HUKUM OHM
Besarnya arus pada penghantar tidak hanya tergantung pada tegangan tetapi juga besar hambatan penghantar terhadap aliran elektron. Semakin besar hambatan , maka arus semakin kecil. Dengan demikian , arus berbanding terbalik dengan hambatan. Hubungan ini dikenal dengan hukum Ohm dan dinyatakan dengan persamaan :
i = V/R
Besarnya hambatan tergantung pada jenis bahan, ukuran panjang, dan luas tempat arus mengalir. Stuan hambatan adalah ohm ( Ω) sesuai dengan nama penemunya , yaitu George Simon Ohm. Beberapa alat listrik seperti pemanas, bola lampu, amplifier, dan setrika memberikan hambatan terhadap aliran arus. Di dalam berbagai bentuk bola lampu terdapat filamen yang terbuat dari jenis kawa tertentu. Hambatan filamen menyebabkan panas.
Resistormerupakan salah satu alat elektronik yang berfungsi untuk mengendalikan besar arus. Ada dua jenis resistor, yaitu resistor gulung kawat yang terdiri dari kumparan halus dan resistor komposisi. Nila dan hambatan resistor dapat diketahui dari kode yang dituliskan di bagian luarnya.
Cara membaca kode warna adalah dua warna pertama menyatakan dua digit pertama nilai hambatan, warna ketiga menyatakan pangkat sepuluh sebagai faktor pengali, dan warna keempat merupakan toleransi pembuatan.
Tabel Kode warna pada resistor
Contoh 3
:
Pita ke-1 = Hijau, Pita ke-2 = Biru, Pita ke-3 = Perak, Pita ke-4 = Emas.
Nilainya adalah 0,56 Ω, dengan Toleransi 5%.
Contoh 4 :
Pita ke-1 = Hijau, Pita ke-2 = Biru, Pita ke-3 = Hitam, Pita ke-4 = Emas.
Nilainya adalah 56 Ω, dengan Toleransi 5%.
Macam-macam jenis resistor
HAMBATAN JENIS
Pada arus listrik kita pelajari adanya arus konvensional dan arus riil. Agar konsep arus riil dan arus konvensional mudah dipahami, kita memeerlukan gejala yang sama dengan arus, yaitu aliran air yang terjadi di sungai atau pipa yang dipengaruhi gaya grafitasi. Jika air sungai hampir rata, maka kecepatan air akan kecil. Kecepatan aliran air akan lebih besar saat ujung satu lebih tinggi daripada ujung yang lain.
Hal ini di kita ibaratkan dengan penggunaan air (sebagai arus) yang mengalir di PDAM (sebagai baterai). Jika air tersebut melewati pipa yang berisi batu-batu kerikil (sebagai lampu), maka batu-batu kerikil tersebut sebagai penahan air.
Berdasarkan Ilustrasi aliran air dalam pipa penuh kerikil di atas, kita dapat memahami tentang hambatan. Apabila panjang pipa diperbesar dua kali semula maka hambatannya menjadi dua kali hambatan semula. Demikian juga bila penampang pipa lebih luas, maka aliran air lebih cepat atau hambatannya lebih kecil. Besarnya hambatan juga tergantung pada jenis kerikil. Jika kerikil halus, maka hambatannya kecil, namun jika kerikil kasar, maka hambatannya akan besar. Kawat yang tebal memiliki hambatan lebih kecil karena arus akan mengalir cepat dalam ruang yang luas. Dengan demikian hambatan kawat dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
Pada umumnya, kawat berbentuk silinder dengan penampang berbentuk lingkaran. Dengan demikian yang dimaksud luas penampang pada persamaan diatas adalah luas lingkaran.
Hambatan jenis merupakan karakteristik seuatu bahan, sehingga nilainya berbeda untuk bahan yang berbeda.
Semakin besar hambatan jenis suatu bahan, semakin bersifat isolator. Begitu pula sebaliknya, semakin kecil nilai hambatan jenis suatu bahan, semakin bersifat konduktor.
Contoh Soal :
Seutas kawat besi panjangnya 20 meter dan luas penampangnya 1 mm2, mempunyai hambatan jenis 10-7 ohmmeter. Jika antara ujung-ujung kawat dipasang beda potensial 60 volt, tentukan kuat arus yang mengalir dalam kawat!
Jawaba :
l = 20 m
A = 1 mm2 = 1 x 10-6m2
ρ = 10-7ohm-meter
R = ρ (l/A)
R = 10-7 ( 20/ 1 x 10-6 ) = 2 ohm
I = V/R = 60/2 = 30 Ampere
Tidak semua hambatan jenis sepenuhnya tergantung pada jenis bahan. Pada beberapa bahan, besar hambatan jenis tergantung pada perubahan suhu. Hal ini dikarenakan beberapa bahan pada kawat yang peka terhadap perubahan suhu. Hubungan antara hambatan jenis bahan dan perubahan suhu sebagai berikut :
FISIKA untuk SAM/MA kelas X, Goris Seran Daton, dkk, Penerbit Grasindo, 2007
http://elektronikadasar.info/resistor-adalah.htm
http://electrozone94.blogspot.com/2013/08/cara-menghitung-nilai-resistor.html
Besarnya arus pada penghantar tidak hanya tergantung pada tegangan tetapi juga besar hambatan penghantar terhadap aliran elektron. Semakin besar hambatan , maka arus semakin kecil. Dengan demikian , arus berbanding terbalik dengan hambatan. Hubungan ini dikenal dengan hukum Ohm dan dinyatakan dengan persamaan :
i = V/R
Besarnya hambatan tergantung pada jenis bahan, ukuran panjang, dan luas tempat arus mengalir. Stuan hambatan adalah ohm ( Ω) sesuai dengan nama penemunya , yaitu George Simon Ohm. Beberapa alat listrik seperti pemanas, bola lampu, amplifier, dan setrika memberikan hambatan terhadap aliran arus. Di dalam berbagai bentuk bola lampu terdapat filamen yang terbuat dari jenis kawa tertentu. Hambatan filamen menyebabkan panas.
Resistormerupakan salah satu alat elektronik yang berfungsi untuk mengendalikan besar arus. Ada dua jenis resistor, yaitu resistor gulung kawat yang terdiri dari kumparan halus dan resistor komposisi. Nila dan hambatan resistor dapat diketahui dari kode yang dituliskan di bagian luarnya.
Cara membaca kode warna adalah dua warna pertama menyatakan dua digit pertama nilai hambatan, warna ketiga menyatakan pangkat sepuluh sebagai faktor pengali, dan warna keempat merupakan toleransi pembuatan.
Tabel Kode warna pada resistor
|
Warna Cincin
|
Cincin I angka ke -1
|
Cincin II angka ke -2
|
Cincin III angka ke -3
|
Cincin IV Pengali
|
Cincin V Toleransi
|
|
Hitam
|
0
|
0
|
0
|
X 10 0
|
|
|
Coklat
|
1
|
1
|
1
|
X 10 1
|
± 1 %
|
|
Merah
|
2
|
2
|
2
|
X 10 2
|
± 2 %
|
|
Jingga
|
3
|
3
|
3
|
X 10 3
|
|
|
Kuning
|
4
|
4
|
4
|
X 10 4
|
|
|
Hijau
|
5
|
5
|
5
|
X 10 5
|
|
|
biru
|
6
|
6
|
6
|
X 10 6
|
|
|
Ungu
|
7
|
7
|
7
|
X 10 7
|
|
|
Abu-abu
|
8
|
8
|
8
|
X 10 8
|
|
|
Putih
|
9
|
9
|
9
|
X 10 9
|
|
|
Emas
|
|
|
|
X 10 -1
|
± 5 %
|
|
Perak
|
|
|
|
X 10 -2
|
± 10 %
|
|
Tanpa warna
|
|
|
|
|
± 20 %
|
Contoh 1 :
Pita ke-1 = Hijau, Pita ke-2 = Biru, Pita ke-3 = Emas, Pita ke-4 = Emas.
Nilainya adalah 5,6 Ω, dengan toleransi 5%.
Pita ke-1 = Hijau, Pita ke-2 = Biru, Pita ke-3 = Emas, Pita ke-4 = Emas.
Nilainya adalah 5,6 Ω, dengan toleransi 5%.
Contoh 2 :
Pita ke-3 = Hijau, Pita ke-2 = Biru, Pita ke-3 = Coklat, Pita ke-4 = Emas.
Nilainya adalah 560 Ω, dengan Toleransi 5%.
Pita ke-3 = Hijau, Pita ke-2 = Biru, Pita ke-3 = Coklat, Pita ke-4 = Emas.
Nilainya adalah 560 Ω, dengan Toleransi 5%.
Pita ke-1 = Hijau, Pita ke-2 = Biru, Pita ke-3 = Perak, Pita ke-4 = Emas.
Nilainya adalah 0,56 Ω, dengan Toleransi 5%.
Contoh 4 :
Pita ke-1 = Hijau, Pita ke-2 = Biru, Pita ke-3 = Hitam, Pita ke-4 = Emas.
Nilainya adalah 56 Ω, dengan Toleransi 5%.
Macam-macam jenis resistor
a. Resistor Keramik atau
Porselin. Perkembangan teknologi di
bidang elektronika semakiin maju seperti tidak ada pangkalnya, saat ini telah
dikembangkan jenis resistor yang terbuat dari bahan keramik atau porselin.
Jenis resistor keramik ini sekarang sudah dilapisi dengan kaca tipis, banyak
digunakan dalam rangkaian elektronika saat ini karena bentuk fisiknya relatif
sangat kecil serta memiliki tingkat resistansi tetelitian yang tinggi. Daya
yang dimiliki resistor ini sebesar 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, dan 2 watt.
Sedang nilai resistansinya tertulis pada tubuhnya.
b. Resistor Metal Film.
Bentuk fisik hampir menyerupai resistor film karbon. Resistor ini tahan
terhadap perubahan temperatur.dan memiliki tingkat ketelitian nilai yang tinggi
karena nilai toleransi yang tercantum pada resistor ini sangatlah kecil,
biasanya sekitar 1% sampai 5%. Jika dibandingkan dengan resistor film karbon,
resistor ini cenderung lebih baik karena memiliki toleransi yang lebih kecil.
Resistor Metal Film memiliki 5 buah gelang warna, bahkan ada yang 6 buah gelang
warna. Sedangkan, resistor film karbon hanya memiliki 4 buah gelang warna.
Resistor ini sangat cocok digunakan dalam rangkaian – rangkaian yang memerlukan
tingkat ketelitian yang tinggi, misalnya alat ukur.Daya yang dimiliki sebesar
1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, dan 2 watt.
c. Resistor Film Karbon . Jenis resistor ini dibuat dari bahan karbon dan dilapisi dengan bahan film yang berfungsi sebagai pelindung terhadap pengaruh luar. Nilai resistansinya dicantumkan dalam bentuk kode warna. Resistor ini banyak digunakan dalam berbagai rangkaian elektronika karena bentuk fisiknya kecil dan mudah didapat di pasaran. Resistor ini memiliki daya sebesar 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, dan 2 watt dengan toleransi 5% dan 10%.
d. Resistor Arang (Batang Karbon). Resistor jenis ini dibuat dari bahan karbon kasar yang diberi lilitan kawat yang kemudian diberi tanda dengan kode warna berbentuk gelang. Resistor jenis ini merupakan jenis resistor generasi awal setelah adanya resistor kawat. Sekarang sudah jarang untuk dipakai pada rangkaian – rangkaian elektronika.
e. Resistor Kawat . Resistor ini merupakan jenis resistor pertama yang lahir pada saat rangkaian elektronika masih menggunakan tabung hampa (vacuum tube). Bentuknya bervariasi dan memiliki ukuran yang cukup besar. Resistor kawat ini biasanya banyak dipergunakan dalam rangkaian power karena memiliki resistansi yang tinggi dan tahan terhadap panas yang tinggi. Jenis resistor kawat yang masih banyak dipakai sampai sekarang adalah jenis resistor dengan lilitan kawat yang dililitkan pada bahan keramik, kemudian dilapisi dengan bahan semen. Daya yang tersedia untuk resistor jenis kawat ini adalah dalam ukuran 1 watt, 2 watt, 5 watt, dan 10 watt.
c. Resistor Film Karbon . Jenis resistor ini dibuat dari bahan karbon dan dilapisi dengan bahan film yang berfungsi sebagai pelindung terhadap pengaruh luar. Nilai resistansinya dicantumkan dalam bentuk kode warna. Resistor ini banyak digunakan dalam berbagai rangkaian elektronika karena bentuk fisiknya kecil dan mudah didapat di pasaran. Resistor ini memiliki daya sebesar 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, dan 2 watt dengan toleransi 5% dan 10%.
d. Resistor Arang (Batang Karbon). Resistor jenis ini dibuat dari bahan karbon kasar yang diberi lilitan kawat yang kemudian diberi tanda dengan kode warna berbentuk gelang. Resistor jenis ini merupakan jenis resistor generasi awal setelah adanya resistor kawat. Sekarang sudah jarang untuk dipakai pada rangkaian – rangkaian elektronika.
e. Resistor Kawat . Resistor ini merupakan jenis resistor pertama yang lahir pada saat rangkaian elektronika masih menggunakan tabung hampa (vacuum tube). Bentuknya bervariasi dan memiliki ukuran yang cukup besar. Resistor kawat ini biasanya banyak dipergunakan dalam rangkaian power karena memiliki resistansi yang tinggi dan tahan terhadap panas yang tinggi. Jenis resistor kawat yang masih banyak dipakai sampai sekarang adalah jenis resistor dengan lilitan kawat yang dililitkan pada bahan keramik, kemudian dilapisi dengan bahan semen. Daya yang tersedia untuk resistor jenis kawat ini adalah dalam ukuran 1 watt, 2 watt, 5 watt, dan 10 watt.
Bentuk dari resistor-resistor di atas ini dapat dilihat pada gambar :
HAMBATAN JENIS
Pada arus listrik kita pelajari adanya arus konvensional dan arus riil. Agar konsep arus riil dan arus konvensional mudah dipahami, kita memeerlukan gejala yang sama dengan arus, yaitu aliran air yang terjadi di sungai atau pipa yang dipengaruhi gaya grafitasi. Jika air sungai hampir rata, maka kecepatan air akan kecil. Kecepatan aliran air akan lebih besar saat ujung satu lebih tinggi daripada ujung yang lain.
Berdasarkan Ilustrasi aliran air dalam pipa penuh kerikil di atas, kita dapat memahami tentang hambatan. Apabila panjang pipa diperbesar dua kali semula maka hambatannya menjadi dua kali hambatan semula. Demikian juga bila penampang pipa lebih luas, maka aliran air lebih cepat atau hambatannya lebih kecil. Besarnya hambatan juga tergantung pada jenis kerikil. Jika kerikil halus, maka hambatannya kecil, namun jika kerikil kasar, maka hambatannya akan besar. Kawat yang tebal memiliki hambatan lebih kecil karena arus akan mengalir cepat dalam ruang yang luas. Dengan demikian hambatan kawat dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
R = ρ (l/A)
Keterangan :
R hambatan kawat (Ω)
ρ hambatan jenis (Ωm)
l panjang
kawat (m)
A luas penampang (m2)
Pada umumnya, kawat berbentuk silinder dengan penampang berbentuk lingkaran. Dengan demikian yang dimaksud luas penampang pada persamaan diatas adalah luas lingkaran.
Hambatan jenis merupakan karakteristik seuatu bahan, sehingga nilainya berbeda untuk bahan yang berbeda.
Tabel : nilai Hambatan Jenis pada Suhu acua 20 derajat C
|
No
|
Zat
|
Hambatan jenis pada suhu 20o C (ohmmeter)
|
|
1
|
Penghantar
|
|
|
|
Perak
|
1,8 x 10 -8
|
|
|
Tembaga
|
1,7 x 10 -8
|
|
|
Alumunium
|
2,8 x 10 -8
|
|
|
Tungsten
|
5,6 x 10 -8
|
|
|
Nikel
|
6,8 x 10 -8
|
|
|
Besi
|
10,0 x 10 -8
|
|
|
Baja
|
18,0 x 10 -8
|
|
|
Mangan
|
44,0 x 10 -8
|
|
|
Karbon
|
3500 x 10 -8
|
|
2
|
Semi konduktor
|
|
|
|
Germanium
|
0,5
|
|
|
Karbon
|
3,5 x 10 -5
|
|
|
Dioksid tembaga
|
1 x 10 3
|
|
3
|
Isolator
|
|
|
|
Kaca
|
10 10 – 10 14
|
|
|
Karet
|
10 13 – 10 16
|
Contoh Soal :
Seutas kawat besi panjangnya 20 meter dan luas penampangnya 1 mm2, mempunyai hambatan jenis 10-7 ohmmeter. Jika antara ujung-ujung kawat dipasang beda potensial 60 volt, tentukan kuat arus yang mengalir dalam kawat!
Jawaba :
l = 20 m
A = 1 mm2 = 1 x 10-6m2
ρ = 10-7ohm-meter
R = ρ (l/A)
R = 10-7 ( 20/ 1 x 10-6 ) = 2 ohm
I = V/R = 60/2 = 30 Ampere
Tidak semua hambatan jenis sepenuhnya tergantung pada jenis bahan. Pada beberapa bahan, besar hambatan jenis tergantung pada perubahan suhu. Hal ini dikarenakan beberapa bahan pada kawat yang peka terhadap perubahan suhu. Hubungan antara hambatan jenis bahan dan perubahan suhu sebagai berikut :
ρT = ρo [1 + α(T
– To) ]
keterangan :
ρo hambatan jenis pada suhu mula-mula (To),
misalnya 0o C
ρT hambatan jenis pada suhu tertentu (Ωm)
α koefisien suhu hambatan jenis (/oC)
Karena hambatan kawat tergantung pada hambatan jenis, sedangkan hambatan jenis merupakan fungsi linier suhu, maka hambatan jenis kawat dapat dinyatakan sebagai berikut :
RT = Ro (1 + α ΔT)
keterangan :
Ro hambatan kawat pada suhu mula-mula (To),
misalnya 0o C
RT hambatan kawat pada suhu tertentu (Ωm)
α koefisien suhu hambatan jenis (/oC)
ΔT perubahan suhu (oC)
Nilai koeffisien suhu pada persamaan diatas pada tiap-tiap bahan berbeda. Hal ini dapat dilihat pada tabel berikut :
Pada umumnya, hambatan jenis bahan semakin besar suhu semakin tinggi. Namun tidak berlaku pada grafut, germanium dan silikon. Hal ini yg menyebabkan koeffisien suhu bahan-bahan tersebut bernilai negatif. Nilai hambatan jenis suhu dan koeffisien pada tabel di atas hanya berlaku jika suhu acuan atau suhu mula-mula To = 20 derajat C. Jika suhu selain itu, maka nilai hambatan pada tabel diatas tidak berlaku.
|
No
|
bahan
|
α
( / oC )
|
|
1
|
Perak
|
0,0061
|
|
2
|
Tembaga
|
0,0068
|
|
3
|
Alumunium
|
0,00429
|
|
4
|
Tungsten
|
0,0045
|
|
5
|
Besi
|
0,00651
|
|
6
|
silikon
|
-0,07
|
|
7
|
Germanium
|
0,05
|
|
8
|
Grafit (karbon)
|
0,0005
|
Hambatan jenis pada beberapa logam tertentu atau senyawa seperti merkuri, alumunium, raksa, barium, tembaga dan oksigen besarnya mencapai nol. Bahan dengan hambatan listrik nol, dikatakan bahan tersebut superkonduksi.
Kelebihan superkonduksi adalah kemampuannya untuk menghantarkan arus sangat besar tanpa ada sedikitpun yang berubah menjadi panas. Arus dapat mengalir bertahun-tahun tanpa kehilangan energi. Superkonduksi dapat dipergunakan dalam pembuatan mobil listrik, komputer, kereta api dan transmisi daya.
Pengaruh Hambatan
Listrik Terhadap Jenis Bahan
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 mudah mengalirkan
arus listrik. Berdasarkan kemampuannya dalam menghantarkan arus listrik, bahan
dibedakan menjadi konduktor, isolator, semi konduktor, dan super konduktor.
Konduktor, Bahan konduktor adalah bahan yang mudah
mengalirkan arus karena elektron-elektron di setiap atomnya tidak terikat kuat
oleh inti atom sehingga mudah bergerak atau berpindah. Dengan kata lain, bahan
konduktor adalah bahan yang memiliki hambatan kecil. Bahan yang termasuk
konduktor di antaranya adalah besi, baja, dan tembaga.
Super Konduktor, Bahan super konduktor adalah bahan yang
sangat kuat mengalirkan arus. Ilmuwan yang pertama kali menemukan bahan ini
adalah tokoh yang bernama Kamerlingh Onnes pada 1991. Bahan yang beliau temukan
adalah raksa dan timah.
Semi Konduktor, Bahan semi konduktor adalah bahan-bahan yang
kadang bersifat isolator dan kadang bersifat konduktor. Yang termasuk bahan ini
adalah karbon, silikon, dan germanium.
Isolator, Bahan isolator memiliki sifat yang berlawanan
dengan bahan konduktor. Bahan yang termasuk isolator sangat sulit, bahkan tidak
bisa mengalirkan arus listrik. Pada bahan isolator, elektron-elektron di setiap
atom pada bahan isolator terikat kuat oleh inti atom sehingga sangat sukar
untuk bergerak dan berpindah. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa bahan
isolator memiliki hambatan yang sangat besar. Namun, pada kondisi tertentu bahan
isolator dapat berubah menjadi bahan konduktor. Kondisi tersebut adalah ketika
bahan isolator mendapat tegangan yang sangat tinggi. Tegangan tinggi ini akan
melepaskan elektron dari ikatan dengan inti atom sehingga elektron pada bahan
isolator tersebut akan menjadi mudah bergerak dan berpindah. Bahan yang
tergolong isolator adalah kayu dan plastik.
Sumber :
Sumber :
http://elektronikadasar.info/resistor-adalah.htm
http://electrozone94.blogspot.com/2013/08/cara-menghitung-nilai-resistor.html
http://ids.sman1slawi.sch.id/CONTENT/Fisika/ListrikDinamis%20%28test%29/fis113_21.htm
http://mrhbelectronicservice.blogspot.com/2013/04/metode-cepat-membaca-nilai-resistor.html
http://mrhbelectronicservice.blogspot.com/2013/04/metode-cepat-membaca-nilai-resistor.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar