Pengertian dan Cara Menghitung Hambatan Jenis Suatu Penghantar
Bila arus listrik atau elektron bebas yang mengalir di dalam suatu penghantar yang memiliki diameter (penampang) yang besar maka nilai tahanannya akan lebih rendah. Hal tersebut disebabkan karena dengan diameter yang besar maka arus listrik yang mengalir akan lebih mudah, namun apabila diameter penghantar kecil maka arus listrik yang mengalir menjadi terhambat.
Begitu pula apabila arus listrik mengalir dengan jarak yang lebih jauh maka nilai tahanan akan semakin besar, namun apabila arus listrik yang mengalir pada jarak yang lebih pendek maka nilai tahanannya juga akan semakin kecil.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa tahanan listrik dari suatu konduktor akan berbanding lurus dengan panjang dari konduktor tersebut dan akan berbanding terbalik dengan luas penampang konduktor.
Oleh sebab itu secara sistematis dapat dirumuskan dengan rumus berikut ini :
R = ρ x l/A
Keterangan :
R adalah tahanan listrik dengan satuan Ω
ρ adalah tahanan spesifik/ tahanan jenis dengan satuan Ωm
l adalah panjang konduktor dengan satuan m
A adalah luas penampang dengan satuan m2
Besarnya ρ (dibaca rho) tergantung dari besarnya hambatan spesifik dari jenis penghantar yang digunakan. Nilai hambatan spesifik dari beberapa jenis penghantar dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Contoh Soal :
Contoh 1
Berapakah nilai hambatan dari sebuah penghantar kawat tembaga (hambatan jenis 1,68 x 10 -8 Ωm) yang memiliki panjang kawat 30 m dan diameter 7 mm.
Penyelesaian :
Diketahui :
ρ = hambatan jenis 1,68 x 10 -8 Ωm
l = 30 m
D = 7 mm
Ditanya : R = .... ?
Jawab :
Langkah pertama adalah mencari terlebih dahulu dari luas penampang kawat tembaga tersebut. Luas penampang dapat dicari dengan rumus :
A = ¼ x π x D2
A = = ¼ x 22/7 x 72
A = ¼ x 22/7 x 49
A= 38,5 mm2 = 38,5 x 10-6 m2
Sehingga besar hambatan pada konduktor kawat tembaga tersebut adalah :
R = ρ x l/A
R = 1,68 x 10 -8 Ωm x 30 m / 38,5 x 10-6 m2
R = 1,309 x 10-2 Ω
Contoh 2
Berapakah nilai hambatan dari sebuah penghantar kawat besi (hambatan jenis 9,71 x 10 -8 Ωm) yang memiliki panjang kawat 20 m dan diameter 10 mm.
Penyelesaian :
Diketahui :
ρ = hambatan jenis 9,71 x 10 -8 Ωm
l = 20 m
D = 10 mm
Ditanya : R = .... ?
Jawab :
Langkah pertama adalah mencari terlebih dahulu dari luas penampang kawat besi tersebut. Luas penampang dapat dicari dengan rumus :
A = ¼ x π x D2
A = = ¼ x 3,14 x 102
A = ¼ x 3,14 x 100
A= 78,5 mm2 = 78,5 x 10-6 m2
Sehingga besar hambatan pada konduktor kawat besi tersebut adalah :
R = ρ x l/A
R = 9,71 x 10 -8 Ωm x 20 m / 78,5 x 10-6 m2
R = 2,47388 x 10-2 Ω
Contoh 3
Terdapat dua utas kawat tungsten, dimana kawat tungsten yang pertama memiliki panjang 1 meter dan memiliki nilai hambatan sebesar 10 Ω. Sedangkan kawat tungsten yang kedua memiliki panjang kawat yang sama namun memiliki diameter kawat 2 kali diameter kawat yang pertama. Berapakah nilai hambatan pada kawat tungsten yang kedua?
Penyelesaian
Diketahui
l1 = l2 = 1 m
D2 = 2 D1
R1 = 10 Ω
ρ1 = ρ2
Ditanya : R2 = ?
Jawab
Pertama-tama cari terlebih dahulu luas penampang kawat kedua dengan menggunakan rumus luas lingkaran yaitu :
A = ¼ x π x D2 maka A2 = ¼ x π x (2 D12) = ¼ xπ x D12 x 4
Sehingga, A2 = 4 A1
Untuk hambatan jenis kawat yang kedua karena keduanya terbuat dari sama-sama kawat tungsten maka hamatan jenis kedua kawat tersebut sama dan juga untuk panjang kedua kawat tersebut juga diketahui sama.
Oleh sebab itu dapat ditentukan hambatan kawat kedua dengan rumus :
ρ1 x l1 = ρ2 x l2
R1 x A1 = R2 x A2
10 Ω x A1 = R2 x 4 A1
R2 = 10 Ω x A1 / 4 A1
R2 = 10 Ω / 4 = 2,5 Ω
Belum ada Komentar untuk "Pengertian dan Cara Menghitung Hambatan Jenis Suatu Penghantar"
Posting Komentar