Rumus Hambatan Kawat Penghantar Arus Listrik beserta Contoh Soal dan Jawabannya

Ilustrasi rumus hambatan kawat penghantar arus listrik beserta contoh soal dan jawabannya. Sumber: Pexels/Kelly

Rumus hambatan kawat penghantar arus listrik dapat ditemui dalam pembelajaran Fisika SMP kelas 3. Rumus ini menjelaskan bahwa besar hambatan suatu bahan atau penghantar nilainya bergantung pada hambatan jenis, panjang penghantar, dan luas penampang.

Selain itu, rumus hambatan kawat penghantar arus listrik juga menyatakan hubungan antara empat komponen, yaitu besar hambatan (R), luas penampang kawat (A), panjang kawat (ℓ), dan hambatan jenis (ρ) dari kawat penghantar arus listrik yang digunakan.

Rumus Hambatan Kawat Penghantar Arus Listrik

Ilustrasi rumus hambatan kawat penghantar arus listrik. Sumber: Pexels/Yan Krukau

Dikutip dalam buku Super Referensi Rumus Fisika dan Matematika SMP, Endro Wahyono, S. Si dan Sandy Fahamsyah, S. Si (2008:132-134), hambatan listrik adalah bilangan yang menyatakan hasil bagi antara beda potensial pada ujung-ujung penghantar dengan kuat arus yang mengalir pada penghantar. Rumus hambatan kawat penghantar arus listrik, yaitu

R= V/I

Keterangan:

• R: Hambatan listrik (ohm atau Ω)

• V: beda Potensial (Volt atau V )

• I: Kuat arus listrik (Ampere atau A)

Hambatan suatu kawat penghantar dipengaruhi oleh:

• Panjeng kawat penghantar. Semakin panjang kawat penghantar, semakin besar pula nilai hambatannya.

• Luas penampang kawat penghantar. Semakin luas penampang kawat penghantar, semakin kecil nilai hambatannya.

• Hambatan jenis kawat penghantar. Semakin besar hambatan jenis kawat penghantar, semakin besar pula nilai hambatannya.

Berdasarkan pernyataan di atas, hambatan penghantar dapat dirumuskan sebagai berikut:

R= ρ (ℓ /A)

Keterangan:

• R: Hambatan kawat (Ω)

• ρ: Hambatan jenis kawat (Ωm)

• ℓ: Panjang kawat (m)

• A: Luas penampang kawat (m²)

Contoh Soal dan Jawabannya

Ilustrasi contoh soal dan jawabannya. Sumber: Pexels/JESHOOTS.com

Untuk lebih memahami penjelasan rumus di atas, ketahui contoh soal beserta jawaban dari materi hambatan kawat penghantar arus listrik di bawah ini.

Contoh 1

Pernyataan tentang hambatan listrik kawat penghantar di bawah ini adalah benar, kecuali ….

(A) Semakin panjang kawat penghantar, semakin besar hambatan listriknya.

(B) Hambatan listrik kawat penghantar sebanding dengan luas penampangnya.

(C) Semakin besar luas penampang kawat penghantar, semakin kecil hambatannya.

(D) Hambatan kawat penghantar bergantung pada jenis, panjang, dan luas penampangnya.

Jawab:

Berdasarkan rumus hambatan kawat penghantar arus listrik, didapatkan persamaan:

• Hambatan jenis – hambatan: sebanding

• Panjang kawat – hambatan: sebanding

• Luas penampang kawat – hambatan: berbanding terbalik

Jadi, pernyataan tentang hambatan listrik kawat penghantar yang tidak tepat adalah hambatan listrik kawat penghantar sebanding dengan luas penampangnya (B).

Contoh 2

Suatu hambatan listrik dialiri oleh arus sebesar 4 A. Jika beda potensial pada kedua ujung penghambat listrik adalah 12 Volt. Tentukan besar nilai hambatan listrik tersebut?

Jawab:

• R= V/I

• R= 12 volt / 4 A

• R= 3 Ω

Jadi, besar nilai hambatan listrik tersebut, yaitu 3 Ω.

Contoh 3

Diketahui sebuah kawat dengan luas penampang 0,000007 m² dan memiliki hambatan jenis sebesar 0,000001 Ωm. Kawat tersebut digunakan sebagai elemen pembakar listrik 1 kW dengan hambatan listrik 4 Ω. Berapa panjang kawat yang diperlukan?

Jawab:

• R= ρ (ℓ /A)

• 4 Ω =0,000001 Ωm x (ℓ/0,000007 m²)

• 4 Ω= 1 Ωm x (ℓ/7 m²)

• ℓ= 4 x 7 m

• ℓ= 28 m

Jadi, panjang kawat yang diperlukan adalah 28 m.

Contoh 4

Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang 2 mm². Jika panjang penghantar 2.000 m dan hambatan jenisnya 0,04 Ωm. Berapa nilai hambatan kawatnya?

Jawab:

R = ρ (ℓ /A)

R = 0,04 x (2.000/2 x 10-6)

R = 4 x 10(7) Ω

Jadi, nilai hambatan kawatnya, yaitu 4x 10(7) Ω.

Contoh 5

Sebuah kawat penghantar memiliki hambatan 2 Ω. Apabila panjang kawat 1 meter dan luas penampang 0,27 mm². Berapa nilai hambatan jenis kawat tersebut? (dalam Ωm)

Jawab:

R = ρ (ℓ /A)

ρ = R x (A/ℓ)

ρ = 2 x (27 x 10-8/1)

ρ = 54 x 10-8 Ωm

ρ= 5,4 x 10-7 Ωm

Jadi, nilai hambatan jenis kawat tersebut adalah 5,4 x 10-7 Ωm.

Baca juga: Pengertian Medan Listrik beserta Rumus dan Contohnya

Setelah mengetahui rumus hambatan kawat penghantar arus listrik, diharapkan pembaca dapat menyelesaikan soal seperti contoh di atas. Semoga berhasil. (MRZ)