Hukum Ohm: Sejarah, Rumus dan 2 Contoh Soal

Hukum Ohm
image by: https://i.ytimg.com/vi/4iRE9ZbYNO8/maxresdefault.jpg

Warta News – Hukum Ohm merupakan salah satu teorema utama dan mendasar di bidang kelistrikan yang wajib dipelajari terutama oleh siswa IPA SMA.

Hukum yang dirumuskan oleh seorang ahli fisika Georg Simon Ohm asal Jerman ini sangat berguna untuk membantu perhitungan hambatan listrik, tegangan listrik dan juga kuat arus yang ada pada suatu rangkaian listrik.

Sejarah Hukum Ohm

Hukum teorema Ohm diperkenalkan pertama kalinya oleh fisikawan asal negeri Jerman di tahun 1825, yaitu oleh Georg Simon Ohm.

Teorema Ohm yang ditemukan oleh Georg Simon Ohm waktu itu dipublikasikan melalui sebuah paper dengan judul “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically”.

Melalui paper yang diterbitkan tahun 1827 inilah dunia mengenal hubungan arus, tegangan dan resistansi.

Rumus Hukum Ohm

Hukum Ohm yang dirumuskan oleh Georg Simon Ohm berbunyi bahwa “besaran arus yang mengalir melewati kawat konduktor akan berbanding secara lurus dengan tegangan listrik atau beda potensial yang ada di kedua ujung kawat konduktor tersebut.

Sementara itu, kuat arus akan berbanding terbalik dengan besaran hambatan atau resistansi rangkaian listrik:

Ketentuan tersebut hanya berlaku apabila faktor yang lainnya dijaga dalam kondisi tetap yaitu regangan, temperature, serta besar hambatan rangkaian listrik. Berikut adalah tiga pemodelan hukum Ohm yang sering digunakan:

1. Apabila dicari besaran tegangan rangkaian listrik dengan informasi yang diketahui merupakan besaran arus listrik dan hambatan listrik, maka rumus yang digunakan:
V = I x R

2. Apabila dicari besaran arus listrik yang mengalir melalui suatu rangkaian listrik dengan informasi yang diketahui besaran tegangan listrik dan hambatan listrik, maka rumus yang digunakan:
I = V : R

3. Apabila dicari besaran hambatan listrik pada suatu rangkaian listrik dengan informasi yang diketahui adalah tegangan listrik dan arus listrik, maka rumus yang digunakan:
R= V : I

Keterangan:

V = tegangan listrik atau voltase (volt atau V)
R = hambatan listrik atau resistansi (Ohm atau Ω)
I = arus listrik yang mengalir (Ampere atau A)

Rumus teorema Ohm di atas sering disederhanakan menjadi bentuk segitiga dengan V di bagian puncak sementara I dan R di sisi bawah.

Cara penggunaannya adalah apabila yang dicari besar tegangan listrik, maka Anda tinggal menutup simbol V di bagian atas segitiga.

Maka yang tersisa hanyalah I dan R yang ditulis bersebelahan. Sehingga artinya untuk mencari V Anda harus mengalikan I dan R.

Pengertian Hukum Ohm

Hukum Ohm adalah hukum dasar yang diaplikasikan secara luas pada berbagai rangkaian elektronika dan rangkaian kelistrikan.

Teorema yang dirumuskan oleh Georg Simon Ohm ini benar–benar dapat membantu para ahli kelistrikan untuk menghitung besaran variabel listrik seperti tegangan dan arus listrik.

Selain itu, teorema Ohm juga membantu mereka dalam perancangan rangkaian kelistrikan. Hukum Ohm dapat membantu para ahli listrik dalam mengubah besar tegangan listrik, mengubah besaran arus listrik, serta mendapatkan nilai hambatan atau resistansi yang diinginkan.

Sebagai contoh, para ahli listrik dapat mendesain berapa besar hambatan yang dibutuhkan untuk menghasilkan arus listrik sebesar yang diperlukan apabila tegangan dijaga tetap.

Tiga relasi utama yang diperhitungkan dalam teorema Ohm adalah tegangan, arus listrik dan hambatan atau resistansi.

Dalam merancang suatu rangkaian, perlu dipertimbangkan faktor kemampuan beban terhadap sumber daya dan arus listrik.

Apabila beban seperti lampu misalnya, tidak mampu menerima sumber catu daya dengan arus listrik yang mengalir terlalu besar, maka hal tersebut bisa menyebabkan komponen rusak (overload). Untuk itu harus dipasang resistor yang dapat menurunkan arus listrik yang mengalir.

Persamaan Hukum Ohm

Hukum Ohm berbicara mengenai hubungan antara arus listrik, beda potensial dan juga hambatan pada rangkaian listrik.

Berdasarkan persamaan Ohm, dapat disimpulkan bahwa beda potensial yang terdapat pada ujung–ujung rangkaian listrik sebanding dengan arus listrik yang mengalir melalui kawat konduktor rangkaian tersebut.

Hal ini dapat dirumuskan melalui persamaan berikut ini:

I ~ V

Sehingga apabila beda potensial yang diberikan pada kedua ujung–ujung kawat konduktor diperbesar, maka arus listrik yang mengalir melalui kawat konduktor rangkaian tersebut akan semakin besar. Sementara jika tegangan kedua ujung kawat diperkecil, arus listrik juga akan mengecil.

Hal yang sama juga berlaku ketika arus listrik yang mengalir pada kawat diubah, maka tegangan akan berubah sebanding dengan arus listriknya.

Selain berbicara mengenai hubungan antara arus dan tegangan, persamaan Ohm juga berbicara terkait hubungan arus dan tegangan terhadap hambatan listrik. Hubungan antara arus dan hambatan listrik dituliskan seperti berikut ini:

I ~ 1/R

Berdasarkan persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa hubungan antara arus dan hambatan listrik adalah berbanding terbalik.

Sehingga apabila hambatan pada suatu rangkaian listrik semakin besar, arus listrik yang mengalir pada rangkaian listrik akan semakin kecil. Sebaliknya jika hambatan mengecil, maka arus pun membesar.

Mengubah–ubah besaran hambatan menjadi cara utama yang dilakukan banyak ahli listrik agar diperoleh besaran arus listrik yang dibutuhkan.

Asumsi pada teorema Ohm adalah bahwa persamaan ini hanya berlaku untuk material selain semikonduktor, fluida dan juga isolator.

Teorema Ohm digunakan dengan asumsi bahwa resistansi tidak dipengaruhi oleh nilai arus sehingga bernilai tetap.

Contoh Soal Hukum Ohm

1. Diketahui pada suatu rangkaian elektronik memiliki besar arus listrik 1,5 A. Sementara beda potensial yang ada di kedua ujung kawat konduktor adalah 18 V.

Hitunglah berapa besar hambatan atau resistansi yang ada pada rangkaian tersebut.

Diketahui:
V = 18 V
I = 1,5 A

Ditanya: Nilai hambatan (R)?

Solusi:

Untuk menghitung nilai hambatan digunakan rumus R = V : I
R = 18 : 1,5
R = 12 Ohm

2. Suatu rangkaian listrik memiliki besar arus listrik 1,5 A. Sementara besar hambatan atau resistansi yang ada pada rangkaian tersebut adalah 20 Ohm.

Hitunglah berapa beda potensial yang ada di kedua ujung kawat konduktor.

Diketahui:
R = 20 Ohm
I = 1,5 A

Ditanya: Nilai beda potensial (V)?

Solusi:

Untuk menghitung nilai beda potensial digunakan rumus:
V = R x I
V = 20 x 1,5
V = 30 Volt

3. Suatu rangkaian listrik memiliki hambatan atau resistansi sebesar 10 Ohm. Sementara nilai tegangan yang dihasilkan dari sumber catu daya listrik adalah 40 V. Hitunglah berapa besar arus listrik yang mengalir pada kedua ujung kawat konduktor.

Diketahui:
R = 10 Ohm
V = 40 V

Ditanya: Nilai arus listrik yang mengalir (I)?

Solusi:

Untuk menghitung nilai arus listrik yang mengalir menggunakan rumus:
I = V : R
I = 40 x 10
I = 4 A

Hukum Ohm menjadi rumus rangkaian listrik paling mendasar yang harus dikuasai oleh setiap siswa.

Rumus ini membantu banyak kalangan yang berkutat pada rangkaian listrik ataupun dalam perencanaan alat–alat elektronik.