Hukum Ohm

"Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya. Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya. Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah "hukum" tetap digunakan dengan alasan sejarah." (http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Ohm)

Jika sebuah penghantar atau resistansi atau hantaran dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan muncul beda potensial, atau Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan melintasi berbagai jenis bahan penghantar adalah berbanding lurus dengan arus yang mengalir melalui bahan tersebut.

Secara matematis hukum Ohm dapat dituliskan sebagai berikut :

V = I * R

V = tegangan (Volt)

I  = arus (Ampere)

R = resistansi (Ohm)

Dari persamaan tersebut dapat dinyatakan bahwa untuk resistansi yang tetap, bila tegangan diperbesar maka akan diperoleh arus yang besar pula. Apabila resistansi diperbesar untuk tegangan yang sama maka akan diperoleh arus yang lebih kecil. Dengan kata lain, arus sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan resistansi.

Tiga kuantitas yaitu arus, tegangan dan resistor didefinisikan dengan rangkaian sederhana seperti pada Gambar 1. Perhatikan Gambar 1, bahwa pada sumber tegangan arus mengalir dari terminal negatif ke terminal positif dan jatuh potensial pada R arus mengalir dari terminal positif ke terminal negatif.

Gambar rangkaian dasar

Elemen Aktif Rangkaian Listrik

Elemen aktif adalah elemen yang merupakan sumber energi listrik secara mapan, artinya dapat menjadi sumber arus listrik dan/atau tegangan listrik tanpa tergantung pada elemen listrik lainnya. Dalam rangkaian listrik sumber energi listrik itu dinyatakan sebagai sumber tegangan (potensial) listrik atau sebagai sumber arus listrik. Sumber tegangan listrik biasanya dinyatakan sebagai e dan E, atau v dan V. Sumber arus listrik dinyatakan sebagai i dan I. Sebaiknya huruf kecil dipakai untuk menyatakan bahwa sumber itu fungsi waktu; jadi lebih tepat bila dituliskan sebagai e(t) atau v(t) dan i(t). Huruf kapital E atau V dan I sebaiknya dipakai untuk menyatakan bahwa sumber itu bukan fungsi waktu. Untuk sumber tegangan, tanda arah anak panah atau tanda positif (+) menunjukkan arah polaritas, yaitu arah ujung  elemen yang dianggap lebih tinggi potensialnya. Untuk sumber arus, tanda arah anak panah menunjukkan arah alir arus positif. Dengan sendirinya arah sebaliknya dianggap arah ujung elemen tegangan yang lebih rendah potensialnya, atau arah yang dianggap negatif. Perlu diperhatikan bahwa pengertian beda potensial atau tegangan selalu berkenaan dengan dua titik (ujung elemen atau ujung rangkaian elemen). Potensial satu titik saja sebenarnya tidak ada artinya. Demikian juga arus yang mengalir dari satu titik akhirnya harus kembali ke titik itu pula. Jadi jalan arus itu selalu merupakan lintasan tertutup. Arus mengalir dari satu ujung elemen melalui konduktor dan elemen-elemen lainnya yang terdapat dalam lintasannya dan akhirnya kembali ke ujung elemen yang pertama itu.

Besaran Listrik

Elemen Dasar Listrik

Elemen dasar listrik yang akan kita akan jumpai pada rangkaian listrik ada tiga macam yaitu; tahanan atau resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C). Tahanan atau resistor R adalah elemen yang mewakilkan sifat hambatan terhadap mengalirnya arus listrik. Besar tahanan yang dimiliki R disebut resistansi, dan satuannya adalah ohm (Ω).

Gejala yang tampak bila arus mengalir melalui tahanan ialah naiknya suhu (timbulnya panas), sama seperti yang dialami dengan peristiwa gesekan pada mekanika. Jadi resistor atau tahanan R ini mewakili sifat benda yang berkenaan dengan pengubahan energi listrik menjadi energi panas atau kalor. Benda yang tahanan listriknya mendekati nol atau sangat kecil disebut konduktor, dan benda yang tahanannya sangat besar disebut isolator. Bahan isolator itu disebut dielektrik. Bahan yang tahanannya nol disebut superkonduktor.

Induktor L adalah elemen yang mewakilkan sifat munculnya medan magnet bila arus mengalir. Besar sifat yang dimiliki induktor L itu disebut induktansi, dan satuannya adalah henry (H). Induktor L itu mewakilkan pula sifat benda yang berkenaan dengan sulitnya mengubah arus yang mengalir melalui benda tersebut. Sifat ini seirama dengan kesulitan mengubah momentum benda pada mekanika. Pada kumparan atau lilitan kawat konduktor, sifat induktansi itulah yang paling menonjol, sehingga induktor itu digambarkan sebagai konduktor yang dililitkan.

Kapasitor C adalah elemen yang mewakilkan kesanggupan menampung muatan listrik atau menimbulkan medan listrik. Besar sifat yang dimiliki kapasitor C itu disebut kapasitansi, dan satuannya adalah farad (F). Pada dua buah lempengan konduktor yang dipisahkan oleh isolator atau dielektrik, dampak sifat kapasitansi itulah yang paling menonjol, sehingga kapasitor digambarkan sebagai dua lempengan yang disederhanakan gambarnya menjadi dua garis paralel.

Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik adalah suatu susunan elemen yang mewakili suatu sistem elektrik, yaitu sistem yang memanfaatkan atau menimbulkan gejala-gejala yang berhubungan dengan listrik. Elemen itu mewakili sifat listrik benda-benda fisis seperti peralatan-peralatan listrik.

Untuk tujuan analisis, benda-benda itu diidealisasikan menurut sifat kelistrikannya yang menonjol, dan setiap sifat ini diwakili oleh satu elemen listrik. Elemenelemen listrik itu dirangkai membentuk rangkaian (elemen) listrik yang mewakili penampilan sifat sistem yang hendak dijelaskan atau dianalisis. Setiap elemen yang demikian ini dinyatakan dengan satu lambang (gambar) yang berujung dua. Dengan demikian benda-benda fisis itu tanpa direpotkan oleh ukuran dimensi ruangnya dapat diwakili oleh satu atau lebih elemen dasar sesuai dengan sifat atau sifat-sifat listrik yang ditampilkannya. Jadi, sepotong kawat yang panjangnya mungkin hanya beberapa mm, atau beberapa ratus meter, atau bahkan berpuluh km dapat dinyatakan dengan satu elemen yang sederhana. Kalau lebih dari satu sifat listrik yang hendak ditampilkan, maka benda tersebut dinyatakan sebagai rangkaian elemen yang sesuai dengan dan mewakili sifat-sifat itu.

Pembatasan elemen atau komponen listrik pada Rangkaian Listrik dapat dikelompokkan menjadi elemen aktif dan pasif. Elemen aktif adalah elemen yang menghasilkan energi dalam hal ini adalah sumber tegangan dan sumber arus, dan elemen pasif adalah elemen yang tidak dapat menghasilkan energi, dapat dikelompokkan menjadi elemen yang hanya dapat menyerap energi dalam hal ini hanya terdapat pada komponen resistor atau tahanan atau hambatan dengan simbol R, dan komponen pasif yang dapat menyimpan energi juga diklasifikasikan menjadi dua yaitu komponen atau lemen yang menyerap energi dalam bentuk medan magnet dalam hal ini induktor atau sering juga disebut sebagai lilitan, belitan atau kumparan dengan simbol L, dan komponen pasif yang menyerap energi dalam bentuk medan listrik dalam hal ini adalah kapasitor atau sering juga dikatakan dengan kondensator dengan simbol C.