Hukum Ohm

Setiap rangkaian listrik yang kamu buat — dari senter sederhana hingga charger ponsel — bertumpu pada tiga besaran yang sama: seberapa kuat baterai mendorong (tegangan), seberapa banyak muatan yang mengalir akibatnya (arus), dan seberapa kuat komponen di sepanjang jalur menahan aliran tersebut (hambatan). Untuk bagian ohmik, Hukum Ohm, V = IR, mengikat ketiganya dengan hubungan proporsional yang cukup sederhana untuk memprediksi perilaku rangkaian hanya dengan aritmetika dasar, dan hukum ini mendasari setiap teknik analisis rangkaian yang lebih lanjut, dari jaringan seri dan paralel hingga rangkaian AC yang digunakan dalam elektronika nyata.

Arti V = IR

Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan pada sebuah resistor sama dengan arus yang melewatinya dikalikan hambatannya. Jika hambatan tetap, menaikkan tegangan akan menaikkan arus secara sebanding.

Rangkaian seri

Dalam rangkaian seri, arus yang sama melewati setiap resistor karena hanya ada satu jalur. Tegangan sumber terbagi di antara komponen, sehingga jatuh tegangan masing-masing jika dijumlahkan menghasilkan tegangan total.

Dalam sebuah rangkaian, tegangan adalah dorongan listrik dan arus adalah aliran muatan yang dihasilkannya. Hukum Ohm menyatakan bahwa arus yang melalui sebuah resistor berbanding lurus dengan tegangan pada resistor tersebut — dan hambatan menunjukkan seberapa kuat resistor itu menahan aliran tersebut.

Rumus

V = I · R

V — tegangan (V): dorongan listrik pada komponen tersebut
I — arus (A): aliran muatan listrik yang melalui komponen tersebut
R — hambatan (Ω): seberapa kuat komponen itu menahan arus

Contoh yang diselesaikan

Sebuah baterai 9 V dihubungkan dengan resistor 3 Ω. Berapa besar arus yang mengalir?

V = 9 V
R = 3 Ω

I = V / R
I = 9 V / 3 Ω

I = 3 A

Uji diri Anda

Baterai 9 V yang sama dihubungkan ke resistor yang lebih besar, 9 Ω. Berapa arus yang mengalir sekarang?

3 A
Jawaban benar: 1 A
81 A

Benar! I = V / R = 9 V ÷ 9 Ω = 1 A — hambatan tiga kali lipat, arus menjadi sepertiganya.

Di mana Anda melihatnya

Senter meredup perlahan seiring baterainya melemah — tegangan yang lebih kecil berarti dorongan yang lebih kecil, sehingga arus yang mengalir ke bola lampu berkurang dan cahayanya pun makin redup. Tombol dimmer pada lampu ruang keluarga adalah hukum yang sama dalam wujud tombol putar: memutarnya menaikkan hambatan dalam rangkaian, dan arus — dan nyala cahayanya — ikut menurun.

Kesalahan umum

Kekeliruan yang selalu berulang adalah memperlakukan V, I, dan R sebagai tiga besaran yang saling bebas — padahal tidak: baterai menetapkan tegangan, komponen menetapkan hambatan, dan arus adalah konsekuensinya, I = V / R. Ganti resistor 3 Ω dengan 9 Ω pada baterai 9 V yang sama, dan arus turun dari 3 A menjadi tepat 1 A — hambatan tiga kali lipat, arus tinggal sepertiganya. Kesalahan kedua adalah membayangkan arus makin lemah sepanjang perjalanan mengelilingi loop; arus adalah satu nilai tunggal yang ditetapkan oleh keseluruhan rangkaian.

Bagaimana ini terhubung

Inilah kosakata yang dipakai seluruh modul rangkaian — tegangan sebagai dorongan, arus sebagai aliran, hambatan sebagai lawanan — dan setiap aturan selanjutnya dapat direduksi kepadanya. Hukum Kirchhoff, selanjutnya, mengambil hubungan satu-resistor ini dan menerapkannya pada titik cabang dan loop, sehingga rangkaian yang bercabang bisa diselesaikan, bukan sekadar dikagumi.