrik, di mana perbandingan medan listrik terhadap rapat arus listrik bernilai konstan. Nilai perbandingan medan listrik terhadap rapat arus disebut resistivitas atau hambatan jenis. Secara matematis hubungan antara medan listrik, rapat arus dan hambatan jenis dinyatakan dalam persamaan :

Hambatan jenisKeterangan : ρ = hambatan jenis, E = medan listrik, J = rapat arus

Salah satu rumus medan listrik adalah E = V/s di mana V = beda potensial listrik = tegangan listrik dan s = jarak, sehingga satuan medan listrik adalah Volt/meter (V/m). Rumus rapat arus adalah J = I/A di mana I = arus listrik dan A = luas penampang konduktor, sehingga satuan rapat arus adalah Ampere/meter kuadrat (A/m2). Rumus hambatan jenis adalah ρ = E/J sehingga satuan hambatan jenis adalah V/m : A/m2 = V/m x m2/A = V/A (m) = Ω m (baca : Ohm meter). Ω = Volt/Ampere merupakan satuan hambatan listrik, mengenai satuan ini dijelaskan pada tulisan tentang hukum Ohm.

Nilai hambatan jenis terbesar dimiliki oleh isolator listrik atau penghantar listrik yang buruk sedangkan nilai hambatan jenis terkecil dimiliki oleh konduktor listrik atau penghantar listrik yang baik. Semakin baik suatu konduktor menghantar arus listrik, semakin kecil hambatan jenis konduktor tersebut. Urutan konduktor logam yang mempunyai hambatan jenis terbesar hingga terkecil adalah timah, baja, aluminium, emas, tembaga, perak. Jadi dapat disimpulkan bahwa nilai hambatan jenis suatu benda menyatakan ukuran kemampuan benda tersebut dalam menghambat arus listrik.

Konduktor yang baik dan mematuhi hukum Ohm, pada suatu suhu tertentu nilai hambatan jenisnya tidak bergantung pada medan listrik, artinya jika besar medan listrik berubah maka nilai hambatan jenis tidak berubah. Sebaliknya konduktor yang tidak mematuhi hukum Ohm, nilai hambatan jenisnya bergantung pada medan listrik, artinya bila besar medan listrik berubah maka nilai hambatan jenis juga berubah.

Nilai hambatan jenis hamkonduktor logam bergantung pada suhu. Apabila suhu logam bertambah maka nilai hambatan jenis logam meningkat, sebaliknya jika suhu logam berkurang maka nilai hambatan jenis logam menurun. Ketika suhu bertambah, atom-atom bergerak lebih cepat dan tersusun tidak teratur sehingga menghalangi gerakan elektron, menyebabkan aliran elektron menjadi lebih lambat. Pada saat suhu berkurang, atom-atom bergerak lambat dan tersusun lebih teratur sehingga aliran elektron lebih lancar.

Kebalikan dari hambatan jenis (resistivitas) adalah konduktivitas. Secara matematis, hubungan antara resistivitas dan konduktivitas dinyatakan melalui persamaan :
σ = 1/ρ
Keterangan : σ = konduktivitas konduktor, ρ = resistivitas konduktor.
Satuan resistivitas adalah Ωm sehingga satuan konduktivitas adalah 1/Ωm = (Ωm)-1

Nilai konduktivitas terbesar dimiliki oleh konduktor listrik atau penghantar listrik yang baik sedangkan nilai konduktivitas terkecil dimiliki oleh isolator listrik atau penghantar listrik yang buruk. Semakin baik suatu konduktor menghantar arus listrik, semakin besar konduktivitas konduktor tersebut. Urutan konduktor logam yang mempunyai konduktivitas terbesar hingga terkecil adalah perak, tembaga, emas, aluminium, baja, timah. Jadi dapat disimpulkan bahwa nilai konduktivitas suatu benda menyatakan ukuran kemampuan benda tersebut dalam menghantar arus listrik. Perak mempunyai konduktivitas besar tetapi mahal sehingga tembaga lebih banyak digunakan sebagai penghantar arus listrik.

Referensi

Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

error: