Hambatan selalu ditemui dalam setiap rangkaian listrik. Seperti namanya, fungsi hambatan listrik adalah untuk menghambat arus dan tegangan listrik yang masuk. Apa sebenarnya pengertian hambatan listrik menurut ilmu elektronika?
Pada artikel ini akan dibahas tuntas mengenai apa itu hambatan listrik, jenis atau macamnya, rumus untuk menghitung, dan lain sebagainya. Simak terus supaya bisa memahaminya dengan baik.
Contents
Pengertian Listrik
Listrik adalah serangkaian peristiwa fisika yang berkaitan dengan muatan listrik yang hadir dan mengalir. Ada berbagai peristiwa sehari-hari yang berkaitan dengan adanya listrik antara lain:
- Induksi elektromagnetik
- Listrik statis
- Petir
- Arus listrik
- Hambatan listrik
Pengertian Hambatan Listrik
Salah satu di antara fenomena yang disebutkan di atas adalah hambatan listrik. Hambatan listrik adalah perbandingan besarnya tegangan listrik yang berasal dari komponen resistor, dengan tegangan listrik yang melalui rangkaian tersebut.
Resistor dapat ditemui di hampir semua peralatan elektronik, seperti telepon seluler, lampu, radio, televisi, dan lain sebagainya. Hambatan atau tahanan listrik pada setiap alat memiliki ukuran yang berbeda karena menyesuaikan 4 faktor berikut ini:
- Panjang penghantar: nilai hambatan akan semakin besar berbanding lurus dengan panjang dari penghantar listrik.
- Suhu: sama seperti panjang penghantar, suhu pada penghantar juga mempengaruhi besarnya nilai hambatan listrik. Semakin tinggi suhu pada penghantar, maka akan semakin memperbesar nilai hambatan.
- Luas penampang: berbeda dengan panjang dan suhu penghantar, nilai hambatan atau resistansi berbanding terbalik dengan diameter penghantar listrik. Semakin besar diameternya, nilai hambatan juga semakin kecil.
- Jenis bahan: setiap bahan memiliki nilai hambatan jenis atau resistivitas yang berbeda. Semakin kecil nilai dari hambatan jenis, maka bahan tersebut dapat menghantarkan listrik dengan lebih baik.
Macam – Macam Hambatan Listrik
Hambatan Sesuai Jenis Penghantarnya
1. Konduktor
Konduktor adalah bahan yang memiliki resistivitas yang rendah, sehingga mampu menghantarkan listrik dengan baik. Contoh konduktor antara lain perak, emas, tembaga, dan besi.
2. Isolator
Berbanding terbalik dengan konduktor, isolator merupakan bahan-bahan yang tidak dapat menghantarkan listrik karena memiliki nilai resistivitas yang sangat tinggi. Contoh bahan yang masuk dalam kelompok isolator antara lain kertas, kain, plastik, karet, dan kaca.
3. Semikonduktor
Bahan semikonduktor memiliki sifat di antara konduktor dan isolator. Nilai resistivitasnya lebih rendah dibanding isolator, namun tidak serendah konduktor. Contoh dari bahan yang memiliki sifat semi konduktor antara lain germanium dan silikon.
Hambatan Sambungan
Hambatan sambungan pada sebuah sambungan atau rangkaian listrik yang diakibatkan oleh penyambungan antar komponen di dalam rangkaian tersebut.
Contohnya adalah ketika terjadi kelonggaran pada sambungan antara kabel dengan terminal baterai. Hal ini mengakibatkan panas pada rangkaian tersebut.
Hambatan Karena Panas
Seperti yang sudah disebutkan di atas bahwa hambatan listrik sangat dipengaruhi oleh suhu. Ketika suhu naik, nilai hambatan listrik juga akan mengalami peningkatan. Contohnya ketika mengecas smartphone, bertambahnya persentase baterai akan lebih lambat ketika terjadi overheat.
Rumus Hambatan Listrik
Simbol hambatan listrik adalah R, dan rumusnya adalah sebagai berikut:
Keterangan:
R: hambatan (ohm)
V: tegangan (volt)
I: arus (ampere)
Selain rumus di atas, hambatan juga bisa dihitung menggunakan rumus berikut:
Keterangan:
ρ: resistivitas atau hambatan jenis (Ωm)
L: panjang kawat (m)
A: luas kawat (m²)
r: jari-jari kawat (m)
π: 22/7 atau 3,14
Karena hambatan juga dipengaruhi oleh suhu, maka rumus di bawah ini juga dapat dipakai untuk menghitung hambatan listrik:
R2=R¹.(1+∝∆T)
∆T=T²-T¹
Keterangan:
R¹: hambatan awal (Ω)
R²: hambatan akhir (Ω)
α: koefisien suhu
ΔT: perubahan suhu
Nilai Hambatan Listrik
Alat pengukur hambatan listrik disebut sebagai Ohm-meter. Disebut demikian karena hambatan listrik sendiri dinyatakan dalam satuan Ohm. Sementara Ohm juga diberi lambang khusus berupa Omega (Ω).
Sementara itu, Kilo Ohm, Mega Ohm, dan Giga Ohm merupakan satuan yang dipakai Standar Internasional untuk menyatakan kelipatan dari Ohm. Berikut ini rinciannya:
1 Kilo Ohm = 103 Ohm = 1.000 Ohm
1 Mega Ohm = 106 Ohm = 1.000.000 Ohm
1 Giga Ohm = 109 Ohm = 1.000.000.000 Ohm
Hubungan Hambatan Listrik dengan Tegangan dan Arus Listrik
Satuan hambatan listrik adalah Ω (Ohm) yang dipakai untuk menyatakan nilainya. Satuan Ohm sendiri diambil dari nama seorang ahli fisika asal Jerman, yaitu Georg Simon Ohm.
Fisikawan satu ini yang meneliti dan membuktikan bahwa tegangan dan arus listrik berhubungan langsung dengan hambatan. Hasil penelitian tersebut kini dikenal sebagai hukum Ohm.
Berikut ini bunyi Hukum Ohm:
“Tegangan listrik di antara dua titik berbanding lurus dengan besarnya kuat arus yang mengalir dari titik pertama menuju titik kedua.”
Sementara itu, arus listrik justru berbanding terbalik dengan hambatan listrik di antara dua titik tersebut. Sehingga hukum Ohm di atas bisa dinyatakan dalam rumus berikut ini:
Tak sedikit orang yang merasa bingung dalam memahami perbedaan arus dan tegangan listrik. Tegangan adalah perbedaan nilai potensial listrik di antara titik pertama dan titik kedua di dalam sebuah rangkaian. Satuan tegangan listrik adalah Volt dan dilambangkan dengan huruf V besar.
Sedangkan pengertian arus listrik adalah laju atau kecepatan muatan listrik yang mengalir dari satu titik ke titik lain di dalam rangkaian listrik.
Contoh Soal Hambatan Listrik
Terdapat sebuah lampu pijar dengan tegangan listrik 20 Volt dan kuat arus listrik sebesar 5 Ampere. Hitunglah hambatan listrik yang dimiliki oleh lampu pijar tersebut!
Pembahasan:
Diketahui:
V = 20 Volt
I = 5 Ampere
Ditanya: besar hambatan atau R?
Jawab:
R=(20 Volt)/(5 Ampere)
R=4 Ohm
Jadi, hambatan listrik yang dimiliki oleh lampu pijar di atas adalah 4 Ohm.
Sebuah kawat memiliki nilai hambatan jenis sebesar 2 x 10-4 Ωm. Sementara panjang kawat tersebut adalah 4 meter. Jika luas penampangnya adalah 10-1 cm2, berapakah nilai hambatan kawat tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
ρ= 2 x 10‾4 Ωm
L= 4 meter
A= 10‾¹ cm² = 10‾5 m²
Ditanya: berapakah nilai hambatan kawat (R)?
Jawab:
R=80 Ohm
Jadi, nilai hambatan yang dimiliki oleh kawat di atas adalah 80 Ohm.
Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa pengertian hambatan listrik adalah hasil bagi dari tegangan atau beda potensial dengan kuat arus listrik dalam suatu rangkaian. Besarnya hambatan tersebut bisa dipengaruhi oleh jenis bahan dan panjang penghantar, suhu, serta luas penampang.