percabangan lain. Karena muatan listrik adalah kekal
maka total arus listrik yang mengalir keluar haruslah sama dengan arus listrik yang mengalir ke
dalam sehingga i_{1}+i_{4}=i_{2}+i_{3}}. Panah arus hanya menunjukkan arah aliran sepanjang
penghantar , bukan arah dalam
ruang .
3. Hambatan Listrik
Bila diantara dua kutub muatan listrik yang berbeda positif dan negatif kita hubungkan dengan sebuah penghantar konduktor maka arus listrik akan
mengalir lewat penghantar tersbut. Arus listrik tersebut akan mendapatkan hambatan atau tahanan Resistance R didalam penghantar. Resistansi
atau hambatan listrik pada suatu konduktor atau benda listrik diukur dalam satuan Ohm.
Telah ditentukan bahwa antara kedua titik diatas 1 Volt dan tahanan penghantar 1 Ohm, maka kuat arus yang mengalir 1 Ampere. Jadi tegangan 1 Volt itu ialah
tinggi tegangan yang dapat mengalirkan arus 1 Ampere melalui tahanan 1 Ohm. Pernyataan ini lebih jelas dibahas dalam hukum Ohm.
Hambatan listrik merupakan besaran yang menghalangi arus yang mengalir dalam suatu penghantar listrik. Dalam fisika
hambatan listrik ini pertama kali diamati oleh
George Simon Ohm. Pada 1927, seorang fisikawan Jerman bernama George Simon Ohm melakukan penelitian untuk mencari hubungan antara beda potensial dan kuat arus
listrik. Berdasarkan hasil penelitiannya, Ohm membuat suatu grafik beda potensial terhadap arus listrik.
Advertisment
Hukum Ohm Tentang Hambatan Listrik
Ternyata, grafik tersebut membentuk suatu garis lurus yang condong ke kanan dan melalui titik pusat koordinat 0, 0. Dari grafik ini, Ohm menemukan bahwa kemiringan
grafik sama dengan besar hambatan rheostat yang digunakannya dalam penelitian tersebut. Berdasarkan penelitian ini, Ohm membuat kesimpulan yang hingga kini dikenal
dengan sebutan Hukum Ohm, yang berbunyi:
“Pada suhu tetap, tegangan listrik V pada suatu penghantar sebanding dengan kuat arus yang mengalir pada penghantar tersebut”
Kesimpulan ini dapat dirumuskan dengan persamaan :
dengan:
V = beda potensial volt, V I = kuat arus listrik ampere, A
R = hambatan Ohm, Ω
1. Pengaruh Hambatan Listrik Terhadap Jenis Bahan
Hambatan yang dimiliki oleh suatu bahan penghantar ternyata dapat mempengaruhi kuat arus yang mengalir pada penghantar tersebut. Hambatan yang besar pada suatu bahan
menyebabkan bahan tersebut sukar mengalirkan arus listrik, sedangkan bahan yang hambatannya kecil akan lebih mudah mengalirkan arus listrik. Berdasarkan
kemampuannya dalam menghantarkan arus listrik, bahan dibedakan menjadi konduktor, isolator, semi konduktor, dan super konduktor.
a. Konduktor
Bahan konduktor adalah bahan yang mudah mengalirkan arus karena elektron-elektron di setiap atomnya tidak terikat kuat oleh inti atom sehingga mudah bergerak atau
berpindah. Dengan kata lain, bahan konduktor adalah bahan yang memiliki hambatan kecil. Bahan yang termasuk konduktor di antaranya adalah besi, baja, dan tembaga.
b. Isolator
Bahan isolator memiliki sifat yang berlawanan dengan bahan konduktor. Bahan yang termasuk isolator sangat sulit, bahkan tidak bisa mengalirkan arus listrik. Pada bahan
isolator, elektron-elektron di setiap atom pada bahan isolator terikat kuat oleh inti atom sehingga sangat sukar untuk bergerak dan berpindah. Dengan demikian, dapat dikatakan
bahwa bahan isolator memiliki hambatan yang sangat besar. Namun, pada kondisi tertentu bahan isolator dapat berubah menjadi bahan konduktor. Kondisi tersebut adalah
ketika bahan isolator mendapat tegangan yang sangat tinggi. Tegangan tinggi ini akan melepaskan elektron dari ikatan dengan inti atom sehingga elektron pada bahan isolator
tersebut akan menjadi mudah bergerak dan berpindah. Bahan yang tergolong isolator adalah kayu dan plastik.
c. Semi Konduktor
Bahan semi konduktor adalah bahan-bahan yang kadang bersifat isolator dan kadang bersifat konduktor. Yang termasuk bahan ini adalah karbon, silikon, dan germanium.
d. Super Konduktor
Bahan super konduktor adalah bahan yang sangat kuat mengalirkan arus. Ilmuwan yang pertama kali menemukan bahan ini adalah tokoh yang berasal dari Belkita yang bernama
Kamerlingh Onnes pada 1991. Bahan yang beliau temukan adalah raksa dan timah.
2. Hambatan Listrik Kawat Logam
Pada suatu kawat logam, hambatan listrik
yang dimilikinya ternyata dipengaruhi oleh panjang bahan kawat, luas penampang, dan
hambatan jenis bahan kawat tersebut.
Hambatan jenis suatu bahan kawat atau resistivitas adalah suatu besaran fisika dari suatu bahan yang tergantung pada temperatur dan jenis bahan tersebut. Bahan
konduktor memiliki hambatan jenis
yang kecil, sebaliknya bahan isolator
memiliki hambatan jenis
yang besar. Hambatan jenis beberapa bahan dapat kita lihat pada tabel berikut ini.
Hambatan Jenis Bahan
Berdasarkan banyak percobaan, para ahli menyimpulkan bahwa makin panjang dan makin besar
hambatan jenis kawat, maka hambatan kawat pun akan makin besar. Tetapi,
hambatan kawat logam tersebut akan berkurang jika luas penampang kawat logam tersebut makin besar. Hubungan ini dipenuhi oleh persamaan :
dengan: R = hambatan kawat logam ohm
ρ = hambatan jenis kawat ohm m λ = panjang kawat m
A = luas penampang kawat m2
Dari rumus diatas dapat disimpulkan bahwa hambatan pada suatu penghantar sebanding dengan hasil kali hambatan jensi kawat dengan panjang penghantar dan
hambatan listrik
berbanding terbalik den luas penampang penghantar.
4. Daya Listrik
