Hambatan Jenis : Pengertian, Rumus, Nilai dan Contoh Soalnya – Apakah itu hambatan jenis dan bagaimana cara menghitungnya? Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahasnya dan tentunya tentang hal lain yang juga melingkupinya.Mari kita simak bersama pembahasannya pada artikel di bawah ini untuk lebih dapat memahaminya.
Hambatan Jenis : Pengertian, Rumus, Nilai dan Contoh Soalnya
Hambatan adalah perlawanan suatu bahan terhadap arus listrik. Besarnya kuat arus listrik yang mengalir dalam suatu penghantar sebanding dengan beda tegangan.
Hambatan jenis adalah kecenderungan suatu bahan untuk melawan aliran arus listrik, di lambangkan dengan ρ (rho). Faktor penentu besar kecilnya nilai hambatan jenis suatu penghantar adalah bahan kawat penghantar
Kita mungkin mengira bahwa hambatan yang dimiliki oleh sebuah kawat yang tebal lebih kecil dibandingkan kawat yang tipis, karena kawat yang lebih tebal mempuyai area yang lebih luas untuk aliran elektron. Kita tentunya juga memperkirakan bahwa semakin panjang suatu penghantar, maka hambatannya juga semakin besar, karena akan ada lebih banyak penghalang untuk aliran elektron.
Bila arus listrik atau elektron bebas yang mengalir di dalam suatu penghantar yang memiliki diameter (penampang) yang besar maka nilai hambatannya 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 hambatan akan semakin besar, namun apabila arus listrik yang mengalir pada jarak yang lebih pendek maka nilai tahanannya juga akan semakin kecil.
Nilai dan Rumus Hambatan Jenis
Dari penjelasan diatas dapat disimpulkan bahwa hambatan 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 hambatan listrik dengan satuan Ω
- ρ adalah hambatan 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 jenis dari beberapa jenis penghantar dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Contoh Soal Hambatan Jenis
Soal 1
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
Kawat dalam lampu pijar memiliki hambatan 20 Ω. Bila lampu itu dipasang pada tegangan 220 volt, maka kuat arus yang mengalir dalam rangkaian itu sebesar ?
Jawab :
Diketahui bahwa :
R = 20 Ω
V = 220 volt
R = V/i
20 = 220/i
i = 220/20 = 11 A
Soal 2
Sebuah kawat tembaga panjangnya 1 m dan luas penampangnya 5 mm2. Jika pada suhu 20 oC mempunyai hambatan jenis 1,7 . 10-6 Ωm dan koefisien suhunya 4 . 10-3 oC. Berapa besar hambatan kawat tersebut?
Jawab :
Diketahui bahwa :
l = 1 m
A = 5 mm2
ρt = 1,7 . 10-6 Ωm
α = 4 . 10-3 oC
t = 20 oC
Rt = ρt . l/A
= 1,7 . 10-6 . 1/5
= 0,34 . 10-6 = 3,4 . 10-5 Ω
Soal 3
Sebuah kawat panjangnya 10 m, luas penampang 1 cm2 dan hambatan jenis 10-5 Ωm. Jika kawat terbuat dari bahan yang sama, massa yang sama dan luas penampang 2 kali kawat semula, berapa besar hambatannya?
Jawab :
Diketahui bahwa :
l = 10 m
A1 = 1 cm2 = 0,0001 m2 = 10-4 m2
A2 = 2 . 10-4 m2
ρ = 10-5 Ωm
R = ρ . l/A
=10-5 . 10/2 . 10-4
= 10-5 . 5 .104 = 0,5 Ω
Soal 4
Seutas kawat nikrom yang panjangnya 3 meter memiliki hambatan 20 ohm. Kawat nikrom kedua panjangnya sama, tetapi diamaternya ½ kali diameter kawat pertama. Berapakah hambatan kawat yang kedua?
Penyelesaian:
Diketahui:
l1 = l2 = 3 m
d2 = ½ d1
R1 = 20 Ω
ρ1 = ρ2
Ditanya: R2 = … ?
Jawab:
Karena diameter d2 = ½ d1 maka jari-jari kawat tersebut juga sama yaitu r2 = ½ r1. Cari terlebih dahulu luas penampang (A) kawat nikron yang kedua dengan menggunakan rumus luas lingkaran, yakni:
L = πr2 maka
L1 = πr2
L2 = π(½ r1)2 => L2 = ¼ πr12 => L2 = ¼L1
Jadi, A2 = ¼A1
Hambatan jenis kedua dari penghantar tersebut dapat dicari dengan menggunkan rumus:
R = ρl/A
ρl = R.A
Dalam hal ini panjang dan hambatan jenis kawat sama, oleh karena itu:
(ρl)1 = (ρl)2
R1A1 = R2A2
20 Ω A1 = R2 x ¼A1
R2 = 4 x 20 Ω
R2 = 80 Ω
Demikianlah ulasan dari Seputarpengetahuan.co.id tentang Hambatan Jenis : Pengertian, Rumus, Nilai dan Contoh Soalnya, semoga dapat menambah wawasan dan pengetahuan kalian. Terimakasih telah berkunjung dan jangan lupa untuk membaca artikel lainnya.
Daftar Isi
