Hukum Ohm

Fitri Rahayu dan Ridwan Ramdhani*

Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi UIN Sunan Gunung DjatiJl. A. H Nasution No.105 Bandung 40614

* Email: frahayu81@gmail.com

Abstrak. Eksperimen ini bertujuan untuk memperagakan pengukuran tegangan listrik, memperagakan pengukuran arus listrik, menginterpretasikan grafik tegangan dan arus serta menentukan besar hambatan suatu penghantar Adapun kawat yang digunakan adalah kawat konstan dan kawat nikrom, yang masing-masing memiliki nilai hambat jenisnya ρ = 1 x 10-6 Ωm dan ρ = 4.47 x 10-6 Ωm. Besarnya hambat jenis suatu penghantar berbanding lurus dengan hambatan dan luas penampangnya serta berbanding terbalik dengan panjangnya. Dari percobaan kawat nikrom 1 lapis dan 2 lapis didapatkan nilai hambat jenis rata-ratanya adalah ρ = 3.25 x 10 -6 Ωm dan ρ = 6.17 x 10-6 Ωm. Untuk nilai hambat jenis rata-rata yang didapatkan pada kawat konstan 1 lapis dan 2 lapis adalah 3.09x10 -6 Ωm dan 6.09 x 10-6 Ωm.

Kata kunci: Hambat jenis, Panjang, Jenis Kawat, Arus, Tegangan

PENDAHULUAN

Dalam sebuah rangkaian listrik biasanya terdapat istilah yang di kenal dengan arus listrik, tegangan dan hambatan. Pada dasarnya sebuah rangkaian listrik terjadi ketika sebuah penghantar mampu dialiri electron bebas secara terus menerus. Apabila suatu penghantar diberikan potensial yang berbeda di antara kedua ujungnya, maka dala penghantar itu akan timbul arus listrik. Sedangkan tegangan adalah beda potensial yang ada diantara titik rangkaian listrik tersebut.

Apabila suatu penghantar diberikan potensial yang berbeda diantara kedua ujungnya, maka dalam penghantar itu akan timbul arus listrik. Hukum Ohm menjelaskan hubungan antara tegangan listrik dengan kuat arus listrik. Orang yang pertama kali menyatakan hubungan antara tegangan dengan kuat arus listrik adalah George Simon Ohm.

Hukum Ohm dalam kehidupan sehari-hari sudah sering dijumpai. Seperti pada penggunaan alat-alat listrik seperti lampu, TV, dan kulkas juga alat elektrik lainnya yang harus disesuaikan dengan tegangan. Hukum Ohm memberikan informasi mengenai kuat arus atau tegangan suatu alat listrik. Bila alat listrik diberi tegangan listrik yang lebih kecil dari seharusnya, arus akan mengecil sehingga alat itu tidak bekerja normal (misalnya lampu akan redup).

Berdasarkan hukum Ohm, 1 Ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian yang dilewati kuat arus sebesar 1 Ampere dengan beda potensial 1 Volt. Oleh karena itu, kita dapat mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan kuat arus.

Semakin besar sumber tegangan maka semakin besar arus yang dihasilkan. Jadi, besar kecilnya hambatan listrik tidak dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik tetapi dipengaruhi oleh panjang penampang, luas penampang dan jenis bahan.

Hambatan dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu panjang, luas dan jenis bahan. Hambatan berbading lurus dengan panjang benda, semakin panjang maka semakin besar hambatan suatu benda. Hambatan juga berbading terbalik dengan luas penampang benda, semakin luas penampangnya maka semakin kecil hambatannya. Inilah alasan mengapa kabel yang ada pada tiang listrik dibuat besar-besar, tujuannya adalah untuk memperkecil hambatan sehingga tegangan bisa mengalir dengan mudah. Hambatan juga berbanding lurus dengan jenis benda (hambatan jenis) semakin besar hambatan jenisnya maka semakin besar hambatan benda itu.

Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuahpenghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya.

(1)

METODE EKSPERIMEN

Alat dan Bahan1. Catu Daya2. Volt meter3. Amperemeter4. Resistor

5. Lampu6. Kabel pengubung

Prosedur PercobaanKuat arus tetap

1. Pasanglah rangkaian listriknya seperti gambar diatas dan beritahukan kepada Assisten lebih dahulu untuk diperiksa sebelum rangkaian tersebut dihubungka dengan sumber tegangan.

2. Setelah diperiksa, aturlah saklar dalam posisi terhubung ( ON )

3. Atur potensio pada catu daya sehingga Amperemeter menunjukkan pada Angk tertentu ( I ), catatlah penujukkan pada Amperemeter dan Volmeter serta besarny resistor yang digunakan.

4. Ulangi langkah 2-3 dengan mengganti resistor.

5. Dengan mengubah nilai Arus menjadi (I ) lakukan langkah 2-4.

6. Ulangi hingga 5 variasi Arus.

Hambatan tetap1. Pasanglah rangkaian listriknya seperti gambar

diatas dan beritahukan kepada Assisten lebih dahulu untuk diperiksa sebelum rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan.

2. Setelah diperiksa, aturlah saklar dalam posisi terhubung ( ON ).

3. Atur ujung Voltmeter pada hambatan dengan nilai tertentu ( R1) dan catatlah besarnya arus dan tegangan.

4. Pada resistor yang sama Anda ulangi untuk Voltase yang berbeda-beda.

5. Ulangi langkah 2-4 dengan mengganti resistor (R2).

6. Ulangi hingga 5 variasi Hambatan

GAMBAR 2. Pengaturan alat percobaan hokum ohm

HASIL DAN DISKUSI

Eksperimen ini bertujuan untuk mempelajari hubungan antara hambatan kawat penghantar dengan panjang, luas penampang dan jenis kawatnya. Adapun kawat yang digunakan adalah kawat konstan dan kawat nikrom.

Pada percobaan hambat jenis ini yaitu mencari nilai hambat jenis pada masing-masing kawat yang di pakai. Hambatan yang dimiliki oleh suatu bahan penghantar ternyata dapat mempengaruhi kuat arus yang mengalir pada penghantar tersebut. Hambatan yang besar pada suatu bahan menyebabkan bahan tersebut sukar mengalirkan arus listrik, sedangkan bahan yang hambatannya kecil akan lebih muah mengalirkan arus listrik.

Pada percobaan pertama jenis kawat yang digunakan yaitu kawat nikrom. Kawat nikrom merupakan material komposit, paduan antara logam nikel dan krom. Kawat nikrom merupakan konduktor dengan nilai hambat jenis yang cukup besar bila di bandingkan dengan tembaga, yang mana kawat nikrom memiliki nilai hambat jenis ρ = 100 x 10-8 Ωm atau 1 x 10-6 Ωm. Pada percobaan kawat nikrom ini, dilakukan 2 kali percobaan yaitu kawat 1 lapis dan kawat 2 lapis guna untuk mengetahui pengaruh luas penampang A terhadap hambat jenis kawat nikrom. Adapun data percobaannya sebagai berikut :

TABEL 1. Percobaan hambatan R tetap

No V catudaya (V) R (Ω) V (V) I (A)1 2 10 1.89 0.0042 4 10 3.68 0.00783 6 10 5.46 0.01164 8 10 7.29 0.01555 10 10 9 0.01916 12 10 10.81 0.0228

GAMBAR 2. Grafik hubungan tegangan dan arus

TABEL 2. Percobaan kuat arus I tetap

GAMBAR 2. Grafik hubungan antara tegangan dan arus pada kawat nikrom I lapis (A)

TABEL 2. Percobaan hambat jenis kawat nikrom (2A)L (m) V(Volt) I (A) R(Ω) ρ (Ωm)0.28 1.7 1.9 0.89 6.9 x 10-60.56 2 1.3 1.54 5.9 x 10-60.84 2.2 1 2.20 5.67 x 10-6

6.17 x 10-6Diameter kawat = 0.00166 m

GAMBAR 3. Grafik hubungan antara tegangan dan arus pada kawat nikrom 2 lapis (2A)

Dapat kita lihat dari kedua table tersebut, pengaruh hambatan R dan luas penampang A pada nilai hambat jenis suatu penghantar adalah ketika hambatan dan luas penampangnya semakin besar maka nilai hambat jenisnya semakin besar. Untuk nilai hambat jenis yang di dapat dari kawat 1 lapis yaitu nilai rata-rata hambat jenis yang didapatkan adalah ρ = 3.25 x 10-6 Ωm sedangkan untuk kawat 2 lapis nilai rata-rata hambat jenisnya yaitu ρ = 6.17

x 10-6 Ωm. Hal ini sesuai dengan teori , bahwa nilai hambat jenis berbanding lurus dengan luas penampangnya.

Pada percobaan kedua jenis kawat yang digunakan yaitu kawat konstan. Kawat konstan merupakan bahan konduktor dengan nilai hambat jenis ρ = 4.47 x 10-6 Ωm. Sama halnya dengan kawat nikrom , pada kawat konstan dilakukan dua kali percobaan yaitu percobaan kawat konstan 1 lapis dan kawat konstan 2 lapis. Adapun data percobaannya sebagai berikut :

TABEL 3. Percobaan hambat jenis kawat nikrom (A)L (m) V(Volt) I(A) R(Ω) ρ (Ωm)0.28 2 1.4 1.43 2.89 x 10-60.56 2.3 0.7 3.29 3.33 x 10-60.84 2.5 0.5 5.00 3.38 x 10-6

3.19 x 10-6Diameter kawat = 0.00085 m

GAMBAR 4. Grafik hubungan antara tegangan dan arus pada kawat konstan I lapis (A)

TABEL 4. Percobaan hambat jenis kawat nikrom (2A)L (m) V(Volt) I (A) R(Ω) ρ (Ωm)0.28 1.6 2.25 0.71 5.76 x 10-60.56 2.1 1.35 1.56 6.3 x 10-60.84 2.3 1 2.30 6.21 x 10-6

6.09 x 10-6Diameter kawat = 0.00170 m

GAMBAR 5. Grafik hubungan antara tegangan dan arus pada kawat konstan 2 lapis (2A)

Begitupun dengan kawat konstan, pengaruh hambatan R dan luas penampang A pada nilai hambat jenis suatu penghantar adalah ketika hambatan dan luas penampangnya

semakin besar maka nilai hambat jenisnya semakin besar. Untuk nilai hambat jenis yang di dapat dari kawat 1 lapis yaitu nilai rata-rata hambat jenis yang didapatkan adalah ρ = 3.19 x 10-6 Ωm sedangkan untuk kawat 2 lapis nilai rata-rata hambat jenisnya yaitu ρ = 6.09 x 10-6 Ωm. Hal ini sesuai dengan teori , bahwa nilai hambat jenis berbanding lurus dengan luas penampangnya.

Besar hambatan suatu kawat penghantar sebanding dengan panjang kawat penghantar, semakin panjang kawat penghantarnya semakin besar pula hambatannya. Besar hambatan suatu kawat penghantar bergantung pada jenis bahan kawat. Dan besar hambatan suatu kawat penghantar berbanding terbalik dengan luas penampang kawat, semakin kecil luas penampang kawat maka semakin besar hambatannya.

Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya. Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energy yang sangat besar untuk mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang.

KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulakan bahwa besarnya panjang kawat, luas penampang dan hambatan kawat mempengaruh nilai hambat jenis suatu penghantar. Besarnya nilai hambat jenis berbanding lurus dengan nilai hambatan dan luas penampangnya serta berbanding terbalik dengan panjangnya. Pada percobaan kawat nikrom 1 lapis dan 2 lapis didapatkan nilai hambat jenis rata-ratanya adalah ρ = 3.25 x 10-6 Ωm dan ρ = 6.17 x 10-6 Ωm. Untuk nilai hambat jenis rata-rata yang didapatkan pada kawat konstan 1 lapis dan 2 lapis adalah 3.09x10-6 Ωm dan 6.09 x 10-6 Ωm.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terimakasih kepada Bapak Ridwan Ramdhani, S.Si selaku dosen Eksperimen Fisika 2, serta rekan-rekan Fisika 2012 A yang ikut bekerja sama dalam pelaksanaan eksperimen ini.

REFERENSI

1. Lab Fisika Dasar . Modul Praktikum Fisika Dasar 2 . Bandung: Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati. 2010

2. Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid 1 ” Bab 20 Erlangga (Terjemahan).

3. Tipler, P. ”Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid 1” Erlangga (Terjemahan)

4. http://catatanfisika08.blogspot.com/2011/04/panduan- percobaan-hambatan-jenis.html diakses pada tanggal 01 Februari 2015