Hambatan (Resistor)

Resistansi (Resistance) atau lebih tepatnya disebut dengan Resistansi Listrik (Electrical Resistance) adalah kemampuan suatu bahan benda untuk menghambat atau mencegah aliran arus listrik.

Rumus hambatan listrik

Sumber gambar: www.jalankatak.com

Sumber gambar: blog.ruangguru.com

Sumber gambar: smp.prasacademy.com
Keterangan:
R = hambatan kawat penghantar (Ω)
l   = panjang kawat penghantar (m)
A = luas penampang kawat penghantar (m²)
𝜌  = hambatan jenis penghantar (Ωm)

Rumus hambatan untuk rangkaian paralel seperti gambar di bawah ini adalah berikut. 

Sumber gambar: panduanteknisi.com

Rumus hambatan untuk rangkaian seri seperti gambar di bawah ini adalah berikut.


Sumber gambar: panduanternisi.com

Contoh soal

1. Kawat yang panjangnya 200 m dengan luas penampang kawat 0,5 mm² sehingga memiliki hambatan listrik sebesar 56 Ω. Tentukanlah hambatan jenis kawat tersebut?

Diketahui :  l = 200 m
                  A = 0,5 mm² = 5  × 10⁻⁷ m²
                  R = 56 Ω
Ditanya : 𝜌 = ... ?

Jawab

Jadi, besar hambatan jenis dari kawat tersebut adalah 1,4 × 10⁻⁷ Ωm.
2. Hitunglah besar hambatan pengganti dari rangkain hambatan di bawah ini.

Karena rangkaian yang ujung bersifat terbuka sehingga arus tidak ada yang akan melewati resistor 7 ohm dan 14 ohm, maka kedua resistor tersebut tidak perlu dihitung sehingga rangkaian dapat diubah menjadi seperti berikut.

Karena  resistor 3 ohm, 2 ohm, 1 ohm, 2 ohm dan 4 ohm terhubung secara seri, maka kita dapat menghitung hambatan totalnya (dari rangkaian seri 5 buah resitor tersebut) dengan menjumlahkan sebagai berikut.

Rs            = 3 + 2 + 1 + 2 + 4 = 12 ohm

Rangkaian sekarang berubah menjadi seperti berikut.

Karena Rs dan resistor 6 ohm terhubung secara paralel, maka sekarang kita dapat menghitungnya dengan rumus:

1/Rp= 1/Rs + 1/6

                 = 1/12 + 1/6

                 = 3/12

Rp            = 12/3

                 = 4 ohm

Sekarang rangkaian berubah seperti gambar berikut.

Karena masing masing resistor sudah terhubung seri maka sekarang kita tinggal menjumlahkan ketiganya sehingga didapatkan sebagai berikut.

Rtotal = 2 ohm + 4 ohm + 3 ohm

                 = 9 ohm

Jadi hambatan total dari rangkaian di atas adalah 9 ohm

Info singkat

Sumber gambar: an1mage.org

Georg Simon Ohm adalah fisikawan Jerman yang lahir pada 16 Maret 1789 di Erlangen, Bavaria. Sempat masuk ke Universitas Erlangen namun keluar di semester ketiga. Ohm kemudian mengajar di sekolah Gottstadt bei Nydaud, Swiss. Juga menjadi guru privat di Neuchâtel pada Maret 1809.

1811, dia kembali ke Universitas Erlangen untuk melanjutkan studinya. Setelah memperoleh gelar doktor di bidang matematika dari Erlangen, Ohm sempat mengajar di sana, namun kemudian menerima tawaran pemerintah Bavaria. Perjalanan karier Ohm masih panjang. Ia sempat mengajar matematika dan fisika di Gimnasium Jesuit, Cologne. Juga mendapatkan pekerjaan dan gelar profesor dari salah satu universitas di Nüremberg. 1849, Ohm mengajar di Universitas Munich, bahkan menjadi ketua bidang studi fisika di sana.

Artikel ilmiah yang pertama kali dipublikasikan Ohm mengenai penurunan gaya elektromagnetik yang dihasilkan oleh suatu kawat yang diperpanjang ukurannya. Hukum Ohm dituliskan dalam buku berjudul Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet tahun 1827. Ohm juga menulis soal tentang konduksi model sirkuit yang didasarkan oleh studi Fourier tentang konduksi panas, juga mengajukan suatu teori untuk menerangkan tentang elektrisitas galvanik. Ohm meninggal pada 6 Juli 1854.

Penerapan dalam kehidupan sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari, pengetahuan tentang Hukum Ohm sangat bermanfaat dalam pemilihan komponen-komponen listrik yang baik serta sesuai dengan besarnya tegangan yang tersedia. Misalnya, jika kamu menggunakan lampu baterai.

Lampu baterai mempunyai tahanan yang dibuat sesuai dengan nilai tegangan yang besarnya tertentu. Jika lampu baterai tersebut dihubungkan dengan baterai yang tegangannya terlalu besar, maka lampu tersebut akan rusak.

Sebaliknya jika lampu tersebut dihubungkan dengan baterai yang tegangannya terlalu kecil, lampu tersebut tidak akan menyala secara maksimal atau lampu tersebut akan terlihat redup.

Hal tersebut juga berlaku untuk alat-alat listrik atau barang elektronik lainnya. Alat-alat listrik atau barang elektronik dibuat sedemikian rupa sehingga besarnya tegangan yang diperlukan untuk mengoperasikan alat tersebut dapat menggunakan sumber tegangan dari sumber listrik dari PLN.

Untuk menyesuaikan kebutuhan tegangan yang diperlukan guna mengoperasikan alat tersebut, biasanya alat-alat listrik dibuat dengan menambahkan hambatan. Baik dari segi bahan pembuatannya, atau ditambahkan resistor lain untuk menambah tahanan alat tersebut.

Kesimpulan

• Perspektif alkitab dari hambatan adalah sesuatu yang berlebihan atau kekurangan itu tidak baik. Hambatan adalah besar tegangan per arus listrik. Pada barang elektronik, tegangan yang terlalu besar membuat barang cepat rusak sedangkan tegangan terlalu rendah membuat barang tidak menyala/bekerja sehingga harus diberikan tegangan yang pas.
• Hal yang saya pelajari adalah benda-benda yang telah kita beli harus dirawat dengan baik dengan cara mengetahui batas tegangan yang mengalir per kuat arus. Karena kita sudah membelinya, maka kita juga bertanggung jawab untuk menjaga dan merawat barang tersebut dengan baik agar tidak rusak. 

Latihan soal

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!

Kunci jawaban: 12 ampere

Diketahui sebuah kawat penghantar memiliki panjang 100 m, luas penampang 2,5 mm², dan hambatan jenis kawat penghantar sebesar 17 × 10⁻⁷ Ωm. Tentukanlah besar hambatan kawat yang diberikan?

Kunci jawaban: 68 Ω

Referensi

https://teknikelektronika.com/pengertian-hambatan-listrik-resistansi-listrik/
http://www.uniksharianja.com/2016/02/soal-soal-latihan-tentang-rangkaian-hambatan-listrik.html?m=1
http://www.sainsseru.com/2018/03/pengertian-dan-rumus-hambatan-listrik.html?m=1
https://www.bukupedia.net/2015/12/hubungan-kuat-arus-listrik-beda.html?m=1