Berikut ini merupakan pembahasan tentang hambatan listrik (resistor) yang akan fokus menjelaskan tentang rumus dan cara menghitung resistor atau hambatan listrik pada kawat penghantar, nilai dari hambatan jenis kawat, hambatan jenis kawat penghantar arus searah, hambatan jenis kawat tembaga dan dilengkapi dengan contoh soalnya.
Mengapa kabel setrika listrik atau kabel pompa air listrik di dalamnya terdiri atas kawat halus yang digabung menjadi satu?
Mengapa kontak luncur pada rheostat bila digeser dapat menyebabkan kuat arus berubah? Apakah jenis bahan, panjang penghantar dan besar kawat penghantar mempengaruhi nilai hambatan?
Kawat tembaga yang panjangnya sama tapi diameter lebih kecil nilai hambatannya berbeda pula. Kawat tembaga yang diameternya lebih kecil memiliki nilai hambatan yang lebih besar. Begitu juga jenis bahan, logam yang berbeda jenis nilai hambatannya berbeda pula.
Bandingkan nilai hambatan kawat konstant dan kawat nikelin yang panjang dan diameternya sama!
a. Makin panjang kawat, makin besar hambatannya;
b. Makin besar diameter kawat, makin kecil hambatannya;
c. Kawat yang berbeda jenis, berbeda pula hambatannya.
Keterangan:
R = hambatan (resistensi), satuannya ohm (W)
ρ = hambat jenis, satuannya ohm.m
A = luas penampang kawat, satuannya m2
l = panjang kawat, satuannya meter (m)
Rumus di atas dapat diubah menjadi:
Bila diketahui luas penampang kawat konstantan sebesar 1 mm2, maka 1 m kawat konstantan mempunyai hambatan sekitar 5 ohm, berarti nilai hambat jenis kawat konstantan sebesar:
= 5 ohm mm2/m
Jadi, satuan hambat jenis atau resistivitas adalah ohm.mm2/m
Bila luas penampang kawat menggunakan satuan meter persegi (m2), maka satuan hambat jenis dapat juga dalam satuan: ohm.m (ohm meter)
Penyelesaian
Diketahui:
l = 50 m
A = 5.10-5 m²
ρ = 5,6 . 10-8 ohm.m
Ditanya:
R = ….?
Jawab:
R = ρ (l/A)
= 5,6 . 10-8 Ohm.m .(50 m / 5 x 10-5m2)
= 5,6 . 10-2 Ohm
Hambatan Kawat Penghantar
Pada rangkaian listrik, selalu terlihat kabel tembaga yang dipakai sebagai penghantar, bukan bahan baja atau bahan lainnya. Mengapa demikian?Mengapa kabel setrika listrik atau kabel pompa air listrik di dalamnya terdiri atas kawat halus yang digabung menjadi satu?
Mengapa kontak luncur pada rheostat bila digeser dapat menyebabkan kuat arus berubah? Apakah jenis bahan, panjang penghantar dan besar kawat penghantar mempengaruhi nilai hambatan?
Faktor-faktor yang mempengaruhi Hambatan Jenis
Apabila kawat tembaga yang panjangnya 100 cm dan diameternya 1 mm2 memiliki hambatan 0,017 ohm maka 200 cm kawat tembaga yang diameternya sama memiliki hambatan 0,054 cm. Makin panjang kawat penghantarnya makin besar hambatannya.Kawat tembaga yang panjangnya sama tapi diameter lebih kecil nilai hambatannya berbeda pula. Kawat tembaga yang diameternya lebih kecil memiliki nilai hambatan yang lebih besar. Begitu juga jenis bahan, logam yang berbeda jenis nilai hambatannya berbeda pula.
Bandingkan nilai hambatan kawat konstant dan kawat nikelin yang panjang dan diameternya sama!
a. Makin panjang kawat, makin besar hambatannya;
b. Makin besar diameter kawat, makin kecil hambatannya;
c. Kawat yang berbeda jenis, berbeda pula hambatannya.
Rumus Hambatan Listrik (Resistor)
Jadi, nilai hambatan suatu bahan dipengaruhi oleh panjang, diameter dan jenis bahannya. Secara matematis dapat ditulis:Keterangan:
R = hambatan (resistensi), satuannya ohm (W)
ρ = hambat jenis, satuannya ohm.m
A = luas penampang kawat, satuannya m2
l = panjang kawat, satuannya meter (m)
Rumus di atas dapat diubah menjadi:
Bila diketahui luas penampang kawat konstantan sebesar 1 mm2, maka 1 m kawat konstantan mempunyai hambatan sekitar 5 ohm, berarti nilai hambat jenis kawat konstantan sebesar:
= 5 ohm mm2/m
Jadi, satuan hambat jenis atau resistivitas adalah ohm.mm2/m
Bila luas penampang kawat menggunakan satuan meter persegi (m2), maka satuan hambat jenis dapat juga dalam satuan: ohm.m (ohm meter)
1 ohm.m = 1 ohm m2/m, bila satuan m2, diubah ke dalam mm2,maka di dapat:
1 ohm.m2/m = 1 ohm x 106 (mm2/m) = 106 ohm mm2/m dan
1 ohm.mm2 /m = 1 ohm x 10-6 m2 /m = 10-6 OhmKesimpulan:
Jadi, hambat jenis atau resistivitas bahan adalah nilai hambatan bahan tersebut setiap meter bila luas penampang 1 mm2.Nilai resistavitas berbagai jenis zat dapat dilihat pada tabel berikut.
 |
| Tabe: Daftar Hambatan Jenis pada Setiap Kawat Penghantar |
Contoh Soal Hambatan Listrik
Sebuah kawat penghantar yang terbuat dari wolfram panjangnya 50 m, luas penampangnya 5.10-5 m². Bila hambat jenis wolfram 5,6 . 10-8 ohm.m, maka hitunglah besar hambatan kawat penghantar tersebut!Penyelesaian
Diketahui:
l = 50 m
A = 5.10-5 m²
ρ = 5,6 . 10-8 ohm.m
Ditanya:
R = ….?
Jawab:
R = ρ (l/A)
= 5,6 . 10-8 Ohm.m .(50 m / 5 x 10-5m2)
= 5,6 . 10-2 Ohm
Demikian pembahasan tentang cara menghitung resistor atau hambatan listrik pada kawat penghantar dilengkapi dengan daftar resistivitas (nilai hambatan jenis) pada setiap jenis kawat penghantar.