Bunyi Hukum Ohm dan Penjelasannya

Ilustrasi Hukum Ohm . Unsplash/pallacio

Hukum Ohm pastinya tidak asing bagi yang mempelajari ilmu Fisika, karena hukum Ohm adalah salah satu hukum dasar yang berhubungan dengan arus hingga tegangan listrik.

Hukum Ohm disimbolkan dengan (Ω). Sedangkan satuan Ohm dapat diukur menggunakan alat Ohm-meter.

Bunyi dan Penjelasan Hukum Ohm

Ilustrasi Hukum Ohm . Unsplash/Martin Adams

Seperti yang disebutkan sebelumnya, hukum Ohm dimanfaatkan untuk merangkai sirkuit elektronika. Berdasarkan buku Super Complete SMP/MTs Kelas 7, 8, 9, Elis Khoerunnisa, S.Pd dkk (2020:371), bunyi hukum Ohm dalam Fisika dapat dinyatakan sebagai berikut:

"Besar kuat arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar atau konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan (V) yang diterapkan kepadanya dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)."

Penjelasan sederhananya, hukum ini menyatakan bahwa arus listrik yang mengalir melalui suatu konduktor (misalnya kawat) adalah sebanding dengan tegangan yang diterapkan pada kedua ujungnya, dan sebaliknya, berbanding terbalik dengan resistansi konduktor tersebut.

Dengan kata lain, semakin tinggi tegangan yang diterapkan atau semakin rendah resistansi konduktor, maka arus listriknya akan semakin besar.

Sejarah dan Rumus Hukum Ohm

Ilustrasi Hukum Ohm. Unsplash/Freestocks

Hukum Ohm yang merupakan konsep fundamentaI dalam bidang ilmu fisika dan teknik listrik, ditemukan oleh fisikawan Jerman Georg Simon Ohm pada tahun 1827. Penemuan ini memainkan peran krusial dalam pemahaman tentang aliran listrik dan menjadi dasar teoritis bagi banyak inovasi teknologi modern.

Pada awal abad ke-19, ketika Ohm melakukan penelitiannya, konsep arus listrik belum sepenuhnya dipahami. Pada saat itu, sebagian besar ilmuwan masih berfokus pada fenomena listrik tanpa memahami secara lengkap hubungan antara tegangan, arus, dan resistansi. Georg Simon Ohm melibatkan dirinya dalam penelitian intensif untuk menjelaskan hubungan ini.

Dalam eksperimennya, Ohm menggunakan rangkaian sederhana yang terdiri dari sebuah kawat konduktor dan suatu sumber tegangan.

Dengan hati-hati, Georg Simon Ohm mengukur tegangan yang diterapkan pada konduktor dan arus listrik yang mengalir melaluinya.

Melalui serangkaian percobaan ini, Ohm berhasil menemukan hubungan matematis yang konsisten antara tegangan, arus, dan resistansi.

Penemuan tersebut yang nantinya dikenal sebagai Hukum Ohm, dirumuskan dalam persamaan (V=IR) , di mana I adalah arus, V adalah tegangan, dan R adalah resistansi.

Hukum Ohm memberikan fondasi teoritis yang kuat untuk pemahaman aliran listrik dalam rangkaian.

Dengan mengungkapkan bahwa arus listrik sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan resistansi, Ohm membawa kontribusi signifikan dalam pengembangan ilmu listrik.

Penemuannya memberikan dasar bagi insinyur dan ilmuwan untuk merancang dan menganalisis rangkaian listrik dengan lebih baik.

Penerimaan awal terhadap Hukum Ohm tidak selalu mudah. Saat itu, banyak ilmuwan dan insinyur yang skeptis terhadap konsep ini.

Namun, seiring berjalannya waktu, eksperimen dan penelitian tambahan mengonfirmasi dan memperkuat keabsahan Hukum Ohm.

Pada pertengahan abad ke-19, Hukum Ohm diterima secara luas dan menjadi salah satu landasan pokok dalam elektrodinamika.

Hingga saat ini, Hukum Ohm tetap relevan dan digunakan dalam berbagai bidang, mulai dari perancangan sirkuit elektronik hingga distribusi listrik dalam sistem tenaga.

Penemuan Georg Simon Ohm membuka pintu bagi pemahaman lebih lanjut tentang aliran listrik dan menjadi landasan bagi perkembangan teknologi listrik yang manusia nikmati saat ini.

Contoh Soal

Ilustrasi Hukum Ohm. Unsplash/Veroniki Thetis Chelioti

Rumus hukum Ohm sudah diketahui, yaitu V=IR. R adalah suatu nilai tetap atau besaran hambatan listrik, dan resistansi suatu penghantar diukur dalam satuan Ohm.

Kemudian I menyatakan arus listrik dalam suatu penghantar dan diukur dalam ampere, sementara V adalah tegangan listrik yang ada di antara dua ujung penghantar dan diukur dalam satuan volt.

Setelah mengetahui bahwa rumus hukum Ohm, lalu bagaimana dalam menerapkan rumus tersebut? Simak beberapa soal di bawah ini:

1. Soal I

Diketahui suatu rangkaian listrik memiliki arus (I) sebesar 3 A, dan hambatan (R) sebesar 5 ohm. Hitunglah besar beda potensial (V) pada rangkaian tersebut menggunakan rumus hukum Ohm.

Jawaban:

Menggunakan rumus hukum Ohm, V = I x R:

V = 3 A x 5 ohm

V = 15 volt

Jadi, besar beda potensial antara ujung-ujung hambatan tersebut adalah 15 volt.

2. Soal II

Sebuah lampu dalam suatu rangkaian listrik memiliki hambatan (R) sebesar 8 ohm dan mengalirkan arus (I) sebesar 4 A. Hitunglah beda potensial (V) pada lampu tersebut menggunakan rumus hukum Ohm.

Jawaban:

Menggunakan rumus hukum Ohm, V = I x R:

V = 4 A x 8 ohm

V = 32 volt

Jadi, beda potensial pada lampu tersebut adalah 32 volt.

3. Soal III

Sebuah rangkaian listrik memiliki beda potensial (V) sebesar 12 volt dan arus (I) sebesar 2 A. Tentukan hambatan (R) pada rangkaian tersebut menggunakan rumus hukum Ohm.

Jawaban:

Menggunakan rumus hukum Ohm, R = V / I:

R = 12 volt / 2 A

R = 6 ohm

Jadi, hambatan pada rangkaian tersebut adalah 6 ohm.

4. Soal IV

Dalam suatu rangkaian listrik, sebuah resistor memiliki hambatan (R) sebesar 5 ohm. Jika beda potensial (V) pada resistor tersebut adalah 30 volt, tentukanlah besar arus (I) yang mengalir melalui resistor tersebut menggunakan rumus hukum Ohm.

Jawaban:

Menggunakan rumus hukum Ohm, I = V / R:

I = 30 volt / 5 ohm

I = 6 A

Jadi, besar arus yang mengalir melalui resistor tersebut adalah 6 A.

5. Soal V

Dalam sebuah rangkaian listrik, terdapat resistor dengan hambatan (R) sebesar 10 ohm. Jika beda potensial (V) pada resistor tersebut adalah 20 volt, tentukan besar arus (I) yang mengalir melalui resistor tersebut menggunakan rumus hukum Ohm.

Jawaban:

Menggunakan rumus hukum Ohm, I = V / R:

I = 20 volt / 10 ohm

I = 2 A

Jadi, besar arus yang mengalir melalui resistor tersebut adalah 2 A.

6. Contoh Soal VI

Dalam suatu rangkaian listrik, sebuah lampu memiliki hambatan (R) sebesar 10 ohm. Jika beda potensial (V) pada lampu tersebut adalah 70 volt, tentukanlah besar arus (I) yang mengalir melalui lampu tersebut menggunakan rumus hukum Ohm.

Jawaban:

Menggunakan rumus hukum Ohm, I = V / R:

I = 70 volt / 10 ohm

I = 7 A

Jadi, besar arus yang mengalir melalui lampu tersebut adalah 7 A.

Manfaat Penerapan Hukum Ohm pada Kehidupan

Ilustrasi Hukum Ohm. Unsplash/American Public Power Association

Salah satu manfaat utama hukum Ohm terletak pada pemahaman dan perbaikan peralatan listrik di rumah.

Dengan memahami hubungan antara arus, tegangan, dan hambatan, seseorang dapat mengidentifikasi masalah pada peralatan seperti lampu, kipas, atau perangkat lainnya.

Hal tersebut memungkinkan pengguna untuk melakukan perbaikan sederhana tanpa perlu memanggil teknisi.

Selain itu, hukum Ohm memiliki peran penting dalam desain dan pengembangan perangkat elektronik.

Insinyur elektronik menggunakan prinsip ini untuk menghitung nilai-nilai yang diperlukan dalam perancangan rangkaian, sehingga memastikan kinerja yang stabil dan efisien.

Penerapan hukum Ohm juga membantu dalam menghitung daya yang dikonsumsi oleh perangkat elektronik, yang menjadi pertimbangan penting dalam pengelolaan energi.

Dalam dunia industri, pemahaman hukum Ohm sangat penting dalam pemeliharaan dan pengoperasian peralatan listrik yang kompleks.

Mekanik atau teknisi listrik dapat menganalisis tegangan dan arus pada suatu sistem untuk mengidentifikasi potensi masalah atau kegagalan.

Manfaat penerapan tersebut membantu mengurangi risiko kerusakan dan downtime yang mungkin timbul akibat ketidakstabilan listrik.

Penerapan hukum Ohm juga memberikan manfaat dalam bidang energi terbarukan. Sistem fotovoltaik yang mengubah energi matahari menjadi listrik, misalnya, memerlukan pemahaman yang baik tentang hukum Ohm untuk merancang sistem yang efisien dan dapat diandalkan.

Penggunaan baterai, kendaraan listrik, dan teknologi energi terbarukan lainnya juga bergantung pada prinsip hukum Ohm.

Dalam kehidupan sehari-hari, konsep hukum Ohm membantu konsumen membuat keputusan yang cerdas terkait dengan penggunaan energi.

Mengetahui hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan dapat membantu dalam memilih peralatan listrik yang efisien energi dan mengurangi konsumsi daya.

Secara keseluruhan, penerapan hukum Ohm memiliki dampak yang signifikan dalam berbagai aspek kehidupan sehari-hari, mulai dari pemecahan masalah peralatan listrik hingga pengembangan teknologi energi terbarukan.

Itulah penjelasan lengkap mengenai hukum Ohm dari bunyi, sejarah, contoh soal, hingga manfaat penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. (Andi)

Baca juga: Bunyi Hukum Proust, Contoh Soal, dan Penjelasannya