Hukum Ohm

Georg Ohm menerbitkan hukumnya pada tahun 1827, dan hukum ini tetap menjadi hubungan terpenting dalam teknik elektro. Rumus V = I × R menyatakan bahwa tegangan sama dengan arus dikalikan hambatan. Jika Anda melipatgandakan resistansi sambil mempertahankan tegangan konstan, arus akan turun setengahnya. Jika Anda melipatgandakan tegangan sambil menjaga resistansi tetap konstan, arus akan berlipat ganda. Hubungan proporsional ini berarti bahwa setiap perubahan dalam suatu rangkaian akan memberikan dampak yang dapat diprediksi pada perubahan lainnya.

Ahli listrik menggunakan hubungan ini setiap kali mereka mengukur ukuran kawat. Kabel yang lebih besar memiliki resistansi per kaki yang lebih rendah, sehingga mengurangi penurunan tegangan pada kabel yang panjang. Sirkuit 20-amp yang dijalankan dengan kabel 12 AWG sepanjang 100 kaki menurunkan tegangan secara signifikan lebih sedikit dibandingkan sirkuit yang sama yang dijalankan dengan kabel 14 AWG — perbedaan yang penting untuk kinerja motor dan konsistensi pencahayaan di ujung jauh. Para penghobi menerapkan Hukum Ohm saat menghitung nilai resistor yang diperlukan untuk membatasi arus yang melalui sebuah LED agar tidak langsung terbakar saat dihubungkan ke sumber listrik 5 volt.

Persamaan daya P = V × I memperluas Hukum Ohm pada konsumsi energi. Dikombinasikan dengan V = IR, Anda dapat menyatakan daya sebagai P = I² × R atau P = V² / R, yang memungkinkan Anda menghitung salah satu dari empat besaran listrik — tegangan, arus, hambatan, atau daya — dari dua nilai yang diketahui. Inilah sebabnya kalkulator menerima dua dari empat masukan dan segera menyelesaikan dua masukan lainnya secara bersamaan.

Teknisi HVAC mendiagnosis elemen pemanas yang rusak dengan mengukur resistansi menggunakan multimeter dan membandingkan hasilnya dengan peringkat daya yang tertera pada papan nama. Elemen 240 volt dan 5.000 watt harus berukuran sekitar 240² ÷ 5.000 = 11,5 ohm. Jika nilai terukur menyimpang secara signifikan, elemen tersebut rusak dan perlu diganti. Teknik yang sama berlaku untuk mendiagnosis pemanas air listrik, elemen pemanas pengering, dan pemanas alas tiang listrik. Tidak diperlukan peralatan pengujian khusus selain multimeter digital dasar yang tersedia di toko perangkat keras mana pun.

Hukum Ohm berlaku ketat pada beban resistif (ohmik) — komponen yang rasio tegangan terhadap arusnya tetap konstan berapa pun tegangan yang diberikan. Kebanyakan konduktor logam dan resistor karbon atau film logam standar berperilaku ohmik pada suhu pengoperasian normal. Komponen seperti dioda, transistor, dan LED memiliki karakteristik tegangan-arus non-linier: dioda hampir tidak menghantarkan arus di bawah ambang batas tegangan majunya, kemudian mengalirkan arus dengan sangat cepat setelah ambang batas terlampaui. Hukum Ohm saja tidak dapat menggambarkan perilaku non-linier ini secara akurat.

Untuk rangkaian AC, resistansi digantikan oleh impedansi (Z), yang menggabungkan resistansi dan reaktansi dari induktor dan kapasitor. Hubungan V = I × Z masih berlaku, tetapi Z adalah bilangan kompleks yang bervariasi menurut frekuensi sinyal. Motor atau trafo berperilaku sangat berbeda dari beban resistif murni karena reaktansi induktif berubah seiring dengan frekuensi. Kalkulator ini berfokus pada sirkuit DC dan sirkuit AC dengan beban resistif murni — untuk beban induktif atau kapasitif, lihat kalkulator impedansi atau teks referensi teknik kelistrikan.