Tuliskan persamaan untuk menghitung hambatan pada kawat penghantar dan beri penjelasannya

Rumus.co.id – Setelah sebelumnya kita membahas tentang Rumus Pemuaian kali ini kita akan membahas materi tentang rumus hambatan lengkap, kita akan jabarkan secara detail dan lengkap mulai dari pengertian, macam – macam, rumus, dan contoh soal beserta pembahasannya.

Pengertian Listrik

Listrik yaitu merupakan rangkaian fenomena fisika yang berhubungan dengan kehadiran dan aliran muatan listrik. Listrik juga dapat menimbulkan berbagai macam efek yang telah umum dapat kita ketahui, seperti petir, listrik statis, induksi elektromagnetik dan arus listrik dan bahkan ada juga hambatan listriknya.

Pengertian Hambatan Listrik

Hambatan Listrik yaitu sebuah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan listrik juga mempunyai satuan Ohm dapat dirumuskan yaitu : di mana V adalah tegangan dan I adalah arus listriknya.

Hambatan Listrik

Materi Hambatan Listrik

Hambatan bisa diartikan yaitu sebagai Penahanan atau Perlawanan yang diterima oleh elektron – elektron yang mengalir pada sebuah penghantar oleh molekul – molekul yang ada di dalamnya. Setiap penghantar memberikan penahanan aliran arus listrik. Penahanan tersebut dapat terjadi karena disebabkan oleh :

• Tiap – tiap atom akan menahan perpindahan elektron yang terjadi pada perlawanan terhadap elektron ke arah luarnya.
• Benturan elektron – elektron dan atom tersebut tidak terhitung pada sebuah penghantarnya.

Macam – Macam Hambatan Listrik

Hambatan atau Penahanan (resistance) adalah kemampuan suatu bahan untuk menghambat aliran arus listrik. Macam – macam hambatan dapat kita dibedakan antara lain :

1. Hambatan Sesuai Jenis Penghantarnya

Jenis – jenis penghartarnya berdasarkan nilai hambatannya, yaitu sebagai berikut :

Konduktor adalah jenis penghantar listrik yang mudah untuk dialiri arus listrik. Contohnya : emas, perak, tembaga dan lain sebagainya.

• Non Konduktor / Isolator :

Non konduktor / Isolator adalah jenis penghantar listrik yang sukar atau sulit untuk dialiri arus listrik atau bahkan juga justru tidak dapat dialiri arus listrik. Contohnya : karet, plastik, kaca, kertas dan lain sebagainya.

Semi konduktor adalah jenis penghantar listrik yang mana arus listrik tidak akan semudah untuk mengalir seperti pada bahan pengantar konduktor dan nilai hambatannya juga tidak akan sebesar pada bahan penghantar isolator. Contohnya : germanium, silikon dan lain sebagainya.

2. Hambatan Sambungan

Salah satu penyebab besar kecilnya suatu hambatan atau tahanan (resistance) listrik dalam sebuah rangkaian kelistrikan dapat juga dipengaruhi oleh penyambungan komponen – komponen pada rangkaian kelistrikan tersebut.

Hambatan Sambungan

Sebagai contoh, apabila ada penyambungan antara terminal baterai dengan kabel tidak tersambung dengan baik atau sambungan tersebut longgar maka ketika arus listrik melewati bagian yang longgar tersebut akan mengakibatkan semakin susah (sulit) dan akan menimbulkan panas.

3. Hambatan Karena Panas

Temperatur atau suhu akan mempengaruhi besar kecilnya nilai suatu tahanan. Pada umumnya apabila temperaturnya naik maka nilai tahanann listriknya pun juga akan bertambah besar.

Hambatan Karena Panas

Nyala lampu di atas akan semakin redup ketika kawat dipanaskan, maka hal tersebut membuktikan bahwa arus listrik yang mengalir ke lampu tersebut semakin sedikit karena nyala lampu yang redup. Maka berarti tersebut dipengaruhi karena semakin besarnya hambatan listrik pada kawat.

Rumus Hambatan Listrik

Hambatan Listrik juga memiliki rumus tersendiri, yaitu antara lain :

R = V/I

Keterangan :

• R = Hambatan Listrik (Ohm).
• V = Tegangan Listrik (Volt).
• I = Arus Listrik (Ampere).

Contoh Soal Hambatan Listrik

1. Ada sebuah Lampu Pijar yang memiliki tegangan listrik yaitu sebesar = 40 Volt dengan kekuatan Arus Listrik yaitu sebesar = 10 Ampere. Maka Hitunglah besaran Hambatan Listrik yang dihasilkan oleh Lampu Pijar tersebut !

Penyelesaian :

Diketahui :

• V = 40 Volt
• I = 10 Ampere

Ditanya : R = ….?

Jawab :

• R = V/I
• R = 40 Volt/10 Ampere
• R = 4 Ohm

Jadi, besaran hambatan listriknya adalah = 4 0hm

2. Ada sebuah Lampu senter yang memiliki tegangan listrik yaitu sebesar = 80 Volt dengan kekuatan Arus Listrik yaitu sebesar = 40 Ampere. Maka Hitunglah besaran Hambatan Listrik yang dihasilkan oleh Lampu senter tersebut !

Penyelesaian :

Diketahui :

• V = 80 Volt
• I = 40 Ampere

Ditanya : R = ….?

Jawab :

• R = V/I
• R = 80 Volt/40 Ampere
• R = 2 Ohm

Jadi, besaran hambatan listriknya adalah = 2 0hm

Inilah pembahasan materi tentang rumus hambatan listrik mulai dari pengertian, macam – macam, rumus, beserta contoh soal dan pembahasannya, semoga bermanfaaat…..

Baca Juga :

• Rumus Simpangan Baku
• Rumus Archimedes

Hambatan Jenis : Pengertian, Rumus, Nilai dan Contoh Soalnya – Apakah itu hambatan jenis dan bagaimana cara menghitungnya? Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahasnya dan tentunya tentang hal lain yang juga melingkupinya.Mari kita simak bersama pembahasannya pada artikel di bawah ini untuk lebih dapat memahaminya.

Hambatan adalah perlawanan suatu bahan terhadap arus listrik. Besarnya kuat arus listrik yang mengalir dalam suatu penghantar sebanding dengan beda tegangan.

Hambatan jenis adalah kecenderungan suatu bahan untuk melawan aliran arus listrik, di lambangkan dengan ρ (rho). Faktor penentu besar kecilnya nilai hambatan jenis suatu penghantar adalah bahan kawat penghantar

Kita mungkin mengira bahwa hambatan yang dimiliki oleh sebuah kawat yang tebal lebih kecil dibandingkan kawat yang tipis, karena kawat yang lebih tebal mempuyai area yang lebih luas untuk aliran elektron. Kita tentunya juga memperkirakan bahwa semakin panjang suatu penghantar, maka hambatannya juga semakin besar, karena akan ada lebih banyak penghalang untuk aliran elektron.

Bila arus listrik atau elektron bebas yang mengalir di dalam suatu penghantar yang memiliki diameter (penampang) yang besar maka nilai hambatannya akan lebih rendah. Hal tersebut disebabkan karena dengan diameter yang besar maka arus listrik yang mengalir akan lebih mudah, namun apabila diameter penghantar kecil maka arus listrik yang mengalir menjadi terhambat.

Begitu pula apabila arus listrik mengalir dengan jarak yang lebih jauh maka nilai hambatan akan semakin besar, namun apabila arus listrik yang mengalir pada jarak yang lebih pendek maka nilai tahanannya juga akan semakin kecil.

Nilai dan Rumus Hambatan Jenis

Dari penjelasan diatas dapat disimpulkan bahwa hambatan listrik dari suatu konduktor akan berbanding lurus dengan panjang dari konduktor tersebut dan akan berbanding terbalik dengan luas penampang konduktor.

Oleh sebab itu secara sistematis dapat dirumuskan dengan rumus berikut ini :

R = ρ x l/A

Keterangan :

• R adalah hambatan listrik dengan satuan Ω
• ρ adalah hambatan jenis dengan satuan Ωm
• l adalah panjang konduktor dengan satuan m
• A adalah luas penampang dengan satuan m2

Besarnya ρ (dibaca rho) tergantung dari besarnya hambatan spesifik dari jenis penghantar yang digunakan. Nilai hambatan jenis dari beberapa jenis penghantar dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Contoh Soal Hambatan Jenis

Soal 1

Berapakah nilai hambatan dari sebuah penghantar kawat besi (hambatan jenis 9,71 x 10 -8 Ωm) yang memiliki panjang kawat 20 m dan diameter 10 mm.

Penyelesaian :

Diketahui :

ρ = hambatan jenis 9,71 x 10 -8 Ωm

l = 20 m

D = 10 mm

Ditanya : R = …. ?

Jawab :

Langkah pertama adalah mencari terlebih dahulu dari luas penampang kawat besi tersebut. Luas penampang dapat dicari dengan rumus :

A = ¼ x π x D2

A = = ¼ x 3,14 x 102

A = ¼ x 3,14 x 100

A= 78,5 mm2 = 78,5 x 10-6 m2

Sehingga besar hambatan pada konduktor kawat besi tersebut adalah :

R = ρ x l/A

R = 9,71 x 10 -8 Ωm x 20 m / 78,5 x 10-6 m2

R = 2,47388 x 10-2 Ω

Kawat dalam lampu pijar memiliki hambatan 20 Ω. Bila lampu itu dipasang pada tegangan 220 volt, maka kuat arus yang mengalir dalam rangkaian itu sebesar ?

Jawab :

Diketahui bahwa :

R = 20 Ω

V = 220 volt

R = V/i

20 = 220/i

i = 220/20 = 11 A

Soal 2

Sebuah kawat tembaga panjangnya 1 m dan luas penampangnya 5 mm2. Jika pada suhu 20 oC mempunyai hambatan jenis 1,7 . 10-6 Ωm dan koefisien suhunya 4 . 10-3 oC. Berapa besar hambatan kawat tersebut?

Jawab :

Diketahui bahwa :

l = 1 m

A = 5 mm2

ρt = 1,7 . 10-6 Ωm

α = 4 . 10-3 oC

t = 20 oC

Rt = ρt . l/A

= 1,7 . 10-6 . 1/5

= 0,34 . 10-6 = 3,4 . 10-5 Ω

Soal 3

Sebuah kawat panjangnya 10 m, luas penampang 1 cm2 dan hambatan jenis 10-5 Ωm. Jika kawat terbuat dari bahan yang sama, massa yang sama dan luas penampang 2 kali kawat semula, berapa besar hambatannya?

Jawab :

Diketahui bahwa :

l = 10 m

A1 = 1 cm2 = 0,0001 m2 = 10-4 m2

A2 = 2 . 10-4 m2

ρ = 10-5 Ωm

R = ρ . l/A

=10-5 . 10/2 . 10-4

= 10-5 . 5 .104 = 0,5 Ω

Soal 4

Seutas kawat nikrom yang panjangnya 3 meter memiliki hambatan 20 ohm. Kawat nikrom kedua panjangnya sama, tetapi diamaternya ½ kali diameter kawat pertama. Berapakah hambatan kawat yang kedua?

Penyelesaian:

Diketahui:

l1 = l2 = 3 m

d2 = ½ d1

R1 = 20 Ω

ρ1 = ρ2

Ditanya: R2 = … ?

Jawab:

Karena diameter d2 = ½ d1 maka jari-jari kawat tersebut juga sama yaitu r2 = ½ r1. Cari terlebih dahulu luas penampang (A) kawat nikron yang kedua dengan menggunakan rumus luas lingkaran, yakni:

L = πr2 maka

L1 = πr2

L2 = π(½ r1)2 => L2 = ¼ πr12 => L2 = ¼L1

Jadi, A2 = ¼A1

Hambatan jenis kedua dari penghantar tersebut dapat dicari dengan menggunkan rumus:

R = ρl/A

ρl = R.A

Dalam hal ini panjang dan hambatan jenis kawat sama, oleh karena itu:

(ρl)1 = (ρl)2

R1A1 =  R2A2

20 Ω A1 =  R2 x ¼A1

R2  = 4 x 20 Ω

R2  = 80 Ω

Demikianlah ulasan dari Seputarpengetahuan.co.id tentang Hambatan Jenis : Pengertian, Rumus, Nilai dan Contoh Soalnya, semoga dapat menambah wawasan dan pengetahuan kalian. Terimakasih telah berkunjung dan jangan lupa untuk membaca artikel lainnya.