Contoh Soal Hambatan Listrik Lengkap dengan Materi dan Pembahasannya

Contoh Soal Hambatan Listrik – Hambatan Listrik memiliki peran yang sangat penting. Sesuai dengan namanya, hambatan listrik merupakan komponen pasif yang fungsi umumnya adalah menghambat arus listrik. Disini kita akan mempelajari cara menghitung suatu hambatan listrik pada suatu rangkaian dan cara menghitung besarnya hambatan pada sebuah kawat serta hubungan hambatan terhadap suhu.

Ketika suatu komponen elektronika dialiri oleh arus listrik, maka lama kelamaan komponen tersebut akan terasa panas. Contoh ketika HP digunakan secara terus menerus, maka HP akan terasa panas. Karena HP membutuhkan daya dan arus listrik, sehingga arus akan menyebabkan komponen tersebut panas.

Baca Juga : Contoh Soal Resistor Seri, Paralel Dan Kombinasi Seri-Paralel Lengkap Dengan Konsep Dan Pembahasan

Suatu hambatan Listrik memiliki hubungan terhadap suhu. Sehingga ketika suhu resistor meningkat atau menurun, nilai hambatan resistor akan berubah dari nilai mula-mula. Besarnya perubahan nilai hambatan terhadap suhu akan kita bahas melalui ringkasan materi dan contoh soal di bawah ini.

Hukum Ohm

Hukum Ohm menyatakan bahwa besarnya arus listrik yang melalui sebuah kawat penghantar selalu berbanding lurus dengan besarnya tegangan sumber yang diberikan pada kawat penghantar tersebut.

V = I . R

Keterangan :

V adalah Beda Potensial (Volt, simbol “V”)

I adalah Kuat Arus Listrik (Ampere, simbol “A”)

R adalah Hambatan Listrik (Ohm)

Besarnya Hambatan Pada Kawat Penghantar

Sebuah kawat penghantar arus listrik seperti tembaga, memiliki nilai hambatan (Resistansi). Akan tetapi nilai hambatan ini sangat kecil. Sehingga sering sekali di abaikan. Nilai hambatan pada kawat ini dipengaruhi oleh beberapa variabel, seperti Panjang Kawat Penghantar (L), Luas penampang Kawat, Hambatan Jenis Kawat (ρ) dan perubahan suhu (∆T). Nilai hambatan jenis suatu kawat penghantar dapat di hitung menggunakan persamaan berikut:

Keterangan :
R adalah Hambatan Listrik (Ohm)
ρ adalah Hambatan Jenis Kawat (Ωm)
L adalah Panjang Kawat Penghantar (m)
A adalah lusa penampang kawat penghantar (m^2)

Hubungan Hambatan Listrik dan Suhu

Untuk mengetahui besarnya perubahan hambatan listrik terhadap suhu, maka kita dapat gunakan persamaan berikut ini

R = Ro [1 + α.ΔT]

Keterangan:
Ro adalah hambatan listrik mula-mula (Ohm)
R adalah Hambatan Listrik Setela terjadi perubahan suhu (Ohm)
α adalah koefisien suhu hambatan (C^-1) – C adalah derajat Celsius
ΔT adalah Perubahan suhu (C)

Tabel Nilai Hambatan Jenis dan Koefieisn Suhu Dari Suatu Hambatan.

Resistansi dan Daya

Daya Listrik adalah Laju hantar energi listrik dalam suatu rangkaian listrik.

Keterangan:
p adalah daya listrik (Joule/s atau Watt)

Baca Juga : Contoh Soal Resistor Seri dan Pembahasannya

Contoh 1 – Soal Hambatan Listrik

Suatu hambatan listrik dialiri oleh arus sebesar 3 A. Jika beda potensial pada kedua ujung penghambat listrik adalah 9 Volt. Tentukan besar nilai Hambatan Listrik Tersebut?

Pembahasan:
Diketahui:
I = 3 A
V = 9 Volt
Ditanya : Hambatan Listrik (R) = .....?

Gunakan Hukum Ohm
V = I.R
R = V/I
R = (9 Volt) / (3 A)
R = 3 Ohm.

Jadi, besar hambatan listrik adalah 3 Ohm

Contoh 2 – Soal Hambatan Listrik

Jika suatu Hambatan X di hubungkan pada sebuah sumber tegangan sebesar 15 Volt, maka arus yang terbaca oleh amperameter adalah 5 A. Sedangkan, jika suatu Hambatan Y dihubungkan pada sumber tegangan sebesar 20 Volt, maka arus yang terbaca adalah 2 A. Tentukan besar perbandingan Hambatan X : Y ?

Pembahasan :
Diketahu:
Hambatan X :
Vx = 15 V
Ix = 3 A
Hambatan Y:
Vy = 20 V
Iy = 2 A
Ditanya : Hambatan X : Y = ....?

Mencari Besar Hambatan X
Rx = Vx / Ix
Rx = (15 V) / ( 3 A) = 5 Ohm

Mencari Besar Hambatan Y
Ry = Vy / Iy
Ry = (20 V) / (2 A) = 10 Ohm

Maka Besar Perbandingan Hambatan X : Y adalah
Rx : Ry = 5 : 10, atau
Rx : Ry = 1 : 2

Jadi besar perbandingan Hambatan X:Y adalah 1:2

Contoh 3 – Soal Hambatan Listrik

Sebuah kawat Aluminium yang memiliki panjang 20 cm dan lusa penampang 2.10^-4 m^2. Jika diketahui hambatan jenis aluminium adalah 2,82 . 10^-8 Ωm. tentukan besarnya hambatan listrik yang dimiliki oleh kawat tersebut?

Keterangan : tanda “^” adalah pangkat. Misalnya, 10^2 artinya 10 pangkat 2.

Pembahasan:
Diketahui:
L = 20 cm = 0,2 m
A = 2.10^-4 m^2
ρ = 2,82 . 10^-8 Ωm
Ditanya : R = ...?

Gunakan persamaan hambatan pada sebuah kawat penghantar

Jadi, besarnya hambatan listrik adalah 2,82 . 10^-5 Ohm

Contoh 4 – Soal Hambatan Listrik

Sebuah kawat aluminium yang memiliki dengan luas penampang 2.10^-4 m^2 memiliki nilai hambatan sebesar 10^-4 Ohm. Jika hambatan jenis aluminium adalah 2,82 . 10^-8 Ωm. Tentukan berapa panjang kawat aluminium tersebut?

Pembahasan:
Diketahui:
A = 2.10^-4 m^2
R = 10^-4 Ohm
ρ = 2,82 . 10^-8 Ωm
Ditanya : Berapa Panjang Kawat Aluminium (L) = ....?

Gunakan persamaan hambatan pada sebuah kawat penghantar

Jadi, panjang kawat aluminium tersebut adalah 70,92 cm

Baca Juga : Contoh Soal Resistor Paralel dan Pembahasannya

Contoh 5 – Hambatan Listrik

Sebuah termometer resistansi, yang mengukur suhu dengan cara mengukur besar perubahan resistansi konduktor, terbuat dari sebuah platinum dan memiliki resistansi 50 Ohm pada suhu 20 °C. Ketika direndam dalam sebuah bejana yang mengandung indium yang meleleh, resistansinya meningkat menjadi 76,8 Ohm. Hitung titik lebur indium?

Pembahasan:
Diketahui:
Ri = 50 Ohm (Hambatan awal)
Ti = 20 °C (Suhu Awal)
Rf = 76,8 Ohm (Hambatan ketika suhu berubah)
α = 3,92 . 10^-3 °C-1 (Koefisien suhu hambatan Platinum)
Ditanya : Tf (Titik Lebur iridium atau suhu ketika dimasukkan ke dalam iridium yang meleleh) ?