Hukum Ohm adalah salah satu konsep dasar dalam fisika kelistrikan, baik untuk analisis rangkaian listrik arus searah (DC) maupun arus bolak balik (AC). Hukum Ohm pertama kali diperkenalkan oleh fisikawan Jerman Georg Simon Ohm (1787-1854), yang kemudian disebut sebagai penemu hukum Ohm.
Hukum Ohm sangat penting untuk dipahami, karena salah satu fungsinya dapat digunakan untuk mencari hambatan pengganti pada rangkaian seri dan paralel.
Hukum Ohm menjelaskan tentang hubungan antara kuat arus $I$, tegangan $V$ dan hambatan $R$ dalam suatu rangkaian listrik. Adapun bunyi hukum Ohm menyatakan bahwa
"Tegangan $V$ yang melintasi hambatan berbanding lurus dengan kuat arus $I$ yang mengalir melalui hambatan tersebut.
Berdasarkan bunyi hukum Ohm di atas, dapat kita tuliskan secara matematis seperti berikut
$I \propto V$
Kemudian Ohm mendefinisikan konstanta kesebandingan untuk hambatan atau resistansi sebagai $R$. Dimana hambatan adalah sifat material yang dapat berubah jika kondisi internal atau eksternal elemen diubah, misal saat terjadi perubahan suhu dsb.
Besarnya resistansi suatu material dapat kita hitung dengan rumus berikut
$R = \rho \frac{L}{A}$
Keterangan :
$R =$ Resistansi
$\rho =$ Resistivitas (Hambatan jenis)
$L =$ Panjang
$A =$ Luas penampang
Adapun hubungan antara kuat arus $I$ dengan hambatan $R$ yaitu berbanding terbalik, secara matematis dapat kita tuliskan
$I \propto \frac{1}{R}$
Maka dapat kita ketahui rumus hukum Ohm berdasarkan kesebandingan di atas sebagai berikut
Rumus Hukum Ohm
$I = \frac{V}{R}$
Agar mudah dihapalkan, maka dengan prinsip matematika dapat kita ubah menjadi seperti berikut
$V = IR$
Cara menghapalkan rumus hukum Ohm ini biasanya saya baca dengan menghiraukan tanda "$=$" sehingga dibaca VIR. Jadi untuk mengingat rumus hukum Ohm saya biasa mengingat nama buah dalam fisika kelistrikan yaitu buah VIR, hehe.
Selain cara saya di atas, terdapat pula cara yang populer yang diajarkan guru sekolah maupun di tempat bimbel, yaitu dengan rumus segitiga yang dibagi menjadi tiga ruang. Ruang atas diisi $V$, ruang kiri bawah diisi $I$ dan ruang kanan bawah diisi $R$ seperti gambar berikut.
Namun cara segitiga tersebut kurang saya sukai, karena butuh dua kali menghapal. Pertama saya perlu mengingat posisi huruf yang harus menempati ruang, kedua saya perlu mengingat cara menggunakannya.
Namun itu hanyalah metode menghapal rumus saja, jadi silahkan gunakan yang menurut sobat mudah.
Selain hanya mengetahui rumus saja, hal penting lain yang perlu diketahui terutama ketika membuat laporan praktikum hukum Ohm adalah grafik hukum Ohm. Pada dasarnya untuk mengetahui atau membuat grafik hukum Ohm kita hanya cukup paham rumus hukum Ohm.
Berikut ini grafik hukum Ohm
Pada grafik linear resistor menganggap karakteristik hambatan sebagai linear (dibuat dengan hambatan tetap). Ketika arus divariasikan dalam kasus ini mula-mula tidak ada arus kemudian dinaikkan arusnya, maka tegangan yang terbaca juga naik. Sehingga hukum Ohm memang sesuai.
Berbeda hal dengan grafik non-linear resistor, terdapat perubahan yang curam pada titik tertentu. Sehingga hukum Ohm tidak akan berlaku apabila hambatannya non-linear. Contoh perangkat dengan resistansi non-linear adalah bola lampu dan dioda.
Karena hambatan itu terbuat dari material yang dapat berubah karakteristiknya, maka pada dasarnya semua hambatan tidak akan mutlak linear. Namun untuk keadaan arus tertentu beberapa material bahan resistor memiliki resistansi yang linear, sehingga hukum Ohm bisa digunakan.
Dari hukum Ohm juga bisa kita ketahui bahwa dengan tegangan $V$ yang tetap, semakin besar nilai hambatan $R$ pada suatu rangkaian listrik, akan menghasilkan kuat arus $I$ yang kecil pada rangkaian. Sebaliknya, apabila hambatannya kecil maka kuat arus pada rangkaiannya menjadi besar.
Apabila suatu perangkat elektronik atau komponen elektronik lainnya mendapatkan kuat arus yang terlalu besar, maka komponen-komponen elektronik tersebut akan rusak akibat overload.
Itulah alasan kenapa saat melakukan charger HP tidak boleh dibiasakan menggunakan charger HP orang lain (tidak menggunakan bawaan pabriknya). Karena beda perangkat akan beda pula spesifikasinya sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada komponen-komponen di dalamnya. Baca juga implementasi hukum Ohm pada analisis konsep hukum Kirchoff.
Untuk memahami lebih dalam, mari perhatikan pembahasan pada contoh soal hukum Ohm berikut
Contoh Soal Hukum Ohm
Soal No 1
Seseorang sedang melakukan pengukuran arus $I$ pada suatu rangkaian listrik yang berbentuk seperti gambar berikut
Jika hambatan rangkaian menggunakan resistor $10 \Omega$ dan baterai $9 V$. Berapakah kuat arus listrik yang harus terbaca pada ampere meter ?
Soal No 2
Seseorang sedang melakukan pengukuran tegangan baterai yang telah dibelinya satu minggu yang lalu. Diketahui bahwa baterai tersebut telah digunakan untuk mainan anaknya, setelah dilakukan pengukuran ternyata kuat arus yang terbaca ampere meter adalah $50 mA$. Jika hambatan yang digunakan merupakan resistor $20 \Omega$ dan tegangan yang tertera pada baterai adalah $1.5V$. Maka berapakah tegangan baterai yang hilang jika dianggap baterai maupun ampere meter tidak memiliki hambatan dalam.
Soal No 3
Doni membongkar charger HP miliknya yang rusak, kemudian mencopot salah satu elemen yang memiliki gelang warna. Setelah penasaran, Doni mencari tahu nama elemen tersebut melalui google, kemudian diketahuilah bahwa elemen tersebut adalah resistor. Karena rasa penasaran Doni cukup kuat, ia akhirnya ingin mengetahui besarnya hambatan resistor tersebut dengan melakukan pengukuran menggunakan baterai $1.5 V$. Jika pada ampere meter terbaca $200 mA$, berapakah besarnya resistansi resistor tersebut ?
Penutup
Demikian tulisan mengenai konsep hukum Ohm yang dapat saya tuliskan pada kesempatan kali ini. Semoga dengan tulisan ini sobat semuanya bisa memahami mengenai hukum Ohm. Jika sobat merasa kebingungan silahkan sampaikan pada kolom komentar atau melalui kontak tersedia.
Mohon maaf apabila dalam tulisan ini terdapat banyak kekurangan.
Terimakasih atas kunjungannya.