Hukum Ohm

Pengertian Hukum Ohm

Pada hampir semua konduktor logam, medan listrik sebanding dengan rapat arus listrik, di mana perbandingan medan listrik terhadap rapat arus listrik bernilai konstan. Secara matematis dinyatakan melalui persamaan :
ρ = E / J
Keterangan : E = medan listrik, ρ =hambatan jenis, J = rapat arus listrik.

Konstanta kesebandingan ρ disebut hambatan jenis atau resistivitas yang nilainya konstan dan tidak bergantung pada medan listrik yang menimbulkan arus listrik.

Jika medan listrik bertambah maka rapat arus listrik juga bertambah, sebaliknya bila medan listrik berkurang maka rapat arus listrik juga berkurang, sehingga perbandingan medan listrik terhadap rapat arus listrik bernilai konstan. Ini adalah pernyataan hukum Ohm. Jadi persamaan di atas menjelaskan hukum Ohm hanya ketika ρ bernilai konstan dan tidak bergantung pada medan listrik. Hukum Ohm tidak berlaku apabila nilai ρ berubah ketika medan listrik berubah.

Bagaimanapun lebih mudah mengukur potensial listrik (V) daripada medan listrik (E), demikian juga lebih mudah mengukur arus listrik (I) daripada rapat arus listrik (J). Karenanya selain dinyatakan dalam medan listrik, rapat arus listrik dan hambatan jenis (ρ), hukum Ohm juga dinyatakan dalam potensial listrik, arus listrik dan hambatan listrik (R).

Terlebih dahulu tinjau sebuah konduktor kawat yang mempunyai panjang (l), luas penampang (A) dan terdapat beda potensial listrik (V) di antara kedua ujung kawat tersebut. Apabila medan listrik homogen alias serba sama maka hubungan antara medan listrik dan beda potensial listrik dinyatakan dalam persamaan V = E s (persamaan ini telah dibahas dalam materi potensial listrik). Jika rapat arus listrik homogen alias serba sama maka hubungan antara rapat arus listrik dan arus listrik dinyatakan dalam persamaan I = J A (persamaan ini telah dibahas dalam materi arus listrik).

Untuk memperoleh persamaan yang menyatakan hubungan antara potensial listrik (V), arus listrik (I) dan hambatan listrik (R), gantikan E dan J pada persamaan hambatan jenis dengan E pada persamaan potensial listrik dan J pada persamaan arus listrik :

Hukum Ohm 1

Ini adalah persamaan yang menjelaskan keterkaitan antara potensial listrik (V), arus listrik (I) dan hambatan listrik (R) pada suatu konduktor. Berdasarkan persamaan ini dapat dinyatakan bahwa hambatan listrik pada suatu konduktor merupakan perbandingan beda potensial listrik terhadap arus listrik pada konduktor tersebut.

Hukum Ohm menyatakan bahwa perbandingan antara beda potensial listrik terhadap arus listrik bernilai konstan. Dengan kata lain, persamaan ini menjelaskan hukum Ohm hanya ketika hambatan listrik (R) bernilai konstan. Hukum Ohm tidak berlaku jika hambatan listrik tidak konstan alias berubah-ubah.

Pada penurunan persamaan di atas, hambatan listrik (R) pada suatu konduktor juga mempunyai keterkaitan dengan hambatan jenis (ρ), panjang konduktor (l) dan luas penampang (A) konduktor. Secara matematis dinyatakan dalam persamaan :

Hukum Ohm 2

Persamaan ini dibahas lebih detail pada tulisan mengenai hambatan listrik.

Rumus Hukum Ohm

Hukum Ohm dijelaskan oleh dua persamaan yakni ρ = E/J dan R = V/I. Perlu diingat bahwa kedua persamaan ini merupakan persamaan hukum Ohm hanya ketika ρ bernilai konstan dan R bernilai konstan. Apabila ρ dan R suatu konduktor berubah-ubah maka kedua persamaan ini tidak menjelaskan hukum Ohm, tetapi ρ = E/J menjelaskan hambatan jenis suatu konduktor dan R = V/I menjelaskan hambatan listrik suatu konduktor.

Persamaan ρ = E/J bisa ditulis menjadi E = ρ J. Ketika ρ konstan maka E berbanding lurus dengan J, artinya jika E bertambah maka J bertambah atau bila E berkurang maka J berkurang.
Demikian juga persamaan R = V/I bisa ditulis menjadi V = I R. Ketika R konstan maka V berbanding lurus dengan I, artinya jika V bertambah maka I bertambah atau bila V berkurang maka I berkurang.

Materi yang mematuhi hukum Ohm dikatakan bersifat ohmik, sedangkan materi yang tidak mematuhi hukum Ohm dikatakan bersifat nonohmik. Hampir semua konduktor logam bersifat ohmik, sedangkan banyak benda lainnya bersifat nonohmik.

Pada benda yang bersifat nonohmik, hambatan listrik tidak konstan alias berubah-ubah dan bergantung pada arus listrik dan beda potensial listrik. Artinya jika arus listrik berubah maka hambatan listrik materi tersebut ikut berubah, demikian juga bila tegangan listrik berubah maka hambatan listrik materi tersebut ikut berubah. Karena hambatan listrik berubah-ubah maka pada materi nonohmik, tegangan listrik (V) tidak berbanding lurus dengan arus listrik (I).

Grafik V, I dan R

Hukum Ohm 3Pada materi ohmik, perbandingan V terhadap I bernilai konstan, yang diwakili oleh garis lurus. Contoh materi ohmik adalah konduktor logam. Sedangkan pada materi nonohmik, perbandingan V terhadap I tidak konstan, yang diwakili garis melengkung. Contoh materi nonohmik adalah dioda semikonduktor dan transistor.

Hukum Ohm hanya berlaku untuk materi ohmik dan tidak berlaku untuk semua materi, sehingga tidak tepat jika dikatakan hukum seperti hukum Newton atau hukum fisika lainnya. Hukum fisika sesungguhnya berlaku untuk semua benda, tidak hanya berlaku untuk benda tertentu. Tetapi penyebutan hukum Ohm telah menjadi kebiasaan maka tetap disebut sebagai hukum Ohm, asalkan diingat bahwa hukum Ohm hanya berlaku untuk benda ohmik. Selain hukum Ohm, contoh pembiasaan keliru lainnya adalah penyebutan hukum gas ideal atau hukum Hooke.

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

error: