Hai Quipperian, apakah kalian tahu nilai tegangan listrik PLN yang biasa digunakan di rumah orang? Ya benar sekali. Tegangan listrik yang biasa digunakan adalah 220 V. Tentu saja itu bukan nilai yang kecil. Ingat, nilai tegangan 220 V bisa menghasilkan arus yang sangat besar juga.
Bahkan, di berbagai perangkat elektronik, terdapat keterangan besaran arus maksimum yang bisa dialirkan. Jika arus yang diterima melebihi batas tersebut, maka alat elektronik tersebut bisa meledak lho
Padahal, semua perangkat elektronik bisa berjalan maksimal, bukan? Kenapa ya? Itu karena ada nilai resistansi di setiap perangkat. Apa yang dimaksud dengan resistensi? Daripada penasaran, yuk simak selengkapnya!
Definisi Perlawanan
Resistansi adalah kemampuan suatu bahan untuk menghambat laju aliran muatan listrik atau arus listrik. Oleh karena itu, komponen yang memiliki kemampuan seperti ini disebut sebagai resistor atau hambatan listrik. Semakin besar hambatan suatu bahan, semakin kecil arus listrik yang akan mengalir melalui bahan tersebut.
Resistor ini ditemukan oleh seorang ilmuwan dari Jerman, yaitu George Simon Ohm. Dari penemuan itulah disematkan nama Ohm sebagai satuan hambatan listrik. Setiap bahan memiliki nilai resistansi yang berbeda.
Sebagai contoh, sebuah konduktor memiliki resistansi material yang kecil, sehingga sebuah konduktor dapat digunakan sebagai penghantar listrik yang baik. Kondisi ini tentunya berkebalikan dengan isolator dengan resistansi yang besar.
Mudahnya, cara kerja resistor atau hambatan listrik bisa dianalogikan seperti katup kran air. Jika katup Anda terbuka penuh, debit air akan semakin besar. Jika klep dibuka sedikit, maka debit air yang keluar akan lebih sedikit.
Simbol dan Satuan Perlawanan
Resistansi atau dalam bahasa Inggris resistance memiliki lambang atau lambang Fisika R. Satuan resistansi diambil dari penemunya yaitu Ohm atau dalam bahasa latin dilambangkan dengan Omega (Ω). Jika Anda menemukan informasi R pada perangkat elektronik, ini menunjukkan nilai resistansi yang terpasang. Dalam dunia elektronika, hambatan dapat digambarkan sebagai garis zig-zag seperti ini.
Formula Perlawanan
Besarnya hambatan suatu bahan tergantung dari panjang dan luas penampang bahan tersebut. Secara matematis, diformulasikan sebagai berikut.
Deskripsi Rumus
R = resistansi (Ω)
𝜌 = resistivitas bahan (Ωm)
l = panjang bahan (m)
A = luas penampang material (m2)
Dari persamaan di atas, hambatan berbanding lurus dengan panjang bahan dan berbanding terbalik dengan luas penampang. Artinya, semakin panjang bahan atau semakin kecil luas penampang, semakin besar hambatan bahan tersebut.
Sebaliknya, semakin pendek atau semakin besar luas penampang material, semakin kecil hambatannya. FYI, nilai resistivitas masing-masing material adalah tetap.
Untuk lebih jelasnya, lihat contoh berikut.
Kawat tembaga sepanjang 50 cm memiliki resistivitas 1,7 × 10-8 Ωm. Jika luas penampang kawat adalah 1,5 × 10-4 M2tentukan hambatan kawat tembaga!
Dikenal
𝜌 = 1,7 × 10-8 Ωm
l = 50 cm = 0,5 m
L = 1,5 × 10-4 M2
Ditanya: R =…?
Menjawab
Anda dapat menentukan nilai resistansi dengan rumus berikut.
Jadi, hambatan kawat tembaga adalah 5,67 × 10-4 Ω.
Nilai resistivitas bahan tetap atau tidak berubah untuk bahan yang sama meskipun ukurannya berbeda. Artinya, hambatan kawat itu spesifik untuk setiap jenis bahan. Nilai resistansi dari jenis kawat tersebut dapat anda lihat pada tabel berikut.
| jenis bahan | Resistansi Tipe (Ωm) |
|---|---|
| Tembaga | 1,7×10-8 |
| Mangan | 4,4×10-7 |
| Aluminium | 2,65×10-8 |
| Perak | 5,9×10-8 |
| Baja | 4.0×10-7 |
| germanium | 4.0×10-1 |
| Kayu | 10 – 1011 |
| Silikon | 2×10-1 |
| Mika | 2×1015 |
| Karbon | 3,5×10-5 |
| Wolfram | 5,5×10-5 |
Dari tabel di atas, golongan kayu dan mika memiliki resistivitas paling besar diantara jenis material lainnya. Artinya, kayu dan mika sulit menghantarkan arus listrik atau bersifat isolator (tidak mampu menghantarkan arus listrik).
Semakin kecil resistivitas suatu bahan, maka semakin besar kemampuan bahan tersebut untuk menghantarkan listrik. Semakin besar resistansi jenis bahan, semakin sulit untuk mengurangi kemampuan bahan menghantarkan arus listrik.
Perlawanan pada Hukum Ohm
Menurut Ohm, hambatan atau hambatan pada suatu rangkaian listrik berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan arus listrik. Secara matematis, diformulasikan sebagai berikut.
Deskripsi Rumus
R = hambatan listrik (Ω)
V = tegangan listrik (V)
I = kuat arus listrik (A)
Untuk lebih jelasnya, lihat contoh soal di bawah ini
Sebuah penghantar diberi tegangan 100 V. Ternyata arus yang mengalir pada penghantar tersebut adalah 2,5 A. Berapakah hambatan listriknya?
Dikenal :
V=100V
I = 2,5 A
Ditanya : R = …..?
Menjawab
Anda dapat menemukan hambatan listrik dengan persamaan berikut.
R = V / I = 100 / 2,5 = 40 Ω
Jadi, besarnya hambatan listrik adalah 40 Ω.
Contoh soal
Setelah mengetahui konsep dasar perlawanan, mari asah pemahaman Anda dengan melihat contoh soal di bawah ini.
Contoh Soal Pertama
Pak Heru menemukan sebatang perak dengan diameter 2,8 cm. Setelah dicek dengan multimeter, ternyata resistansi peraknya 2×10-5 Ω. Jika resistansi spesifik perak adalah 5,9 × 10-8berapa panjang batangan perak?
Dikenal :
d = 2,8 cm
r = 1,4 cm = 1,4 × 10-2 M
R = 2 × 10-5 Ω
ρ = 5,9 × 10-8 Ωm
Ditanya: l =…?
Pembahasan, Tentukan panjang perak dengan rumus berikut
Jadi, panjang batangan perak tersebut adalah 20,8 cm.
Contoh Soal Dua
Dua lampu disusun secara seri. Setiap lampu memiliki hambatan masing-masing 2 Ω dan 4 Ω. Jika hambatannya dihubungkan dengan sumber tegangan 2 Volt, berapa arus yang akan mengalir?
Dikenal :
R1 = 2Ω
R2 = 4Ω
V=2V
Ditanya: Saya =…?
Menjawab
Anda dapat menentukan kekuatan saat ini dengan rumus berikut
Jadi, arus yang mengalir adalah 2/6 A.
Itulah pembahasan Quipper Blog kali ini. Semoga bermanfaat, ya. Untuk mendapatkan materi lengkapnya, buruan gabung dengan Quipper Video. Salam Quippers!