Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Widget Atas Posting

Box 1 , scroll ke bawah

Box 2 , scroll ke bawah

Box 3 , scroll ke bawah

Box 4

Hukum Ohm, Perhitungan dan Penerapannya

Pengertian Hukum Ohm

Hukum dasar yang perlu dipahami bagi sobatbee yang menekuni bidang elektronika adalah hukum ohm., yaitu hukum dasar yang menyatakan hubungan antara arus, tegangan dan tahanan. Hukum Ohm atau ohm laws merupakan hukum yang pertama kali diperkenalkan oleh seorang fahli fisika berkebangsaan Jerman yang bernama George Simon Ohm (1789-1854). Pada tahun 1825, Ohm mempublikasikan temuannya dalam sebuah paper yang berjudul “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically” 

Penemu hukum ohm
Gambar 1. Penemu Hukum Ohm : George Simon Ohm 

Hukum ohm menyebutkan bahwa besarnya arus listrik yang mengalir pada sebuah penghantar berbanding lurus dengan tegangan yang diterapkan kepadanya..Sebuah penghantar mematuhi hukum ohm ini jika nilai resistansinya tidak tergantung pada besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan Pernyataan ini tidak selamanya berlaku untuk semua jenis penghantar, namum istilah hukum tetap digunakan.

 

Secara matematis hukum Ohm  diintepretasikan dalam persamaan sebagai berikut:


 


V= I x R                       I = V                 R = V

                                           R                        I

 

{\displaystyle I}Dimana:            V          : Tegangan listrik dengan satuan Volt

                          I           : Arus Listrik dengan satuan Ampere

                          R          : Tahanan Listrik dengan satuan Ω

 

Untuk memudahkan dalam mengingat rumus hukum ohm tersebut, sobatbee bisa menggunakan segitiga ajaib yang bisa diilustrasikan sebagai berikut:



Segitiga Ajaib Hukum Ohm
Gambar 2. Segitiga Ajaib

Perhatikan ketiga segitiga Ajaib di atas. Pada saat sobatbee mau mencari rumus tegangan, maka huruf V pada segitiga tersebut ditutup dengan tangan, maka akan terlihat I dan R, yang memiliki makna : V adalah perkalian antara I dan R. 

Pada saat sobatbee mau mencari rumus Arus, maka Huruf I pada segitiga tersebut ditutup dengan tangan, maka akan terlihat antara V dan R yang memiliki makna I adalah pembagian antara V dan R. 



Pada saat sobatbee mau mencari rumus Tahanan, maka Huruf R pada segitiga tersebut ditutup dengan tangan, maka akan terlihat antara V dan I yang memiliki makna R adalah pembegian antara V dan I 

Dengan mengingat konsep dari segitiga ajaib ini, memudahkan sobatbee dapat mengingat terus rumus hukum ohm.

 

Analogi Hukum Ohm


Pernahkan sobatbee pergi ke suatu pegunungan dengan aliran air jernih, dimana disepanjang aliran tersebut terdapat batu batu  alam? Saat sumber air tersebut masih memiliki kandungan air yang banyak, maka air akan mengalir dari permukaan yang tinggi ke permukaan yang lebih rendah.

  

Analogi Hukum Ohm
Gambar 3. Analogi Hukum Ohm


Dalam perjalanan air tersebut akan menyentuh bebatuan yang ada di sepanjang aliran sungai. Bebatuan tersebut merupakan hambatan yang akan menahan aliran air. Semakin banyak bebatuan yang ada di sungai tersebut, maka aliran air akan semakin sedikit, begitu pula sebaliknya semakin sedikit bebatuan yang ada di sungai, maka aliran air akan semakin deras.

 

Penerapan hukum ohm dalam kehidupan sehari hari

Dalam kehidupan sehari hari, tidak bisa terlepas dari penggunaan hukum ohm. Untuk memahami penerapan hukum ohm ini ada baiknya kita belajar tentang sebuah rangkaian tertutup yang terdiri dari sumber tenganga, penghantar dan beban. Pernyataan tersebut dapat dijelaskan dalam sebuah gambar :

 

Rangkaian Tertutup
Gambar 4. Rangkaian Resistor

Pada rangkaian di atas, terdapat sumber tegangan baterai (Vs) dan terdapat sebuah beban Resistor ( R) yang dihubungkan dengan sumber tegangan. Dalam rangkaian tertutup tersebut, mengalir arus listrik yang besarnya berbanding lurus dengan tegangan, dan berbanding terbalik dengan nilai hambatan. Semakin besar tegangan Sumber, maka arus yang mengalir akan semakin besar, dan semakin besar hambatan yang di pasang, maka arus listrik yang mengalir akan semakin kecil.

Untuk memudahkan pemahaman, mari kita coba dengan memberikan nilai nilai pada besaran tersebut,

Contoh Perhitungan dalam Rangkaian Tertutup (Close Loop)


1. Sebuah rangkaian tertutup dengan sebuah sumber tegangan DC 12 Volt dan Tahanan 200 Ohm, seperti pada gambar rangkaian berikut:
rangkaian seri

Tentukan besarnya Arus yang mengalir pada Rangkaian tertutup tersebut :
Diketahui :
  • V= 12 Volt
  • R = 200 Ohm
Penyelesaian
Untuk mencari besarnya arus kita gunakan rumus hokum ohm sebagai berikut:


I     =    V
            R
I = 12 Volt
    200 Ohm

I = 0,06 Ampere.  Bila dijadikan satuan milli Ampere menjadi =  60 milli Ampere



2. Sebuah Rangkaian Tertutup diketahui arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut sebesar 100 milli Ampere, sedangkan tahanan yang terpasang sebesar 1000 ohm,

Hukum ohm tegangan
Tentukan besarnya tegangan ( V) pada rangkaian tersebut

Diketahui :

  • I = 100 milli Ampere = 0,01 Ampere
  • R= 1000 Ohm

Penyelesaian:

Untuk mencari besarnya tegangan pada rangkaian tertutup tersebut, kita gunakan rumus hokum ohm :

V = I x R

V = 0,1 A x 1000 Ohm

V = 100 Volt


3. Sebuah Rangkaian Tertutup diketahui arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut sebesar 100 milli  Ampere, sedangkan besarnya tegangan pada rangkaian tersebut adalah 20 V. berapakah nilai tahanan    dalam rangkaian tersebut:

 

hukum ohm mencari tahanan

     


Diketahui : 

  • V = 20 Volt
  • I = 100 milli Ampere = 0,1 Ampere


Penyelesaian : 
Untuk mencari besarnya tahanan yang terpasang, kita bisa gunakan rumus hukum ohm sebagai berikut:

R =  V
        I

R = 20 Volt
        0,1 A

                             R = 200 Ohm.


Dari contoh di atas, bisa kita ambil kesimpulan bahwa hukum ohm berlaku ketentuan sebagai berikut :

  1. Besarnya Tegangan ( V) sebanding dengan besarnya Arus ( I) dan Tahanan (R)
  2. Besarnya Arus ( I) berbanding lurus dengan besarnya Tegangan (V) namun berbanding terbalik dengan besarnya Tahanan (R)
  3. Besarnya Tahanan ( R) Berbanding lurus dengan Tegangan (V) namun berbanding terbalik dengan besarnya arus

Untuk lebih meningkatkan pemahaman sobatbee dalam menerapkan rumus hukum ohm ini, berikut ini ada beberapa soal latihan yang bisa sobatbee kerjakan sendiri.



Latihan Soal.


  1. Sebuah lampu bohlam terukur memiliki nilai tahanan 50 Ohm, dihubungkan dengan sumber tegangan DC 25 Volt  Berapakah arus yang mengalir pada bohlam lampu tersebut.
  2. Berikan 5 contoh penerapan hukum ohm dalam kehidupan sehari hari
  3. jelaskan penerapan hukum ohm pada sistem kelistrikan sepeda motor
  4. Sebuah baterai aki, memiliki tegangan 12 volt, dihubungkan dengal lampu bohlam, jika terukur dalam rangkaian tersebut arus yang mengalir 200 milli Ampere, berapakah tahanan bohlam lampu tersebut

rangkaian DC


Waktunya Bereksperimen

Setelah sobatbee memahami bagaimana hukum ohm diterapkan dalam  rangkaian tertutup, menghitung besarnya arus, menghitung besarnya tegangan drop menghitung hambatan dalam sebuah rangkaian, sekarang saatnya melakukan eksperimen. Ada beberapa tahapan yang harus sobatbee lakukan, 

Persiapan

  • Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk eksperimen:
  • Project Board atau Papan Proyek. Untuk memahami konsep dari Project Board bisa baca artikel : Mengenal Project Board (Papan Proyek) dan Penggunaannya
  • Power Suplay output DC 5 dan 12 Volt
  • Multitester Analog : 1 Buah
  • Multitester Digital : 1 Buah
  • Resistor sebanyak 3 Buah, masing masing bernilai 1 K ohm, 330 ohm dan 470 Ohm. Untuk memahami cara membaca nilai resistor, bisa dibaca artikel : Cara Mudah Membaca Kode Warna Resistor
  • Jumper secukupnya.

Gambar Rangkaian Eksperimen



Gambar 5. Pengukuran Tahanan Resistor dengan Ohm meter

Gambar 6. Pengukuran Tegangan Sumber dengan Volt meter

Gambar 7. Pengukuran Tegangan drop pada R1 dengan Volt meter



Gambar 8. Pengukuran Arus sumber dengan  DC Milli Ampere meter



Langkah Kerja

  1. Pengukuran Tahanan Resistor.
    • Perhatikan gambar 5 di atas.
    • Ukur tahanan resistor menggunakan multitester Analog skala selektor pada Ohm meter. Cara kalibrasi dan mengukur tahanan yang benar bisa baca di artikel : Cara Melakukan Kalibrasi Multimeter Analog dan Digital
    • Masukkan hasil pengukuran di tabel yang sudah disediakan
    • Ukur kembali tahanan resistor dengan Digital Ohm meter untuk pembanding.
    • Masukkan datanya di tabel yang sudah disediakan.
    • Pengukuran tahanan resistor dilakukan sebelum R tersebut dihubungkan ke sumber tegangan
  2. Pengukuran Tegangan Sumber (Vs)
    • Perhatikan Gambar 6 di atas.
    • Ukur Tegangan sumber menggunakan multitester Skala selektor pada DC Volt meter.
    • Masukkan hasilnya dalam tabel yang sudah disediakan
    • Ukur kembali Tegangan sumber tersebut dengan Digital Voltmeter sebagai pembanding
    • Masukkan hasil pengukuran di tabel yang sudah disediakan.
    • Prinsip pengukuran tegangan adalah : secara Paralel.
  3. Pengukuran Tegangan bagian Pada R1
    • Perhatikan Gambar 7 di atas.
    • Ukur Tegangan bagian pada R1 menggunakan multitester Skala selektor pada DC Volt meter.
    • Masukkan hasilnya dalam tabel yang sudah disediakan
    • Ukur kembali Tegangan bagian pada R1  tersebut dengan Digital Voltmeter sebagai pembanding
    • Masukkan hasil pengukuran di tabel yang sudah disediakan.
    • Prinsip pengukuran tegangan adalah : secara Paralel.
  4. Pengukuran Arus Listrik
    • Perhatikan Gambar 8 di atas.
    • Ukur Arus sumber  menggunakan multitester Skala selektor pada Dc Milli Ampere meter
    • Masukkan hasilnya dalam tabel yang sudah disediakan
    • Ukur kembali Arus sumber  tersebut dengan Digital Milii Ampere meter sebagai pembanding
    • Masukkan hasil pengukuran di tabel yang sudah disediakan.
    • Prinsip pengukuran Arus listrik  adalah : secara seri

Data Hasil Eksperimen dan Analisisnya.

Setiap hasil pengukuran dari praktik di atas, masukkan dalam tabel berikut. yang perlu diperhatikan adalah, setelah melakukan eksperimen, bandingkan dengan perhitungan hasil teori.

Anaslisis Hasil Perhitungan ( secara teoritis)
1. Untuk Nilai R1 = 1000 ohm
  • Diketahui
    • R1= 1000 Ohm
    • Vs = 12 Volt
  • Tentukan :
    • Vs.......
    • Is = Vs/ R1
    • VR1 = Is x R1
  • Penyelesaian :
    • ...........................................................................................................
    • ...........................................................................................................
    • ...........................................................................................................
    • ...........................................................................................................
2. Untuk Nilai R1 = 470 ohm
  • Diketahui
    • R1= 1000 Ohm
    • Vs = 12 Volt
  • Tentukan :
    • Vs.......
    • Is = Vs/ R1
    • VR1 = Is x R1
  • Penyelesaian :
    • ...........................................................................................................
    • ...........................................................................................................
    • ...........................................................................................................
    • ...........................................................................................................
3. Untuk Nilai R1 = 330 ohm
  • Diketahui
    • R1= 1000 Ohm
    • Vs = 12 Volt
  • Tentukan :
    • Vs.......
    • Is = Vs/ R1
    • VR1 = Is x R1
  • Penyelesaian :
    • ...........................................................................................................
    • ...........................................................................................................
    • ...........................................................................................................
    • ...........................................................................................................
Analisis hasil Pengukuran Praktik


Gambar 9. Tabel Hasil Praktik



Dokumentasi Ekesperimen ( Praktik)


Bagian ini berisi gambar dokumentasi pada saat melaksanakan eksperimen. Ambil gambar yang terbaik tiap melakukan pengukuran. Dokumentasi dilampirkan:

Evaluasi

  1. Jelaskan bagaimana cara mengukur tahanan resistor dengan ohm meter?
  2. Jelaskan bagaimana cara mengukur tegangan sumber
  3. Jelaskan bagaimana cara mengukur Arus sumber

Demikian artikel tentang : Hukum Ohm Perhitungan dan Penerapannya, semoga bermanfaat, jika ada diskusi silakan tuliskan di kolom komentar.