2018-01-12

Teori Hambatan Listrik atau Tahanan listrik

| 2018-01-12

Pengertian Tahanan / Resistansi / Hambatan

Tahanan adalah salah satu parameter dasar dari suatu rangkaian listrik ataupun rangkaian elektronika. Dalam setiap pemakaian atau perencanaan rangkaian, tahanan atau hambatan selalu disertakan untuk maksud maksud tertentu. Ada 2 sifat utama pada tahanan atau hambatan yaitu besarnya resistansi dan power ratingnya. Power rating ini sangat penting karena menyatakan daya maksimum yang dapat ditanggung oleh tahanan atau hambatan tersebut.
Tahanan tahanan yang dipakai untuk rangkaian elektronika umumnya terbuat dari karbon atau lilitan kawat dan dapat dibuat tetap atau dapat pula disebut variable ( nilainya dapat diubah ubah ), seperti potensiometer. Tahanan tahanan terbuat dari bahan konduktor sehingga nilai resistansi thanan atau hambatan sangat dipengaruhi oleh temperatur sekelilingnya.


Pengertian Tahanan atau Hambatan Jenis


Salah satu sifat dari bahan / zat adalah menahan arus listrik ( dalam hal ini yang dilawan / ditahan adalah aliran elektron ). Nilai hambatan tergantung pada macam bahan dan ukuran fisiknya. Dalam banyak pemakaian, tahanan atau hambatan dibuat khusus dari karbon atau lilitan kawat dengan maksud untuk memperkecil arus listrik atau untuk memperoleh tegangan listrik pada suatu rangkaian.
Dalam banyak pesawat elektronik seperti televisi, radio dan lain lain, tahanan merupakan komponen yang banyak digunakan . Satuan internasional untuk tahanan adalah Ohm dengan simbol R.
Tahanan 1 Ohm dapat didefinisikan sebagai berikut :
Tahanan suatu penghantar dikatakan mempunyai nilai sebesar 1 Ohm, bila perbedaan tegangan antara ujung ujung penghantar tersebut sebesar 1 volt yang menyebabkan mengalirnya arus sebesar 1 Ampere pada temperatur konstan.
Sedangkan tahanan jenis / resitivitas adalah koefisien bahan yang menunjukkan besarnya hambatan / perlawanannya terhadap arus listrik. Penetapan tahanan jenis atau rho ( ρ ) dilakukan dengan memakai suatu bahan yang mempunyai panjang satu meter dengan luas penampang 1 millimeter persegi.

hambatan atau tahanan jenis
hambatan jenis

Satuan internasional untuk tahanan jenis adalah Ωm, sedangkan satuan umum yang digunakan di Indonesia adalah Ωmm2 / m.
Bahan yang mempunyai tahanan jenis yang besar adalah penghantar yang jelek atau sebagai isolator. Sebaliknya bahan yang mempunyai tahanan jenis yang rendah adalah penghantar yang baik atau sebagai konduktor.

Cara Menghitung Tahanan Konduktor

Besarnya harga tahanan suatu kawat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Rumus tahanan pada kabel atau kawat
Rumus tahanan pada kabel atau kawat
Anda dapat menghitung hambatan atau tahanan pada kabel atau kawat menggunakan rumus di atas. Hambatan pada kawat atau kabel sebanding dengan panjang dan hambatan jenis dari kawat, namun berbanding terbalik dengan luas penampang dari kawat atau kabel. Berikut ini adalah beberapa data hambatan jenis dan koefisien hambatan pada suatu bahan.
Tabel hambatan jenis dan koefisien bahan
Tabel hambatan jenis dan koefisien bahan

Pengertian Daya Hantar dan Daya Hantar Jenis

Daya hantar atau konduktansi dengan simbol G adalah kebalikan dari tahanan, jadi

rumus daya hantar atau konduktansi
Rumus daya hantar atau konduktansi

Jika harga tahanan mengecil, maka daya hantarnya terhadap arus listrik membesar. Jadi konduktor yang baik mempunyai tahanan yang kecil dan konduktor yang jelek mempunyai tahanan yang besar. Daya hantar jenis juga merupakan kebalikan dari tahanan jenis, jadi :
Rumus tahanan jenis
Rumus tahanan jenis

Dengan demikian didapat harga konduktansi dalam suatu penghantar dengan mensubtitusi rumuh tahanan penghantar adalah sebagai berikut :
Rumus Konduktansi
Rumus konduktansi
Jadi untuk mengetahui konduktansi suatu penghantar dapat menggunakan rumus yang pertama maupun ketiga.

Pengaruh Temperatur pada Tahanan



Harga tahanan pada suatu bahan akan ikut berubah setiap temperatur dari tahanan tersebut berubah. Perubahan harga tahanan untuk setiap perubahan temperatur per 10C disebut koefisien temperatur dari tahanan tersebut dengan simbol α.
  • Jika α positif, maka harga/nilai tahanan bahan akan bertambah bila temperaturnya naik.
  • Jika α negatif, maka harga/nilai tahanan bahan akan berkurang bila temperaturnya naik.
  • Jika α nol, maka harga/nilai tahanan bahan akan tetap meskipun temperaturnya berubah ubah.

Pada umumnya logam mempunyai α positif, semikonduktor dan isolator mempunyai α negatif dan bahan bahan campuran mempunyai α nol. Grafik di bawah ini menunjukkan harga atau nilai tahanan tiap waktu pada suatu logam ( tembaga ) yang mempunyai α positif.
grafik kenaikan tahanan terhadap kenaikan suhu pada tembaga
Apabila garis lurus pada grafik diteruskan ke kiri, maka akan memotong sumbu X negatif, temperatur pada -234,5 0C yang artinya secara teori tahanan tembaga menjadi nol. Dalam prakteknya, kurva tersebut adalah menyimpang dari garis lurus pada temperatur yang sangat rendah.

Dari dua buah segitiga yang seangun diperoleh persamaan :
Persamaan dari grafik tahanan terhadap perubahan suhu
Persamaan dari grafik tahanan terhadap perubahan suhu

Persamaan di atas memperlihatkan hubungan perubahan temperatur terhadap nilai tahanan pada konduktor tembaga. Nilai 1/(234,5 ) atau 0,004 adalah nilai koefisien temperatur. Jadi :
Rumus tahanan pada temperatur tertentu
Rumus tahanan pada temperatur tertentu

Daya dan Energi pada Tahanan / Hambatan

Jika suatu arus listrik mengalir melalui tahanan, maka akan ada daya yang diserap oleh tahanan tersebut umumnya diubah menjadi panas.

Besarnya daya yang diserap adalah
Rumus daya
Rumus daya

Sedangkan energi panas yang dihasilkan adalah
Rumus Energi
Rumus energi
Oleh karena itu betapa pentingnya power rating suatu tahanan, karena bila daya yang diserap pada tahanan lebih besar daripada power ratingnya, maka tahanan tersebut akan rusak / terbakar. Untuk selanjutnya power rating ini akan dijelaskan pada materi komponen elektronika.

Related Posts

4 komentar:

  1. Terima kasih teorinya sangat bermanfaat.

    BalasHapus
  2. Min ada contoh video pemasangan dasar dari resitor gak?

    BalasHapus
    Balasan
    1. Maksud pemasangan dasar resistor yang seperti apa ya, kalau video dari saya belum ada mas agung.

      Hapus