Dalam fisika, hambatan adalah ukuran kecenderungan suatu bahan untuk menahan aliran arus listrik. Itu tergantung pada sifat bahan, ketebalan dan panjangnya, dan pada suhu. Resistansi rendah pada zat, seperti logam, yang merupakan konduktor yang baik, dan bahan yang tinggi, seperti plastik dan karet, yang merupakan isolator. Ketika arus listrik menemui hambatan, sebagian energinya diubah menjadi panas, dan terkadang cahaya, mengurangi arus. Fenomena ini bisa menjadi masalah, tetapi juga memiliki banyak kegunaan.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Resistensi
Resistansi dapat dianggap sebagai kebalikan dari konduktivitas, dan faktor terpenting dalam konduktivitas adalah komposisi material. Arus listrik terdiri dari aliran elektron, dan hambatan ditemui ketika ini menabrak atom. Logam memiliki banyak elektron yang terikat longgar yang memungkinkan arus mengalir dengan mudah, sedangkan non-logam tidak. Cairan yang mengandung ion – misalnya larutan garam, atau garam cair – juga merupakan konduktor yang baik, karena atom dan molekul bermuatan listrik yang bergerak ini memungkinkan arus mengalir.
Dalam sebuah kawat atau kabel, ketebalan dan panjang juga berperan. Resistensi meningkat dengan panjang, karena ada lebih banyak atom untuk bertabrakan, tetapi berkurang dengan ketebalan, seperti pada kawat yang lebih tebal ada lebih banyak elektron yang tersedia untuk membawa arus. Itu juga meningkat dengan meningkatnya suhu. Semakin rendah konduktivitas suatu bahan, semakin tinggi tegangan, atau gaya gerak listrik, yang diperlukan untuk membuat arus mengalir melaluinya.
Hukum Ohm
Hubungan antara hambatan, arus, dan tegangan dikenal sebagai hukum Ohm, yang diambil dari nama fisikawan Jerman Georg Ohm (1789-1854), yang berhasil menemukan pengaruh susunan, panjang, dan ketebalan suatu bahan terhadap besar arus yang akan mengalir. mengalir melaluinya pada tegangan tertentu. Satuan ohm juga dinamai menurut namanya. Hukum, dalam bentuknya yang biasa, menyatakan bahwa arus listrik sama dengan tegangan dibagi dengan hambatan. Persamaan fisika biasanya menggunakan huruf dan simbol untuk mengekspresikan hubungan; Hukum Ohm biasanya ditulis sebagai
I = G/R
di mana I = arus dalam ampere, V = gaya gerak listrik dalam volt dan R = hambatan dalam
ohm
. Ini berarti bahwa jika nilai untuk dua faktor ini diketahui, nilai yang lain dapat ditemukan. Persamaan tersebut dapat ditulis sebagai
R = V / I
serta
V = IR
tergantung pada nilai mana yang diketahui, dan mana yang akan dihitung. Misalnya, jika gaya gerak listrik enam volt dan arus yang mengalir adalah dua amp, hambatannya adalah 3 ohm: R = V/I.
penggunaan
Fakta bahwa hambatan listrik menghasilkan panas dimanfaatkan untuk menyediakan pemanas listrik untuk rumah dan untuk memasak. Kompor listrik, oven, pemanggang, dan pemanggang roti semuanya bergantung pada fenomena ini. Dengan cara yang sama, bola lampu filamen menggunakan kawat yang sangat tipis untuk menghasilkan cahaya ketika arus mengalir melaluinya.
Perangkat yang disebut resistor digunakan untuk mengurangi amp dalam sirkuit tertentu untuk melindungi komponen halus dari kerusakan, dan sekering digunakan untuk melindungi peralatan listrik dari lonjakan arus. Ini terdiri dari kawat yang komposisi, ketebalan dan panjangnya disesuaikan untuk menghasilkan tingkat resistensi yang menyebabkan mereka meleleh dari panas yang dihasilkan ketika arus melewati nilai tertentu. Ini memutus sirkuit dan mencegah arus menyebabkan kerusakan. Mereka biasanya digunakan dalam colokan dan tersedia dalam berbagai jenis, seperti 3-amp, 5-amp dan 13-amp.
Detektor kebohongan mengandalkan fakta bahwa konduktivitas kulit manusia sangat meningkat oleh keringat, yang mengandung senyawa ionik, seperti garam. Subjek dihubungkan ke perangkat yang melewatkan arus kecil melintasi kulit dan mengukur nilainya. Idenya adalah bahwa berbohong meningkatkan jumlah keringat, yang meningkatkan konduktivitas kulit, dan menghasilkan arus yang lebih besar yang mengalir.
Kekuatan transmisi
Agar listrik dapat ditransmisikan dari stasiun pembangkit ke rumah-rumah, perlu untuk menempuh jarak yang jauh melalui saluran listrik. Ini akan membuatnya tidak praktis pada tegangan di mana listrik awalnya dihasilkan, karena terlalu banyak energi akan hilang melalui hambatan kabel. Untuk alasan ini, transformator digunakan untuk meningkatkan tegangan transmisi, meminimalkan kehilangan energi. Tegangan diturunkan lagi oleh trafo yang dekat dengan rumah-rumah yang akan disuplai.