Karbon-Seng Buku Kesetan dan Kesehatan Kerja di Bidang Kelistrikan Electrical Safety

12 Keselamatan Dan Kesehatan Kerja di Bidang Kelistrikan Electrical Safety

G. Resistansi Hambatan

Pada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan menegenai konsep tegangan dan arus yang menyatakan bahawa arus adalah pergerakan dari muatan. Pada konduktor, pembawa muatan adalah elektron bebas yang bergerak karena dipasang sumber tegangan. Selama elektron bergerak dalam material, mereka bertumbukan dengan atom dan elektron lainnya secara konstan. Pada proses ini, elektron yang bergerak memeberikan energi dalam bentuk panas. Tumbukan ini melawan gerakan dari muatan sehingga disebut hambatan resistansi. Semakain besar melawannya, maka semakin besar juga nilai resistansinya, dan semakin kecil nilai arus yang dihasilkan dari sumber tegangan yang dipakai. Komponen yang bernama resistor dibuat khusus untuk menghasilkan proses menghambat melawan gerakan muatan dan banyak dipakai pada rangkai listrik dan elektronika. Walaupun resistor merupakan komponen paling sederhana dalam rangkaian listrik, namun pengaruhnya sangat penting dalam pengoperasian dalam suatu rangkaian. Resistansi dilambangkan dengan huruf R dan diukur dalam ohm karena ditemukan oleh Georg Simon Ohm. Simbol ohm dalam huruf Yunani adalah omega Ω.

1. Georg Simon Ohm dan Resistansi

Salah satu hubungan penting dalam teori rangkaian listrik antara tegangan, arus dan resistansi. Hubungan resistansi ini ditemukan oleh seorang ahli fisika bernama Georg Simon Ohm 1787 – 1854 dengan menggunakan rangkaian bekerja bersama Volta berhasil menemukan baterai dan kawat yang terbuat dari berbagai macam material, panjang, dan ketebalan. Ohm menemukan bahwa nilai arus dipengaruhi oleh tegangan dan resistansi. Misalkan, untuk nilai resistansi yang tetap, dia menemukan bahwa dengan menambah dua kali lipat nilai tegangan, maka nilai arusnya juga bertambah dua kali lipat, nilai tegangan dinaikkan tiga kali lipat, maka arusnya juga naik tiga kali lipat, dan seterusnya. Juga, untuk nilai tegangan yang tetap, Ohm menemukan bahwa nilai arus berbanding terbalik dengan panjang kawat semakin panjang kawatnya, semakin kecil nilai arusnya. Nilai arus juga berbanding lurus dengan luas penampang dari kawat semakin besar luas penampang kawat, semakin besar nilai arusnya. Dari sini, dia dapat menentukan nilai resistansi dari kawat dan menunjukkan bahwa arus berbanding terbalik dengan resistansi. Ketika dia membuat nilai resistansi menjadi dua kali lipat, maka nilai arusnya berkurang setengah dari nilai awalnya berbanding terbalik. Kedua penemuan ini dikombinasikan dan menghasilkan Hukum ohm. Hukum Ohm memegang peranan penting dalam analisa rangkaian listrik. 2. Resistansi dari Konduktor Seperti dijelaskan sebelumnya, konduktor adalah material yang dapat mengalirkan muatan. Namun, konduktor tidak semuanya bersifat demikian. Kita akan mengetahui bahwa resistansi dari suatu material tergantung dari beberapa faktor: a. Jenis material b. Panjang konduktor c. Luas penampang d. Suhu Keselamatan Dan Kesehatan Kerja di Bidang Kelistrikan Electrical Safety 13 Bila kawat dengan panjang tertentu dilalui arus, pergerakan dari elektron akan menumbuk elektron lainnya dalam material tersebut. Dengan mengganti material lain, maka berpengaruh dengan proses tumbukan ini. Misalkan, perak mempunyai lebih banyak elektron bebas dari pada tembaga sehingga resistansi dari perak lebih kecil dari pada tembaga dalam ukuran yang sama. Jadi dapat kita simpulkan: Resistansi dari suatu konduktor bergantung dari jenis materialnya. Bila panjang kawat kita panjangkan dua kali lipat, maka jumlah elektron yang bertumbukan juga menjadi dua kali lipat, sehingga resistansinya menjadi dua kali lipat. Efek ini dapat disimpulkan sebagai resistansi dari konduktor logam berbanding lurus dengan panjang konduktor. Faktor lain yang sedikit berpengaruh adalah luas penampang dari konduktor. Bila luas penampangnya bertambah, maka elektron yang bergerak juga semakin bebas melewati konduktor tersebut, seperti air yang bisa mengalir lebih bebas melalui pipa yang mempunyai diameter lebih lebar. Bila luas penampang dibuat dua kali lipatnya, maka jumlah elektron yang bertumbukan berkurang setengahnya. jadi kesimpulannya. Resistansi dari konduktor logam adalah berbanding terbalik dengan luas penampang dari konduktor. Faktor-faktor yang telah disebutkan dianggap berada pada suhu tertentu. Hubungan matematisnya, dimana: ρ = konstanta resistivitas bahan, dalam ohm – meter Ω m, l= panjang, dalam meter m, A = luas penampang, dalam meter persegi m 2 . Pada persamaan di atas abjad kecil Yunani rho ρ adalah konstanta proporsional yang disebut dengan resistivitas bahan. Resistivitas adalah sifat fisis dari bahan yang diukur dalam ohm- meter Ω m dalam sistem SI.

H. Hukum Ohm

Menggunakan konsep rangkaian yang sama, Ohm melakukan eksperimen dan menemukan bahwa arus pada rangkaian resistif adalah berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan resistansinya . Dalam bentuk matematis, hukum Ohm: I = ER [ampere, A] Dimana: E : tegangan dalam volt. R : resistansi dalam ohm. I : arus dalam ampere. Dari rumus ini, anda dapat lihat bahwa semakin besar sumber tegangan yang dipakai, maka semakin besar arusnya, sedangkan apabila resistansinya diperbesar, maka arusnya semakin kecil. Gambar 1.28. Rangkaian Hukum Ohm Gambar 1.29. Skematik Hukum Ohm