Rumus OHM Pada Rangkaian Seri, Paralel, Tertutup

Hukum OHM Pada Rangkaian Seri Paralel Tertutup – Materi tentang rumus ohm merupakan salah satu ilmu dasar yang wajib dipahami oleh siapa saja yang sedang menggeluti dunia elektronika dan fisika. Entah itu akademisi, praktisi ataupun hobi.

Nah, maka dari itu pada kesempatan kali ini kami akan membahas mengenai rumus Ohm mulai dari pengertian hukum ohm, bunyi hukum ohm, sampai dengan rangkaian listrik dalam hukum Ohm. Untuk selengkapnya silahkan simak penjelasan berikut ini.

Hukum Ohm

Pengertian Hukum Ohm

Hukum Ohm pertama kali diperkenalkan  pada tahun 1825 oleh seorang ilmuwan asal Jerman yang bernama George Simon Ohm. Ohm sendiri telah mempublikasikan hasil dari penelitiannya dalam sebuah buku dengan judul “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically” pada tahun 1827 lalu.

Hukum Ohm memang sudah menjadi ilmu pengetahuan dasar dalam dunia elektronika yang menyatakan bahwa adanya suatu hubungan antara hambatan, arus listrik, dan tegangan dalam sebuah rangkaian listrik.

hukum ohm

Pengertian hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang bisa mengalir dengan melalui sebuah penghantar akan berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya. Suatu benda penghantar sudah bisa mematuhi hukum Ohm jika nilai resistansi yang dimilikinya tidak tergantung dari besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya.

Meskipun demikian hal ini tidak selalu berlaku untuk berbagai jenis penghantar, tetapi istilah hukum masih bisa digunakan dengan alasan sejarah. Hukum Ohm umumnya digunakan pada suatu rangkaian elektronika, dimana hukum ini juga menjadi dasar pada suatu rangkaian listrik.

Dengan menggunakan hukum Ohm, maka kita tidak hanya bisa melakukan perhitungan saja, namun juga bisa memperkecil sebuah arus listrik, memperkecil tegangan yang ada pada sebuah rangkaian, dan bahkan juga bisa digunakan untuk mendapat nilai resistansi atau hambatan yang dibutuhkan.

Baca juga: Rumus Daya Listrik

Bunyi Hukum Ohm

Adapun bunyi hukum Ohm adalah sebagai berikut:

Besarnya sebuah arus listrik (I) yang mengalir dengan melewati suatu penghantar atau konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial / tegangan (V) yang bisa diterapkan padanya dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R).

 

Penerapan Hukum Ohm

Penerapan Hukum Ohm

Berikut ini adalah beberapa penerapan yang ada dalam hukum Ohm, diantaranya:

  • Arus listrik yang mendapat tegangan lebih besar dibanding tegangan yang telah ditentukan maka akan membuat alat listrik tersebut cepat mengalami kerusakan.
  • Hukum Ohm digunakan untuk membuat suatu rangkaian listrik seri, paralel, ataupun gabungan.
  • Aliran listrik yang digunakan untuk pemakaian alat listrik, seperti misalnya untuk menyalakan lampu, tv, kulkas, sertika, dan berbagai alat listrik yang lainnya.
  • Aliran listrik yang mendapat tegangan lebih kuat dari tegangan yang telah ditentukan maka akann membuat alat listrik tidak bisa bekerja secara normal. Contohnya adalah lampu yang mendapat tegangan sangat rendah sehingga akan membuat lampu menyala dengan redup, setrika yang mendapat tegangan lebih rendah akan membuat proses dalam pemanasan pada elemennya menjadi sangat lama dan lambat.

Rumus Hukum Ohm

Ada 3 relasi variabel yang ada dalam hukum Ohm, yaitu tegangan, kuat arus dan hambatan. Masing-masing dilambangkan dengan simbol, V untuk tegangan listrik yang ingin diukur satuannya Volt (V), R untuk hambatan rangkaian yang mempunyai satuan Ohm (Ω) dan I merupakan kuat arus yang mempunyai satuan Ampere (A).

Rumus Hukum Ohm

Sesuai dengan bunyi hukum Ohm, secara matematis untuk bisa menghitung besar voltase listrik maka menggunakan rumus sebagai berikut:

V= I x R

Sedangkan untuk menghitung kuat arus listrik, maka rumus diatas digunakan kembali sehingga:

I = V/R

Rumus diatas bisa dituliskan kembali untuk menghitung hambatan rangkaian:

R = V/I

Untuk semakin memudahkan anda dalam memahami dan mengingat rumus hukum diatas, kami akan memberikan sebuah ilustrasi dengan rumus bangun segitiga sebagai berikut ini:

Rumus Hukum Ohm

Anda bisa mengingat rumus Ohm dengan sangat mudah, caranya adalah dengan menutup salah satu variable yang ingin dicari. Misalnya saja jika anda ingin mencari tegangan diatas, maka anda bisa menutup huruf V pada gambar segitiga diatas. Sehingga akan diperoleh tegangan listrik = IR. Cara yang sama juga bisa dilakukan untuk dapat mencari nilai I dan R.

Rangkaian Listrik dalam Hukum Ohm

Hukum Ohm sendiri memiliki hubungan yang berkaitan erat atau biasa disebut sebagai ilmu kelistrikan atau tentang rangkaian listrik. Rangkaian sendiri dalam hal ini berarti sebagai lintasan listrik yang telah dilalui dari sumber daya kemudian kembali lagi.

Sema bagian yang dimiliki oleh rangkaian listrik harus bisa menghantarkan listrik dan  terhubung antara satu dengan yang lainnya. Hal ini tentu berbeda dengan rangkaian yang ada pada Hukum Kirchoff. Rangkaian listrik pada hukum Ohm sendiri terbagi menjadi dua jenis, yaitu:

  • Rangkaian Seri

Rangkaian seri merupakan sebuah rangkaian listrik yang dimana semua komponen didalamnya akan terhubung antara satu sama lain. Adapun contoh dari rangkaian seri disini adalah senter.

  • Rangkaian Paralel

Sedangkan yang dimaksud dengan rangkaian listrik dalam bentuk pararel adalah sebuah rangkaian yang memiliki baterai maupun komponen  lainnya yang akan terhubung antar satu sama lain dengan cara menyilang.

Rangkaian Dasar Praktikum Ohm

Untuk memudahkan pemahaman anda mengenai hukum Ohm maka anda bisa melakukan praktikum dengan suatu rangkaian elektronika sederhana seperti berikut ini:

Rangkaian Dasar Praktikum Ohm

Anda hanya butuh DC Generator (Power Suppply), Voltmeter, Amperemeter dan Potensiometer sesuai dengan nilai yang diperlukan. Dari rangkaian elektronika yang terlihat sangat sederhana ini, bisa dibandingkan teori hukum Ohm dengan hasil  yang diperoleh dari praktikum dalam melakukan perhitungan pada arus listrik (I), tegangan (V) dan hambatan atau resistansi (R).

Hukum Ohm untuk Rangkaian Tertutup

Hukum Ohm untuk Rangkaian Tertutup

Sebuah rangkaian sudah pasti akan membutuhkan beda potensial antara beberapa bagian ujung pada rangkaiannya, hal ini bertujuan supaya arus listrik bisa mengalir. Beda potensial ini sendiri bisa didapat dari sumber tegangan. Setiap tegangan memiliki GGL (Gaya Gerak Listrik), yakni beda potensial antara beberapa bagian ujung sumber tegangan sebelum dihubungkan pada sebuah rangkaian dan dilambangkan dengan (S).

Jika sumber tegangan sudah dihubungkan dengan rangkaian dan arus mengalir melalui rangkaian, maka beda potensial diantara beberapa ujung sumber tegangan ini biasa disebut dengan tegangan jepit (V). Adapun contohnya seperti gambar berikut ini:

Sebuah sumber tegangan atau baterai akan dihubungkan pada sebuah rangkaian tertutup. Jadi untuk besar tegangan yang akan mengalir melalui rangkaiannnya adalah sebagai berikut:

VAB = ε – Ir atau VAB = I.R

Keterangan

VAB adalah tegangan jepit (Volt)

ε adalah gaya gerak listrik baterai (Volt)

r adalah hambatan yang ada dalam baterai (Ohm)

I adalah arus yang mengalir (Ampere)

Ra adalah hambatan luar (Ohm)

Baca juga: Cara Menghitung Hambatan Listrik

Contoh Soal Hukum Ohm

Contoh Soal Hukum Ohm

  1. Buat merancang suatu rangkaian listrik tertutup, dibutuhkan bahan sebagai berikut:
  • Sumber daya berupa batu baterai yang menghasilkan tegangan sebesar 32 Volt.
  • Beban, dalam percobaan ini menggunakan lampu pijar.
  • Kabel yang mampu menghantarkan arus sebesar 4 A.

Ternyata, lampu pijar pada rangkaian tersebut bisa menyala kalo dialiri listrik sebesar 20 Volt. Dengan ini, kamu harus memasang resistor buat menurunkan tegangan pada baterai. Berapa resistansi yang dibutuhkan pada resistor pada rangkaian tersebut agar lampu pijar menyala?

Jawaban:

Diketahui:

  • VBaterai = 32 Volt
  • I = 4 A
  • Vlampupijar= 20 Volt

Ditanya: Besar resistor supaya lampu menyala?

Jawab:

Besar tegangan yang diturunkan:

  • V = VBaterai – VLampu pijar
  • V = 32 – 20
  • 12 Volt

Mencari nilai resistansinya, yaitu:

  • R = V / I
  • R = 12 Volt / 4 A
  • R = 3 Ω

Jadi, resistansi yang dibutuhkan pada resistor di rangkaian tersebut supaya lampu pijar menyala adalah 3 Ω

  1. Tiga buah resistor dirangkai secara seri, resistor pertama memiliki hambatan 5 Ω dan resistor kedua mempunya hambatan 3 Ω. Kuat arus pada rangkaian sebesar 2 A dan tegangannya 8 Volt. Berapa hambatan pada R3?

Jawaban:

Diketahui:

  • R= 5 Ω
  • R= 3 Ω
  • V = 18 Volt
  • I = 2 A

Ditanya: Hambatan pada R3?

Jawab:

  • R = V/I
  • R = 18/2
  • R = 9
  • RTotal R1 + R2 + R3
  • 5 + 3 R3
  • 9 = R3
  • 9 – 8  = R3
  • 1 Ω  = R3

Jadi, hambatan yang ada pada R3adalah 1 Ω.

  1. Dua buah resistor dengan nilai hambatan masing – masing 8 Ω, 6 Ω, dan 5 Ω. Resistor 2 dan 3 akan dirangkai secara paralel, kemudian dirangkai seri dengan resistor satu. Tegangan pada rangkaian 24 Volt. Hitung
  • Besar hambatan pengganti
  • Kuat arus pada rangkaian campuran
  • Kuat arus pada masing – masing resistor
  • Tegangan pada masing – masing resistor

Jawaban:

Diketahui:

  • R= 8 Ω
  • R= 6 Ω
  • R= 5 Ω
  • V = 24 Volt

A. Ditanya: hambatan pengganti pada rangkaian?

Jawab:

Hambatan rangkaian paralel, yaitu:

  • 1/R= (1/R2) + (1/R3)
  • 1/R= (1/6) + (1/5)
  • 1/R= (5 + 6)/30
  • 1/R= 11/30
  • RP = 30/11
  • RP = 2,7 Ω

Hambatan rangkaian seri, yaitu:

  • RTotal = R1 + RP
  • RTotal = 8 + 2,7
  • RTotal = 10,7 Ω

B. Ditanya: Kuat arus pada rangkaian campuran?

Jawab:

  • ITotal = V/ RTotal
  • ITotal = 24/ 10,7
  • ITotal = 2,3 A

C. Ditanya: Kuat arus pada masing-masing resistor?

Jawab:

Kuat arus rangkaian seri, yaitu:

  • ITotal = I1 = 2,3 A

Kuat arus rangkaian paralel, yaitu:

  • I= I2 + I3

Kuat arus resistensi dua, yaitu:

  • I2 = R3/( R+ R3) × ITotal
  • I2 = 5/( 6+ 5) × 2,3
  • I2 = (5/11) × 2,3
  • I2 = 1,04 A

Kuat arus resistensi tiga, yaitu:

  • I2 = R2/( R+ R3) × ITotal
  • I2 = 6/( 6+ 5) × 2,3
  • I2 = (6/11) × 2,3
  • I2 = 1,25 A

D. Ditanya: Tegangan pada masing-masing resistor?

Jawab:

Tegangan pada rangkaian seri, yaitu:

  • V = V1 + V
  • V = (R1/(R+ RP)) + VP
  • V = (8/(8+ 2,7)) + 24
  • V = (8/10,7) + 24
  • V = 17,92 Volt

Tegangan pada rangkaian paralel, yaitu:

V = (RP/(R+ RP)) + V

V = (2,7/(8+ 2,7)) + 24

V = (2,7/10,7) + 24 V = 6,04 Volt

Demikian materi pembahasan kali ini mengenai rumus hukum ohm yang sudah disampaikan secara lengkap dan jelas. Semoga pembahasan  ini bisa memberikan manfaat dan dapat menambah ilmu pengetahuan pembaca semua.

Leave a Comment