Hukum Ohm telah dikenal luas sebagai salah satu hukum dasar dalam ilmu kelistrikan. Hukum Ohm merupakan perumusan hubungan antara arus listrik, tegangan listrik, dan hambatan listrik. Ketiga besaran tersebut merupakan besaran dasar yang harus dipahami dengan baik oleh siapapun yang mempelajari ilmu kelistrikan.
Hukum Ohm yang mashur ini diajukan oleh fisikawan dari Jerman yang benama Georg Simon Ohm pada tahun 1825 dan dipublikasikan pada tahun 1827 melalui sebuah papernya yag berjudul “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically”.
Bunyi Hukum Ohm
Bunyi Hukum Ohm adalah sebagai berikut.
Beda potensial sepanjang konduktor ideal adalah sebanding dengan arus yang melewatinya.
Konstanta kesebandingannya disebut hambatan (resistance, R). Hukum Ohm dirumuskan sebagai V = I.R dimana V adalah beda potensial antara dua titik yang dilewati arus I dan memiliki hambatan R.
Berdasarkan Hukum Ohm tersebut dapat disimpulkan bahwa besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar berbanding lurus dengan beda potensial (V) dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R).
Dalam penerapannnya, Hukum Ohm ini dimanfaatkan untuk mengatur besarnya arus (I), atau hambatan (R) yang diinginkan mengalir pada suatu rangkaian listrik. Berdasarkan Hukum Ohm maka rumus untuk mencari masing-masing besaran tegangan, arus, dan hambatan pada suatu rangkaian listrik adalah sebagai berikut.
V = I x R
I = V/R
R = V/I
Dimana
V = tegangan (voltage), satuan dasarnya adalah volt (V)
I = Arus (current), satuan dasarnya adalah ampere (A)
R = hambatan (resistance), satuan dasarnya adalah ohm ()
Diagram Segitiga Hukum Ohm
Untuk mempermudah mengingat ketiga rumus tersebut digunakan diagram segitiga Hukum Ohm.
Diagram Segitiga Hukum Ohm terdiri dari segitiga yang dibagi menjadi tiga bagian. Area separuh segitiga bagian puncak berisi huruf V yang mewakili tegangan (voltage). Area separuh segitiga bagian dasar dibagi menjadi dua, area sebelah kiri bawah berisi huruf I yang mewakili arus (current) dan area sebalah kanan bawah berisi huruf R yang mewakili hambatan (resistance). Cara menggunakan diagram segitiga Hukum Ohm adalah sebagai berikut.
- Rumus untuk menghitung V (tegangan) maka tutup huruf V dengan satu jari sehingga yang terlihat adalah huruf I (arus) sejajar dengan huruf R (hambatan) sehingga dibaca I dikali R (IxR).
- Rumus untuk menghitung I (arus) maka tutup huruf I dengan satu jari sehingga yang terlihat adalah huruf V (tegangan) di atas huruf R (hambatan) sehingga dibaca V dibagi R (V/R).
- Rumus untuk menghitung R (hambatan) maka tutup huruf R dengan satu jari sehingga yang terlihat adalah huruf V (tegangan) di atas huruf I (hambatan) sehingga dibaca V dibagi I (V/I).
Satuan Tegangan, Arus, dan Hambatan Listrik
Yang perlu diperhatikan dalam perhitungan besaran tegangan, arus maupun hambatan listrik adalah satuan yang digunakan harus sesuai.
- Satuan dasar tegangan listrik atau beda potensial atau voltase dalam SI (sistem internasional) adalah volt yang diberi simbol V. Satuan tegangan listrik lainnya yang populer adalah kilovolt (kV), 1 kilovolt = 1.000 volt.
- Satuan dasar arus listrik dalam SI (sistem internasional) adalah ampere yang diberi simbol A. Satuan arus listrik lainnya yang populer adalah milliampere (mA), 1 milliampere = 0,001 ampere.
- Satuan dasar hambatan listrik atau tahanan listrik dalam SI (sistem internasional) adalah ohm yang diberi simbol . Satuan hambatan listrik lainnya yang populer adalah kiloohm (k), 1 kiloohm = 1.000 ohm.
Contoh Perhitungan Tegangan, Arus, dan Hambatan Listrik Menggunakan Hukum Ohm
Berikut ini beberapa contoh cara menghitung tegangan (beda potensial), arus, dan hambatan listrik menggunakan Hukum Ohm.
Contoh Soal 1
Soal: Sebuah resistor (tahanan) 120 Ω dihubungkan dengan baterai. Kuat arus yang mengalir adalah 25 mA. Hitunglah tegangan baterai tersebut!
Jawab:
I = 25 mA = 25 x 0,001 A = 0,025 A
R = 120 Ω
V = I x R = 0,025 x 120 = 3 V
Jadi tegangan baterai tersebut adalah 3 volt
Contoh Soal 2
Soal: Suatu rangkaian elektronika menggunakan baterai 9 V untuk dihubungkan ke sebuah tahanan (resistor) 150 ohm. Hitunglah arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut!
Jawab:
V = 9 V
R = 150
I = V/R = 9/150 = 0,06 A
Jadi arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah 0,06 ampere
Contoh Soal 3
Soal: Dua buah baterai yang memiliki tegangan 3 volt dihubungkan dengan sebuah tahanan (resistor). Saat diukur, arus listrik yang mengalir adalah 0,25 ampere. Hitunglah nilai tahanan tersebut!
Jawab:
V = 3 V
I = 0,25 A
R = V/I = 3/0,25 = 12
Jadi nilai tahanan tersebut adalah 12 ohm