OHM: PENGUKURAN RESISTENSI, CONTOH DAN LATIHAN TERSELESAIKAN - FISIK - 2025

The ohm atau ohm adalah satuan pengukuran hambatan listrik milik Sistem Satuan Internasional (SI), banyak digunakan dalam sains dan teknik. Itu dinamai fisikawan Jerman Georg Simon Ohm (1789-1854).

Ohm adalah seorang profesor dan peneliti di Universitas Munich, dan di antara banyak kontribusinya terhadap listrik dan magnet adalah definisi hambatan melalui hubungan antara tegangan dan arus melalui konduktor.

Gambar 1. Resistor bervariasi yang membentuk bagian dari suatu rangkaian. Sumber: Wikimedia Commons.

Hubungan ini dikenal sebagai Hukum Ohm dan biasanya dinyatakan sebagai:

R = ΔV / I

Di mana R mewakili hambatan listrik, ΔV adalah tegangan dalam volt (V), dan I adalah arus dalam amp (A), semuanya dalam satuan SI.

Oleh karena itu, 1 ohm, yang juga dilambangkan secara bergantian dengan huruf Yunani Ω, sama dengan 1 V / A. Artinya jika pengaturan tegangan 1 V melintasi konduktor tertentu menyebabkan arus 1 A, resistansi konduktor itu adalah 1 Ω.

Resistansi listrik adalah elemen rangkaian yang sangat umum yang digunakan dalam banyak cara untuk mengontrol arus dengan benar, baik itu bagian dari rangkaian terintegrasi atau secara individual.

Pengukuran hambatan listrik

Gambar 5. Georg Simon Ohm, dinamai sesuai unit perlawanan, lahir di Bavaria pada tahun 1789 dan memberikan kontribusi besar pada gangguan listrik, akustik, dan gelombang cahaya. Sumber: Wikimedia Commons.

Hambatan diukur dengan bantuan multimeter, pengukur yang tersedia dalam versi analog dan digital. Yang paling dasar mengukur tegangan dan arus langsung, tetapi ada perangkat yang lebih canggih dengan fungsi tambahan. Ketika digunakan untuk mengukur resistansi, mereka disebut ohmmeter atau ohmmeter. Perangkat ini sangat mudah digunakan:

- Pemilih pusat ditempatkan pada posisi untuk mengukur resistansi, memilih salah satu skala yang diidentifikasi dengan simbol Ω, jika instrumen memiliki lebih dari satu.

- Hambatan yang akan diukur diekstraksi dari sirkuit. Jika ini tidak memungkinkan, catu daya harus dimatikan.

- Resistensi ditempatkan di antara ujung atau probe instrumen. Polaritas tidak penting.

- Nilai dibaca langsung pada tampilan digital. Jika instrumennya analog, ia memiliki skala yang ditandai dengan simbol Ω yang dibaca dari kanan ke kiri.

Pada gambar berikut (nomor 2), multimeter digital dan probe atau tipnya ditampilkan. Model memiliki skala tunggal untuk mengukur hambatan, yang ditunjukkan dengan panah.

Gambar 2. Multimeter digital. Sumber: Pixabay.

Nilai hambatan listrik komersial sering kali dinyatakan dengan kode pita warna di bagian luarnya. Misalnya, resistor pada Gambar 1 memiliki pita merah, ungu, emas, kuning, dan abu-abu. Setiap warna memiliki arti numerik yang menunjukkan nilai nominal, seperti yang akan ditampilkan di bawah ini.

Kode warna untuk resistor

Tabel berikut menunjukkan kode warna untuk resistor:

Tabel 1.

Memperhatikan bahwa pita logam ada di sebelah kanan, maka kode yang digunakan sebagai berikut:

- Dua warna pertama dari kiri ke kanan memberikan nilai resistansi.

- Warna ketiga menunjukkan pangkat 10 yang harus dikalikan.

- Dan yang keempat menunjukkan toleransi yang ditetapkan oleh pabrikan.

Contoh nilai resistor

Sebagai contoh, pertama mari kita lihat resistor di latar depan, di sebelah kiri gambar 1. Urutan warna yang ditampilkan adalah: abu-abu, merah, merah, emas. Ingatlah bahwa gelang emas atau perak harus berada di sebelah kanan.

Abu-abu melambangkan 8, merah 2, pengganda merah sama dengan 10 ² = 100 dan terakhir, toleransi adalah emas yang melambangkan 5%. Oleh karena itu resistansinya adalah 82 x 100 Ω = 8200 Ω.

Menjadi toleransi 5%, itu setara dalam ohm dengan: 8200 x (5/100) Ω = 410 Ω. Oleh karena itu, nilai resistansi antara: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω dan 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Dengan menggunakan kode warna, Anda memiliki nilai nominal atau nilai pabrik dari resistansi, tetapi untuk membuat pengukuran lebih tepat, Anda perlu mengukur resistansi dengan multimeter, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya.

Contoh lain untuk resistansi gambar berikut:

Gambar 3. Penggunaan kode warna pada resistor R. Sumber: Wikimedia Commons.

Kami memiliki yang berikut untuk resistor R: merah (= 2), ungu (= 7), hijau (dikalikan dengan 10 ⁵ ), jadi resistor R pada gambar adalah 27 x 10 ⁵ Ω. Pita toleransi adalah perak: 27 x 10 ⁵ x (10/100) Ω = 27 x 10 ⁴ Ω. Salah satu cara untuk mengungkapkan hasil di atas, dengan membulatkan 27 x 10 ⁴ menjadi 30 x 10 ⁴ , adalah:

Awalan yang paling sering digunakan

Nilai yang dapat dimiliki suatu hambatan listrik, yang selalu positif, berada dalam kisaran yang sangat luas. Karena alasan ini, pangkat 10 digunakan secara luas untuk mengekspresikan nilainya, serta prefiks. Berikut ini yang paling umum:

Meja 2.

Berdasarkan notasi ini, tahanan pada contoh sebelumnya adalah: (2,7 ± 0,3) MΩ.

Resistensi seorang konduktor

Resistor terbuat dari bahan yang berbeda dan ini adalah ukuran perlawanan konduktor terhadap aliran arus, seperti diketahui, tidak semua bahan berjalan dengan cara yang sama. Bahkan di antara bahan yang dianggap sebagai konduktor ada perbedaan.

Resistensi bergantung pada beberapa karakteristik, yang paling penting adalah:

- Geometri konduktor: panjang dan luas penampang.

- Resistivitas material: menunjukkan pertentangan yang diberikan material terhadap aliran arus.

- Suhu: resistivitas dan resistansi meningkat dengan suhu, karena pemesanan internal material menurun dan dengan demikian pembawa arus terhalang dalam perjalanannya.

Untuk konduktor penampang konstan, pada suhu tertentu resistansi diberikan oleh:

R = ρ (ℓ / A)

Di mana ρ adalah resistivitas material pada suhu tersebut, yang ditentukan secara eksperimental, ℓ adalah panjang konduktor dan A adalah luas penampang.

Gambar 4. Resistensi konduktor. Sumber: Wikimedia Commons.

Latihan diselesaikan

Hitung tahanan kabel tembaga dengan radius 0,32 mm dan panjang 15 cm, diketahui resistivitas tembaga adalah 1,7 × 10 ^-8 Ω.m.

Larutan

Mengingat resistivitas dalam satuan Sistem Internasional, hal yang paling tepat adalah menyatakan luas penampang dan panjang dalam satuan ini, dan kemudian mengganti rumus pada bagian sebelumnya:

Radius = 0,32 mm = 0,32 × 10 ^-3 m

L = π (Radius ² ) = π (0,32 × 10 ^-3 m) ² = 3,22 x 10 ^-7 m ²

ℓ = 15 cm = 15 x 10 ^-2 m

R = ρ (ℓ / A) = 1,7 × 10 ^-8 Ω.mx (15 x 10 ^-2 m / 3,22 x 10 ^-7 m ² ) = 7,9 × 10 ^-3 Ω = 7,9 m-ohm.

Referensi

1. Figueroa, D. (2005). Seri: Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 5. Elektrostatika. Diedit oleh Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, D. 2006. Fisika: Prinsip dengan Aplikasi. 6 ^th . Ed Prentice Hall.
3. Resnick, R. (1999). Fisik. Vol. 2. 3 ^rd dalam bahasa Spanyol. Editorial Compañía Continental SA de CV
4. Sears, Zemansky. 2016. Fisika Universitas dengan Fisika Modern. 14 ^th . Ed. Volume 2.
5. Serway, R., Jewett, J. (2018). Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 1. 10 ^ma . Ed. Pembelajaran Cengage.