Hukum Ohm: Bunyi, Rumus V = I × R, dan Contoh Soal

Hukum Ohm menyatakan bahwa kuat arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar sebanding dengan beda potensial (tegangan) di ujung-ujungnya, selama suhu dan hambatannya tetap. Rumusnya $V = I \times R$, dengan $V$ tegangan dalam volt (V), $I$ kuat arus dalam ampere (A), dan $R$ hambatan dalam ohm (Ω).

Bunyi Hukum Ohm dan Arti Setiap Besaran

• Kuat arus ($I$) adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap sekon, $I = q/t$. Satuannya ampere, dengan 1 A = 1 coulomb per sekon. Arus diukur dengan amperemeter yang dipasang seri.
• Tegangan atau beda potensial ($V$) adalah energi yang diberikan pada setiap coulomb muatan. Satuannya volt, dengan 1 V = 1 J/C. Tegangan diukur dengan voltmeter yang dipasang paralel.
• Hambatan ($R$) menyatakan seberapa kuat suatu komponen menghambat arus. Satuannya ohm (Ω).

Hukum Ohm berlaku untuk penghantar ohmik, yaitu penghantar yang hambatannya tetap pada suhu tetap. Grafik $V$ terhadap $I$ untuk penghantar ohmik berupa garis lurus melalui titik asal. Lampu pijar dan dioda tidak mematuhi hukum Ohm secara sederhana karena hambatannya berubah.

Hambatan kawat bergantung pada bahan, panjang, dan luas penampangnya: $R = \rho L / A$, dengan $\rho$ di sini adalah hambatan jenis, bukan massa jenis. Kawat yang lebih panjang hambatannya lebih besar, sedangkan kawat yang lebih tebal hambatannya lebih kecil.

Segitiga Rumus Hukum Ohm

Cara cepat mengingat tiga bentuk rumus adalah segitiga V-I-R. Tulis V di puncak, lalu I dan R di bawahnya.

• Tutup V: tersisa I dan R berdampingan, jadi $V = I \times R$.
• Tutup I: tersisa V di atas R, jadi $I = V/R$.
• Tutup R: tersisa V di atas I, jadi $R = V/I$.

Segitiga ini hanya alat bantu ingatan. Pahami juga artinya: pada tegangan tetap, hambatan yang lebih besar menghasilkan arus yang lebih kecil.

Hukum Ohm pada Rangkaian Seri dan Paralel

Rangkaian	Hambatan pengganti	Arus	Tegangan
Seri	$R_s = R_1 + R_2 + \dots$	Sama di setiap resistor	Terbagi: $V = V_1 + V_2 + \dots$
Paralel	$\dfrac{1}{R_p} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2} + \dots$	Terbagi: $I = I_1 + I_2 + \dots$	Sama di setiap cabang

Hambatan pengganti seri selalu lebih besar daripada hambatan terbesar, sedangkan hambatan pengganti paralel selalu lebih kecil daripada hambatan terkecil. Lampu di rumah dipasang paralel agar setiap lampu mendapat tegangan penuh dan tetap menyala walaupun lampu lain dimatikan.

Daya dan Energi Listrik

Daya listrik $P = V\,I$ menyatakan energi listrik yang dipindahkan setiap sekon, dengan satuan watt (W). Untuk resistor ohmik, substitusi hukum Ohm menghasilkan $P = I^2 R = V^2/R$. Energi listrik selama waktu $t$ adalah $W = P\,t$ dalam joule, dengan $t$ dalam sekon.

Tagihan listrik memakai satuan kilowatt-jam (kWh): $1\ \text{kWh} = 1.000\ \text{W} \times 3.600\ \text{s} = 3{,}6 \times 10^6$ J. Pada resistor, energi listrik berubah menjadi energi panas, seperti pada setrika dan pemanas air.

Contoh Soal Hukum Ohm dan Pembahasan

Contoh 1: mencari kuat arus dan daya

Resistor 6 Ω dihubungkan ke sumber tegangan 12 V. Berapa kuat arus dan dayanya?

Pembahasan: $I = 12 / 6 = 2$ A dan $P = V\,I = 12 \times 2 = 24$ W. Cek dengan rumus lain: $I^2 R = 2^2 \times 6 = 24$ W.

Contoh 2: rangkaian seri

Resistor 4 Ω dan 8 Ω dirangkai seri dengan sumber 6 V. Tentukan arus dan tegangan pada tiap resistor.

Pembahasan: $R_s = 4 + 8 = 12$ Ω, sehingga $I = 6 / 12 = 0{,}5$ A di kedua resistor. Tegangannya $V_1 = 0{,}5 \times 4 = 2$ V dan $V_2 = 0{,}5 \times 8 = 4$ V. Cek: $2 + 4 = 6$ V, sama dengan tegangan sumber.

Contoh 3: rangkaian paralel

Resistor 6 Ω dan 3 Ω dirangkai paralel dengan sumber 6 V. Tentukan hambatan pengganti dan arus total.

Pembahasan: $\dfrac{1}{R_p} = \dfrac16 + \dfrac13 = \dfrac36$, sehingga $R_p = 2$ Ω dan arus total $I = 6 / 2 = 3$ A. Cek per cabang: $6/6 = 1$ A dan $6/3 = 2$ A, jumlahnya 3 A.

Contoh 4: energi listrik selama beberapa menit

Resistor 10 Ω diberi tegangan tetap 5 V selama 5 menit. Berapa energi listrik yang diterimanya?

Pembahasan: $I = 5 / 10 = 0{,}5$ A dan $P = 5 \times 0{,}5 = 2{,}5$ W. Waktu $t = 5 \times 60 = 300$ s, sehingga $W = 2{,}5 \times 300 = 750$ J.

Kesalahan yang Sering Terjadi

Ringkasan

• Hukum Ohm: $V = I\,R$ untuk penghantar ohmik pada suhu tetap.
• Seri: hambatan dijumlahkan, arus sama. Paralel: kebalikan hambatan dijumlahkan, tegangan sama.
• Daya $P = VI = I^2R = V^2/R$ dan energi $W = Pt$ dengan $t$ dalam sekon.
• Jika tegangan dijadikan dua kali pada hambatan tetap, arus menjadi dua kali dan daya menjadi empat kali.

Materi Terkait

• Usaha dan Energi: konsep joule dan watt.
• Hukum Newton 2: materi fisika SMA tentang gaya dan gerak.
• Perpindahan Kalor: energi listrik pada pemanas berubah menjadi kalor.
• Lihat semua materi di halaman mapel Fisika.

Sumber belajar

• OpenStax College Physics 2e — Ohm’s Law: Resistance and Simple Circuits
• OpenStax College Physics 2e — Electric Power and Energy
• Wikipedia bahasa Indonesia — Hukum Ohm

Penjelasan dan contoh disusun ulang untuk materi ini; sumber dapat dibuka untuk belajar lebih lanjut.