Materi Fisika - Hukum Ohm: Penjelasan, Rumus, & Contoh Soal

Bunyi Hukum Ohm

Materi Fisika SMA kelas 12 - Bunyi hukum Ohm adalah “Kuat arus dalam suatu rangkaian berbanding lurus dengan tegangan pada ujung-ujung rangkaian dan berbanding terbalik dengan hambatan rangkaian”. Hukum Ohm dinamai dari ahli fisika Jerman, Georg Simon Ohm (1787-1854). Hukum Ohm digunakan untuk menghitung tegangan listrik, hambatan listrik, atau kuat arus dalam rangkaian listrik.

Hukum Ohm digunakan secara luas dalam rangkaian elektronika dan merupakan hukum dasar pada rangkaian listrik. Dengan menggunakan hukum Ohm, kita tidak hanya dapat menghitung, tapi juga dapat memperkecil arus listrik, memperkecil tegangan pada rangkaian dan juga untuk memperoleh nilai resistansi atau hambatan yang diperlukan.

Rumus Hukum Ohm

Simbol yang digunakan pada hukum Ohm adalah V untuk voltase atau tegangan listrik yang diukur dalam satuan volt, R untuk resistansi atau hambatan yang diukur dalam satuan ohm (Ω), dan I untuk arus listrik yang diukur dalam satuan ampere.

Sesuai dengan bunyi hukum Ohm, secara matematis untuk menghitung besar voltase listrik menggunakan rumus:

Dan untuk menghitung kuat arus listrik, rumus diatas dipakai kembali sehingga:

Rumus diatas dapat dituliskan kembali untuk mendapatkan hambatan:

Untuk memudahkan mengingat, dapat dilihat pada gambar dibawah yang mengilustrasikan rumus yang dipakai pada hukum Ohm.

Materi Fisika - Hukum Ohm: Penjelasan, Rumus, & Contoh Soal

Dari gambar diatas, kita dapat mengingat rumus dengan mudah dengan cara menutup salah satu huruf untuk mencari rumusnya. Contoh jika kita ingin mencari nilai tegangan listrik, tutup huruf V pada segitiga diatas, maka didapat rumusnya adalah IR, dan begitu pula untuk mencari rumus lainnya caranya sama.

Rangkaian Listrik

Rangkaian adalah lintasan listrik yang dilalui dari sumber daya dan kembali lagi. Semua bagian dari rangkaian sederhana harus menghantarkan listrik dan dan terhubung satu sama lain. Ada dua jenis rangkaian,: seri dan paralel. Senter adalah contoh rangkaian seri; semua komponen terhubung satu sama lain. Rangkaian paralel memiliki baterai aatu komponen lain yang terhubung saling menyilang. Pada rangkaian listrik, tegangan, resistansi, atau arus yang lewat dapat dihitung dengan rumus hukum Ohm.

Komponen dalam rangkaian listrik masing-masing digambarkan dengan simbol khusus dan berbeda satu sama-lain. Ini dimaksudkan agar komponen dan koneksi dapat digambarkan dengan jelas. Pada diagram komponen sederhana dibawah ini, dapat dilhat berbagai simbol yang dipakai pada komponen listrik. Gambar diagram rangkaian dibuat untuk memudahkan dan menyederhanakan komponen listrik sesungguhnya.

Makin besar resistansi atau hambatan dalam rangkaian, makin kecil arus yang mengalir. Begitu pula sebaliknya, jika sumber daya yang diberikan terlalu besar, maka beban juga harus mampu menerima daya yang besar. Jika beban menerima daya diatas kemampuannya, maka dapat terjadi kerusakan komponen pada alat tersebut (overload). Jika arus yang mengalir pada rangkaian terlalu besar untuk dapat diterima beban, maka dipakai satu komponen listrik yang bernama resistor. Resistor merupakan salah satu komponen listrik yang menyebabkan tegangan listrik turun.

Contoh Soal Hukum Ohm

# Contoh Soal 1

Pada suatu rangkaian listrik sederhanan terdapat penyuplai daya dengan tegangan 10 volt dan beban dengan hambatan 10 ohm. Berapakah besarnya kuat arus pada rangkaian tersebut?

Pembahasan:
Dengan menggunakan hukum Ohm, kita dapat langsung mencari nilai kuat arus pada rangkaian sederhana dengan memakai rumus:

Jadi, kuat arus yang mengalir pada rangkaian tersebut sebesar 1 Ampere.

# Contoh Soal 2

Diketahui nilai tegangan pada suatu rangkaian sebesar 24 volt dan nilai arus yang terbaca pada amperemeter sebesar 10 mA. Berapakah nilai resistansinya?

Pembahasan:
Pertama, semua nilai harus disesuaikan dulu dengan satuan sesuai standar. Diketahui besar arus:

Dengan menggunakan rumus hukum Ohm, dapat langsung dicari besar resistansi dengan memakai rumus:

Jadi, resistansi pada rangkaian tersebut sebesar 2400 ohm atau 2,4 kilo ohm.

# Contoh Soal 3

Kamu diharuskan merancang sebuah rangkaian listrik tertutup yang terdiri dari sumber daya berupa baterai dan beban berupa lampu pijar. Kabel pada rangkaian tersebut mampu menghantarkan arus listrik sebesar 2 ampere dan baterai yang dipakai menghasilkan tegangan sebesar 36 volt. Akan tetapi, lampu pijar pada rangkaian tersebut hanya dapat menyala jika dialiri listrik sebesar 24 volt sehingga kamu harus memasang resistor untuk menurunkan tegangan dari baterai. Berapa besar resistansi yang diperlukan pada resistor yang dipakai?

Pembahasan:
Dari soal diketahui bahwa diperlukan penurunan tegangan sebesar: V = 36 v – 24 v = 12 volt

Dengan menggunakan rumus hukum Ohm, dapat dicari nilai resistansi: