Hukum Ohm

Dalam banyak bahan , kepadatan arus linear tergantung pada medan listrik eksternal

J = σE                                                                                 (1)
mana σ disebut konduktivitas material. Persamaan di atas dikenal sebagai (Mikroskopis) hukum Ohm. Sebuah bahan/materi yang mematuhi hubungan ini dikatakan bahan ohmic ; jika tidak disebut bahan yang non-ohmik. Karena

maka konduktivitas dapat dinyatakan sebagai

Untuk mendapatkan bentuk yang lebih berguna dari hukum Ohm untuk aplikasi praktis, pertimbangkan segmen kawat lurus panjang l dan luas penampang A, seperti yang ditunjukkan pada gambar (1).

Gambar 1: Konduktor yang dipasang beda potensial di kedua ujungnya akan menimbulkan medan listrik E dan kuat arus I

Misalnya perbedaan potensial ΔV = V_b – V_a, dipasang pada kedua ujung kawat dan menimbulkan medan listrik sebesar E dan kuat arus I. Asumsikan E adalah seragam, maka

Besarnya kerapatan arus kemudian dapat ditulis sebagai

Dengan J = I/A, perbedaan potensial menjadi

Di mana hambatan listrik diberikan oleh

Persamaan

ΔV = IR                                                                               (7)

Persamaan ini merupakan ” makroskopik ” versi hukum Ohm. Satuan SI dari R adalah ohm [Ω], (simbol  Yunani, di baca:Omega), di mana 

Sekali lagi, bahan yang mematuhi hubungan di atas (persamaan 8) adalah ohmic, dan non-ohmik jika hubungan ini tidak dipatuhi. Kebanyakan logam, dengan konduktivitas yang baik dan resistivitas rendah, ohmic. Kita akan fokus membahas terutama pada bahan ohmik.

Gambar 2: kanan, grafik bahan yang mematuhi hukum Ohm dan kiri, grafik bahan yang tidak mematuhi hukum Ohm

Resistivitas (hambat jenis), ρ bahan didefinisikan sebagai kebalikan dari konduktivitas, 

Dari persamaan di atas, kita melihat bahwa ρ dan I dapat memiliki hubungan dengan hambatan, R dari sebuah bahan diberikan oleh

Atau

Resistivitas bahan benar-benar bervariasi terhadap temperatur T. Untuk logam, variasinya adalah linier sampai suhu T:

Di mana α adalah koefisien temperatur dari resistivitas. Nilai-nilai khas dari ρ, σ dan α( Pada 20°C) untuk berbagai jenis bahan yang diberikan dalam Tabel di bawah ini.

Share :