Contoh Soal Hukum Ohm dan Pembahasannya, Gampang Dong!

Dilansir National Center for Biotechnology Information (NCBI), Hukum Ohm merupakan hubungan yang terjadi antara arus, tegangan, dan hambatan. Hukum Ohm dicetuskan tahun 1825 oleh Georg Simon Ohm seorang fisikawan asal Jerman. Teori tersebut dipublikasikan dalam karya tulisnya berjudul ‘The Galvanic Circuit Investigated Mathematically'.

Hukum Ohm sebagai hukum dasar untuk menjelaskan bahwa aliran listrik yang mengalir pada suatu penghantar sama dengan tegangan yang diperoleh, namun arus dengan hambatan berbanding terbalik. Arus listrik akan mengalir melalui penghantar yang disebabkan karena perbedaan tegangan atau potensial yang berada pada kedua titik penghantar. 

Proses aliran arus listrik akan terjadi di rangkaian listrik tertutup. Seperti yang kita ketahui bahwa alat elektronik dapat dijalankan atau dihidupkan ketika ada aliran listrik yang dialirkan oleh sumber tegangan. 

Hukum Ohm berbunyi ‘Kuat arus yang mengalir dalam suatu penghantar atau hambatan akan sebanding besarnya dengan tegangan di setiap ujung pengantarnya. Pernyataan ini dapat dituliskan dengan I ∞ V’. Dari pernyataan tersebut dapat dijelaskan bahwa perbandingan antara tegangan dengan arus listrik disebut hambatan.

Jika ditulis secara matematis, hukum ini akan lebih mudah untuk dipahami. Dilansir Encyclopedia Britannica, secara sistematis Hukum Ohm dapat dijelaskan dengan V/I = R. Dimana dijelaskan sebagai berikut:

1. V sebagai Voltage atau beda potensial. Dikatakan juga sebagai tegangan dengan satuannya Volt (V).
2. I sebagai Current atau arus listrik dengan satuannya Ampere (A).
3. R sebagai Resistance atau hambatan listrik dengan satuannya berupa Ohm (Ω).

Hukum Ohm secara alternatif dapat dinyatakan dengan ‘Arus listrik dalam penghantar (konduktor) sama dengan tegangan yang mengaliri konduktor dan dibagi dengan resistansi konduktor’. Dimana Hukum Ohm ditulis secara matematis dengan I = V/R . Apabila, hukum tersebut ditulis secara sistematis dengan V = IR di mana ‘tegangan yang melewati konduktor sama dengan produk dari arus dalam konduktor dan hambatannya’. 

Hukum Ohm mampu mengukur nilai hambatan listrik atau resistor yang digunakan pada rangkaian listrik. Hambatan listrik  digunakan untuk membandingkan tegangan listrik dengan besar arus listrik. 

Resistor ini menjadi komponen dasar dalam membatasi aliran listrik pada rangkaian listrik. Apabila suatu penghantar memiliki hambatan satu ohm, maka arus listriknya sebesar satu ampere. Hal ini dikarenakan tegangan pada ujung penghantar sebesar satu volt.

Hambatan terbagi atas dua jenis yang dibedakan sesuai kebutuhannya, di antaranya:

1. Resistor tetap
   Secara umum, resistor tetap berasal dari karbon atau nikrom yang tipis.  Berbagai jenis warna yang melingkar pada bagian kulit luar menjadi simbol dari nilai hambatan pada resistor tetap. Setiap warna dalam resistor memiliki arti sesuai urutan letaknya.

2. Resistor variabel
   Resistor variabel terbagi atas dua jenis, yaitu bergeser dan berputar. Dimana cara kerja kedua resistor ini sama yaitu untuk menambah atau mengurangi nilai hambatan sesuai kebutuhan dengan menggeser atau memutar kontak luncur. Resistor ini dapat kamu temukan di berbagai alat elektronik yang memiliki sistem volume. 

Cara mengukur besaran hambatan listrik dapat dilakukan dengan dua cara, di antaranya:

1. Langsung
   Cara ini dapat dilakukan menggunakan alat multimeter yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan, arus, dan hambatan. Untuk menggunakan alat ini kamu hanya perlu memutar saklar multimeter ke arah tanda R. Setelah itu, multimeter akan menjadi alat pengukur hambatan secara langsung.

   Kemudian, kamu perlu menghubungkan ujung terminal dan ujung benda yang akan diukur besar hambatannya. Lalu, akan menampilkan skala pada Multimeter sebagai besaran hambatan.

2. Tidak langsung 
   Cara ini dilakukan menggunakan alat voltmeter dan amperemeter yang digunakan secara bersamaan untuk mengukur besaran dari hambatan secara tidak langsung. Kamu hanya perlu memasang secara paralel voltmeter dan amperemeter secara seri di benda yang akan diukur hambatannya.

Secara matematis, rumus hukum Ohm adalah sebagai berikut: 

Rumus menghitung hambatan:

R = V/I

Rumus untuk menghitung kuat arus listrik:

I = V/R

Rumus menghitung besar voltase listrik:

V = I x R

Keterangan: 

R = Hambatan Listrik (O)

V = Tegangan Listrik atau Beda Potensial (V)

I = Arus Listrik (A)

1. Di suatu rangkaian listrik memiliki tegangan sebesar 30 Volt dengan kuat arus yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah 0,5 ampere. Tentukan nilai hambatan listrik rangkaian tersebut.

   Diketahui:

   V = 30 V

   I = 0,5 A

   R = ?

   Jawab: 

   R = V/I

   R = 30/0,5

   R = 60 Ohm

2. Tiga buah hambatan disusun secara seri, masing-masing nilainya 4 ohm, 3 ohm dan 5 ohm. Hambatan ini kemudian dipasang pada tegangan 120 volt. Hitunglah besarnya tegangan pada hambatan 3 ohm.

   Jawab:

   R1 = 4 ohm

   R2 =3 ohm

   R3 =5 ohm

   V = 120 volt

   Rtotal = 4 ohm + 3 ohm + 5 ohm = 12 ohm

   V = I . R

   I = V/Rtotal = 120 /12 = 10 A

   V pada R2 (bernilai 3 ohm) adalah

   VR2 = I X R2

   = 10 X 3

   = 30 volt

3. Suatu rangkaian listrik resistornya disusun secara paralel, dimana setiap resistor memiliki nilai masing-masing sebesar 6 ohm, 4 ohm, dan 5 ohm. Kemudian tegangan yang diberikan pada rangkaian tersebut sebesar 150 V. Tentukanlah berapa besar tegangan yang ada pada resistor 2.

   Diketahui:

   R1 = 6 ohm

   R2 = 4 ohm

   R3 = 5 ohm

   V = 150 V

   I = ?

   Jawab: 

   I = V/R total

   I = 150/15

   I = 10 A

   Sementara pada R2 berarti:

   VR2 = I x R2

   VR2  = 10 x 4

   VR2 = 40 V

4. Suatu rangkaian listrik memiliki tegangan sebesar 60 V dan memiliki hambatan sebesar 20 Ohm. Tentukanlah nilai arus listrik dalam rangkaian tersebut!
   Diketahui:

   V = 60 V

   R = 20 Ohm

   I = ?

   Jawab: 

   I = V/R

   I = 60/20

   I = 3 A.

5. Suatu hambatan 14 Ω dirangkai dengan baterai yang memiliki tegangan 8 Volt. Hitung besar kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan!

   Cara Penyelesaian:

   Diketahui:

   R = 14 Ω

   V = 8 Volt

   Ditanya: Kuat arus listrik?

   Jawab:

   I = V/R

   I = 8/14

   I = 6/7 A

   Jadi, besar kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan adalah 6/7 A.

6. Pengaturan Power Supply atau DC Generator supaya dapat menghasilkan output tegangan 10v, kemudian nilai potensiometer di atur ke 1 kiloohm. Berapakah nilai arus listrik (I)?

   Pembahasan:

   Diketahui:

   V = 10 V

   R = 1 kiloohm = 1000 Ohm

   Ditanya:

   I =…?

   Jawab:

   I = V/R

   I = 10/1000

   I = 0.01 Ampere = 10 milliampere

   Jadi, besar arus listrik adalah 10 ma.

7. Suatu hambatan 15 Ω dihubungkan dengan baterai. Kuat arus yang mengalir adalah 2/3 A. Hitung nilai tegangan pada baterai tersebut!

   Cara Penyelesaian:

   Diketahui:

   R = 15 Ω

   I = 2/3 A

   Ditanya : Tegangan pada baterai?

   Jawab :

   V = I × R

   V = 2/3× 15

   V = 10 Volt

   Jadi, nilai tegangan pada baterai tersebut adalah 10 Volt.

8. Diketahui nilai tegangan di dalam sebuah rangkaian sebesar 24 volt serta nilai arus yang terbaca di dalam amperemeter sebesar 10 ma. Hitunglah nilai resistansinya di dalam rangkaian listrik tersebut!

   Jawab:

   Diketahui:

   V = 24 Volt

   I = 10 ma.

   Penyelesaian:

   Pertama, semua nilai harus kalian sesuaikan terlebih dahulu sesuai dengan ketentuan standar.

   Sehingga besar arusnya menjadi:

   I = 10 ma = 0.01 A

   Dengan memakai rumus hukum Ohm, bisa langsung dicari besar resistansi dengan menggunakan rumus:

   R = V/I

   R = 24/0.01

   R = 2.400 Ω

Itu tadi penjelasan mengenai Hukum Ohm beserta rumus dan contoh soalnya. Materi mengenai Hukum Ohm akan lebih mudah kamu pahami dengan mempraktikkannya. Selamat mencoba.