11.14.2009

Hukum Ohm

Posted by gustaf parlindungan lumban tobing On 11/14/2009 08:57:00 PM No comments
Pada kawat yang diberi medan listrik E, berarti pada pembawa muatan e bekerja gaya eE, maka sesuai hukum II Newton, seharusnya pembawa muatan bergerak dipercepat dengan percepatan rata-rata yang dialami muatan-muatan tersebut ditentukan oleh (eE/m) dimana m massa electron. Sebetulnya gaya ini bukanlah satu-satunya gaya yang bekerja pada pembawa muatan tetapi masih ada gaya lain, seperti gaya gesekan sebagai akibat tumbukan pembawa muatan dengan atom logam, tetapi tidak ditinjau. Misalkan jarak terjauh yang ditempuh electron sebelum bertumbukan dengan atom tetangganya Lo dan andaikan pula kecepatan rata-rata electron adalah vo, maka kecepatan rata-rata muatan tersebut adalah:

Photobucket

Dengan demikian rapat arus (J) dapat dinyatakan sebagai:


Photobucket

Hubungan ini dikenal sebagai hukum Ohm dan tetapan pembanding Photobucket disebut konduktivitas listrik. Suatu bahan dengan konduktivitas Photobucket yang besar akan mengalirkan arus yang besar pula untuk suatu harga kuat medan listrik E. Bahan seperti ini disebut konduktor baik. Karena besarnya Photobucket ditentukan oleh banyaknya electron bebas (N), maka bahan bersifat sebagai penghantar yang baik jika memiliki electron bebas yang banyak dan sebaliknya bahan bersifat sebagai isolator jika memiliki sedikit electron bebas.

Selanjuntnya tinjau suatu logam kawat yang berpenampang (A) serba sama dengan panjang (L) dialiri arus i.(Gambar 11.3). Misalkan beda potensial antara P dan Q adalah V, yaitu V (P) – V(Q) = V, dan kuat medan listrik yang bekerja antara P dan Q dalam logam dianggap serba sama, yaitu E = V/I, sehingga hukum Ohm dapat ditulis dalam bentuk lain:

Photobucket
Gambar 11.3 Kawat logam dialiri arus i

Photobucket

dengan Photobucket adalah resistansi (hambatan) dan Photobucket adalah hambatan jenis.

Tabel 11.1 Resistivitas pada temperatur kamar
Photobucket

Bahan dengan resistivitas antara logam dan isolator disebut semikonduktor. Dalam semikonduktor jumlah elektron bebas bergantung pada temperature, makin tinggi temperatur makin banyak elektron bebas. Pada temperatur mendekati 00 K ada elektron bebas sehingga bahan semikonduktor bersifat isolator.

Bila logam dipanaskan maka hambatan R naik, karena gerakan atom dalam logam makin keras dan tumpukan yang dialami pembawa muatan makin banyak. Ini sejalan dengan kenyataan bahwa suatu bahan akan memuai jika dipanaskan sehingga hambatannya juga bertambah. Dikatakan logam mempunyai koefisien temperatur positif. Sebaliknya jika suatu bahan makin tinggi temperaturnya makin rendah harga hambatan listriknya, dikatakan bahan mempunyai koefisien temperature negatif.

Contoh 2:

a. Seutas kawat yang panjangnya 100 m, diameternya 2 mm, mempunyai hambatan jenis 4,8 x 10-8 ?m. hitunglah hambatan kawat tersebut.

b. Kawat kedua terbuat dari bahan yang sama dan beratnya sama dengan kawat pertama, memiliki diameter dua kali lebih besar. Hitunglah hambatan kawat kedua itu.

Penyelesaian :

Photobucket

Photobucket

Photobucket

Photobucket

Atau

Photobucket

Photobucket






Reactions:

0 comments:

Post a Comment