Dalam mata pelajaran fisika SMP, siswa akan diperkenalkan dengan berbagai hukum, termasuk hukum Ohm. Dilansir dari Wikipedia, hukum Ohm adalah arus listrik yang sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan resistensi.
Sedangkan menurut Kamus Collins, Hukum Ohm adalah prinsip arus listrik yang mengalir melalui suatu konduktor yang sebanding dengan beda potensial. Namun suhu tetap bernilai konstan. Konstanta proporsional merupakan resistansi dari konduktor.
Hukum ohm sendiri diketahui ditemukan oleh seorang ahli fisika bernama George Simon Ohm pada 1827. Adapun bunyi hukumnya yaitu " Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar akan berbanding lurus dengan tegangan atau beda potensial (V) yang diterapkan kepadanya. Namun, akan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)."
Untuk informasi lebih lanjut tentang ini, berikut di bawah ini ulasannya mulai dari rumus hingga contoh soalnya.
Rumus Hukum Ohm
Berdasarkan bunyi hukum Ohm, maka bisa ditulis rumus hukum Ohm menjadi
V = I x R.
Dimana
V = tegangan listrik dengan satuan Volt.
I = kuat arus dengan satuan Ampere.
R = simbol yang menyatakan hambatan dengan satuan Ohm ( Ω ).
Untuk mencari kuat arus listrik atau hambatan, Anda hanya perlu menukar rumusnya saja.
Misalnya, menghitung kuat arus listrik dapat dilakukan dengan rumus I = V / R.
Sedangkan jika mencari hambatan listrik, maka Anda dapat menggunakan rumus R = V / I.
Contoh Soal Hukum OHM
Agar lebih paham penggunaan rumus di atas, berikut ini sepuluh contoh soal hukum ohm lengkap dengan pembahasannya yang dikutip dari berbagai sumber.
1. Sebuah pengantar dipasang pada tegangan 24 volt. Jika arus yang mengalir sebesar 4 ampere, berapakah besarnya hambatan pengantar tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
V = 24 volt
I = 4 ampere
Ditanya: R?
Jawab:
R = V : I
R = 24 volt : 4 ampere
R = 6 ohm
2. Tiga buah hambatan disusun secara seri, masing–masing nilainya 4 ohm, 3 ohm dan 5 ohm. Hambatan ini kemudian dipasang pada tegangan 120 volt. Hitunglah besarnya tegangan pada hambatan 3 ohm.
Pembahasan:
R₁ = 4 ohm
R₂ = 3 ohm
R₃ = 5 ohm
V = 120 volt
R total = 4 ohm + 3 ohm + 5 ohm = 12 ohm
V = I x R
I = V/R total = 120/12 = 10 A
V pada R₂ (bernilai 3 ohm) adalah =
I x R₂
= 10 x 3 ohm
= 30 volt
3. Setting nilai hambatan atau resistansi potensiometer ke 500 Ohm, kemudian atur Power Supply (DC Generator) hingga memperoleh Arus Listrik (I) 10mA. Berapa nilai Tegangannya (V) ?
Jawaban:
Diketahui:
I = 10 mA = 0,01 Ampere
R = 500 Ohm
Ditanya:
V = ..?
V = I x R
V = 0.01 x 500
V = 5 Volt
Jadi, nilai tegangan yang diperoleh adalah 5 Volt.
4. Sebuah lampu mempunyai hambatan 1,8 ohm, dihubungkan dengan baterai yang beda potensialnya 8 volt. Jika hambatan dalam baterai 0,2 ohm, arus yang mengalir adalah….
- 4,0 A
4,4 A
10,0 A
40,0 A
Pembahasan:
R = 1,8 ohm
E = 8 volt
r = 0,2 ohm
I = E / (R + r) = 8 / (1,8 + 0,2) = 8 / 2 = 4 ampere
Jawaban: a) 4,0 A
5. Tiga buah hambatan dihubungkan secara paralel. Hambatan tersebut masing-masing bernilai 2 ohm, 1 ohm dan 2 ohm. Jika rangkaian hambatan tersebut dihubungkan pada tegangan 12 volt, hitunglah besarnya kuat arus total dan kuat arus yang mengalir pada hambatan 1 ohm.
Pembahasan:
R₁ = 2 ohm
R₂ = 1 ohm
R₃ = 2 ohm
V = 12 volt
1/R total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃
= ½ + 1/1 + ½
= 4/2
R total = ½ ohm
Kuat arus totalnya adalah:
V = I total x R total I total
= V/R total = 12/(½)
= 24 ampere
Kuat arus pada resistor 1 ampere adalah =
V/R₂ = 12/1 = 12 ampere
6. Sebuah resistor memiliki hambatan sebesar 0,5 Kilo Ohm yang dihubungkan dengan sebuah baterai. Ketika arus yang mengalir pada resistor sebesar 6 mA. Berapakah besar tegangan dari baterai tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
R = 0,5 KiloOhm = 500 Ohm
I = 6 mA = 0,006 A
Ditanya:
V =...?
Jawab:
V = I × R
V = 0,006 × 500
V = 3 Volt
Jadi, besar tegangan baterai adalah 3 Volt.
7. Perhatikan gambar berikut! (Tedapat gambar kawat listrik dari titik A hingga titik B dan di dalamnya terdapat R1, R2, dan R3 yang disusun secara seri)
Besar hambatan pengganti antara ttitik A dan B, jika R1, R2, dan R3 berturut-turut 2 ohm, 4 ohm, dan 4 ohm adalah….
- 1,0 ohm
2,5 ohm
4,75 ohm
10,0 ohm
Pembahasan:
Rangkaian di atas tersusun seri, sehingga hambatan penggantinya adalah
Rt = R1 + R2 + R3 = 2 ohm + 4 ohm + 4 ohm = 10 ohm
Jawaban: d) 10 ohm
7. Seutas kawat dengan panjang 8 m, luas penampang 0,5 m&³2; serta hambatan jenis 2,5 Ωm. Jika kawat dialiri arus listrik hingga ujung-ujungnya mempunyai beda potensial 8 volt, maka kuat arus listrik yang melalui penghantar tersebut adalah …
Pembahasan:
Diketahui:
L = 8 m
A = 0,5 m&³2;
p = 2,5 Ωm
Hitung terlebih dahulu nilai hambatan (R) dengan rumus di bawah ini.
R = p . L/A
R = 2,5 Ωm . 8m/0,5m&³2;
= 40 Ω
Dengan menggunakan hukum ohm diperoleh arus sebagai berikut:
V = I . R
I = V/R
I = V/R
I = 8 V/40
Ω = 0,2 A
8. Jika nilai Tegangan pada Voltmeter (V) ialag 12V dan nilai Arus Listrik (I) di Amperemeter yakni 0.5A. Maka, Berapakah nilai Resistansi pada Potensiometer ?
Pertama, masukan nilai Tegangan 12V dan Arus Listrik 0.5A ke dalam Rumus Ohm seperti Berikut ini :
R = V / I
R = 12 /0.5
R = 24 Ohm
Maka nilai Resistansinya adalah 24 Ohm.
9. Sebuah kawat memiliki hambatan 2 ohm. Apabila panjang kawat 2 meter dan luas penampang 0,35 mm&³2;. Berapa besar hambatan jenis kawat tersebut?
Pembahasan:
R = 2 Ω
L = 2 m
A = 0,35 x 10⁻⁶m&³2;
p = R . A/L
= 2 ohm x 0,35 x 10⁻⁶ m&³2; / 2 m
= 0,35 x 10⁻⁶ Ωm
= 3,5 x 10⁻⁷ Ωm
10. Suatu hambatan 14 Ω dirangkai dengan baterai yang memiliki tegangan 8 Volt. Hitung besar kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan!
Cara Penyelesaian:
Diketahui:
R = 14 Ω
V = 8 Volt
Ditanya: Kuat arus listrik?
Jawab:
I = V/R
I = 8/14
I = 6/7 A
Jadi, besar kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan adalah 6/7 A.
Itulah sepuluh contoh soal hukum Ohm lengkap dengan pembahasannya yang bisa dipelajari agar lebih paham penggunaan rumusnya.