Setelah Anda mempelajari muatan listrik kali ini, diskusi akan membahas tentang definisi hambatan listrik, suara ohm, pemahaman hukum ohm, grafik tegangan versus arus listrik dan formula hukum ohm.
Hambatan dan Hukum Ohm
Hambatan
Pernahkah Anda berpikir mengapa lampu listrik bisa menyala saat ada arus listrik? Di dalam lampu adalah kawat halus yang disebut filamen.
Jika ada arus listrik di sirkuit, maka muatan listrik melewati filamen lampu. Saat melewati filamen, energi listrik yang terkandung dalam muatan listrik berubah menjadi panas dan energi cahaya.
Filamen filamen ini mirip dengan air sungai di pegunungan yang melewati bebatuan, dan Anda mendengar suara air menggelegak.
Batuan menghambat aliran air, dan energi gerak air berubah menjadi energi suara. Seperti batu yang menghambat aliran air, filamen memiliki daya tahan.
Hambatan adalah kecenderungan suatu benda untuk menahan arus muatan listrik, mengubah energi listrik menjadi bentuk energi lainnya. Di sirkuit listrik, penghalang diberikan simbol R.
Hukum Ohm
Cobalah mengamati air yang mengalir melalui selang. Jika selang dinaikkan, lebih banyak air mengalir.
Sebaliknya, jika posisi selang Anda turun, airnya sedikit berkurang. Tingkat air ini mirip dengan beda potensial listrik yang besar, dan jumlah air yang mengalir sama dengan arus listrik.
Jadi, semakin besar beda potensial listrik, semakin besar aliran arus listrik. Sebaliknya, semakin kecil selisih potensial listrik, semakin kecil arus listrik.
Hukum Ohm adalah pernyataan bahwa arus listrik yang mengalir melalui konduktor selalu sebanding dengan perbedaan potensial yang diterapkan padanya
Misalkan data yang Anda hasilkan seperti tabel di bawah ini.
Jika Anda membuat data berupa grafik perbedaan potensial (V) terhadap kekuatan arus (I), Anda akan mendapatkan grafik seperti ini.
Grafik tegangan versus arus listrik
Grafik ini menunjukkan perbedaan potensial sebanding dengan kekuatan saat ini. Dalam matematika, persamaan grafik seperti di atas adalah y = mx, dengan m mewakili gradien.
Karena sebagai sumbu y adalah V dan sumbu x adalah I, maka persamaan grafik di atas dapat dituliskan:
Dengan V = beda potensial .............................. volt (V)
I = arus kuat ....................................... ampere (A)
R = rintangan ..................................... ohm (Ω)
Jika i ditempatkan di sisi kiri, maka persamaan di atas bisa dituliskan sebagai berikut.
Persamaan di atas dikenal dengan hukum Ohm, sesuai dengan nama orang yang pertama kali merumuskan undang-undang ini, yaitu George Simon Ohm.
Menurut hukum Ohm, arus pada konduktor logam sebanding dengan perbedaan potensial dan berbanding terbalik dengan kendala.
Hukum Ohm di Rangakain tertutup
Sekarang perhatikan sirkuit yang menjadi kendala dengan baterai 1.5 V seperti Gambardibawah (a). Anda bisa memperbesar arus kuat pada resistance (R), dengan meminimalkan resistance.
Namun, jika resistansi (R) kecil, ternyata arus tidak dapat beregenerasi lebih teratur jika R berkurang.
Hal ini terjadi karena di dalam baterai ada kendala. Resistansi yang terkandung dalam sumber tegangan disebut tahanan batin.
Sementara resistansi (R) yang Anda pasang di luar sumber tegangan disebut resistansi luar. Jika kendala dalam ditulis di sirkuit, maka deskripsi rangkaian menjadi seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
(A) Serangkaian resistansi dengan baterai,
(B) dengan daya tahan baterei
Arus di sirkuit di atas, (b) akan melewati resistansi luar (R) dan tahanan dalam (r). Oleh karena itu resistansi total adalah kombinasi dari tahanan eksternal (R) dan resistansi internal (r), yaitu R + r. Arus kuat di sirkuit bisa dicari dengan hukum Ohm.
Dengan ε = kekuatan gerak electromotive ................ volt
I = arus listrik ....................................... ampere (A)
R = rintangan ........................................ ohm (Ω)
R = tahanan internal ............................ ohm (Ω)
Pengukuran Tegangan jepit
Karena tahan batin, voltase baterai setelah dipasang di sirkuit lebih kecil dari pada gerak listriknya. Perbedaan potensial antara kutub baterai setelah memasang resistansi luar disebut tegangan penjepit. Perhatikan Gambardiatas. Tegangan penjepit bisa dihitung dengan cara berikut.
V = I × R atau V = ε - Ir
