Empat Pilar – Pengertian Tahanan Listrik (Resistivitas), dan Rumusnya. Artikel ini menjelaskan Pengertian Tahanan Listrik secara mendalam, beserta dengan konsep, jenis-jenis, dan pentingnya memahami tahanan listrik dalam kehidupan sehari-hari.
Apa sih, Pengertian Tahanan Listrik itu? Nah, dalam artikel ini, kita akan menggali lebih dalam tentang konsep dasar tahanan listrik, mengapa itu penting, serta bagaimana kita bisa mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari. Jadi, mari kita mulai petualangan kita dalam dunia listrik yang menakjubkan ini!
Pengertian Tahanan Listrik (Resistivitas)
Tahanan listrik adalah ukuran ketahanan dari bahan tertentu untuk menghantarkan arus listrik dengan cara tertentu.
Tahanan juga dapat disebut sebagai resistivitas volume atau hambatan listrik spesifik, namun istilah ini kurang umum.
Meskipun semua bahan dapat menghambat aliran arus listrik, beberapa bahan memiliki kemampuan yang lebih baik dalam melakukan itu daripada bahan lainnya.
Tahanan adalah angka yang memungkinkan perbandingan cara bahan-bahan yang berbeda mengizinkan atau menahan aliran arus.
Untuk membuat resistivitas bermakna, unit spesifik digunakan dan ada rumus untuk menghitungnya dan menghubungkannya dengan hambatan dalam Ohm untuk ukuran bahan tertentu.
Bahan yang mudah menghantarkan arus listrik disebut konduktor dan memiliki resistivitas yang rendah. Bahan yang tidak mudah menghantarkan listrik disebut isolator dan memiliki resistivitas yang tinggi.
Tahanan dari berbagai bahan sangat penting dalam memilih bahan yang digunakan untuk kabel listrik, banyak komponen elektronik seperti resistor, sirkuit terpadu (integrated circuit), dan lain-lain.
Resistivitas listrik dari sampel bahan juga dapat disebut sebagai resistansi listrik spesifik. Ini adalah ukuran seberapa kuat bahan menentang aliran arus listrik.
Resistivitas suatu bahan adalah resistansi kubus dari bahan tersebut yang memiliki satu sisi yang memiliki panjang satuan, dengan pengertian bahwa arus mengalir normal ke permukaan yang berlawanan dan didistribusikan secara merata di atasnya.
Tahanan listrik dinyatakan sebagai tahanan per satuan panjang dan per satuan luas penampang pada suhu tertentu.
Rumus Tahanan Listrik (Resistivitas)
Setelah memahami Pengertian Tahanan Listrik, selanjutnya tahanan atau resistivitas suatu bahan didefinisikan sebagai besarnya medan listrik yang diperlukan untuk menghasilkan kerapatan arus tertentu pada bahan tersebut. Ada rumus untuk menghitung resistivitas listrik, yaitu:
ρ = E / J
Di mana:
- ρ adalah resistivitas material dalam ohm meter, Ω⋅m
- E adalah besarnya medan listrik dalam volt per meter, V⋅m ^ -1
- J adalah besarnya kerapatan arus dalam ampere per meter persegi, A ^m ^ -2
Banyak resistor dan konduktor memiliki penampang seragam yang memungkinkan aliran arus listrik yang seragam.
Oleh karena itu, ada rumus atau persamaan resistivitas listrik yang lebih spesifik dan lebih umum digunakan, yaitu:
R = ρ * l / A
Di mana:
- R adalah hambatan listrik dari sampel bahan seragam yang diukur dalam ohm
- l adalah panjang sampel bahan yang diukur dalam meter, m
- A adalah luas penampang sampel bahan yang diukur dalam meter persegi, m ^ 2
Dapat dilihat dari persamaan tersebut bahwa resistansi dapat diubah dengan memvariasikan beberapa parameter yang berbeda.
Misalnya, dengan mempertahankan resistivitas bahan konstan, resistansi sampel dapat ditingkatkan dengan menambah panjangnya atau mengurangi luas penampangnya.
Juga dapat dilihat dari persamaan resistivitas bahwa peningkatan resistivitas material akan meningkatkan resistansi dengan asumsi dimensi yang sama. Sebaliknya, penurunan resistivitas akan mengurangi resistansi.
Nilai Resistivitas
Sudah memahami Pengertian Tahanan Listrik? Selanjutnya nilai resistivitas tidak selalu konstan, tetapi dapat berubah tergantung pada beberapa faktor, antara lain:
1. Ukuran
Ukuran konduktor memengaruhi resistivitasnya. Semakin besar diameter konduktor, semakin banyak elektron yang dapat melewatinya, sehingga resistivitasnya semakin kecil. Sebaliknya, semakin kecil ukuran konduktor, semakin besar resistivitasnya.
2. Panjang
Panjang konduktor juga memengaruhi resistivitasnya. Semakin panjang konduktor, semakin banyak elektron yang harus melewatinya, sehingga resistivitasnya semakin besar.
Dalam menghitung resistansi, perlu memperhitungkan panjang dan ukuran konduktor, karena semakin panjang dan semakin kecil ukuran konduktor, maka resistivitasnya semakin besar dan sebaliknya.
Kegagalan dalam menghitung beban peralatan yang digunakan dapat menyebabkan konduktor terlalu panas dan menyebabkan kebakaran.
3. Suhu
Suhu juga memengaruhi resistivitas konduktor. Setiap bahan memiliki koefisien suhu resistansi yang berbeda. Resistivitas tembaga, misalnya, meningkat ketika dipanaskan, tergantung pada koefisien suhu resistansi tembaga.
4. Korosi
Korosi atau pembentukan karat pada konduktor dapat signifikan meningkatkan beban. Hal ini disebabkan oleh pengaruh lingkungan, seperti kelembaban, garam, kotoran, dan sebagainya.
Oleh karena itu, disarankan untuk mengisolasi dan melindungi semua koneksi, terminal, lilitan, dan memasang perlindungan untuk peralatan luar ruangan. Juga, perlu mengganti kabel atau konduktor yang rusak secara tepat waktu untuk mencegah korosi.
Satuan Tahanan Listrik (Resistivitas)
Satuan dari tahanan listrik adalah ohm⋅meter (Ω⋅m), yang biasanya dilambangkan dengan huruf Yunani ρ, rho.
Meskipun satuan resistivitas SI adalah ohm meter, seringkali angka-angka tersebut dijelaskan dalam satuan ohm centimeter, Ω⋅cm.
Sebagai contoh, jika sebuah kubus padat bahan memiliki dimensi 1 m ^ 3 dan memiliki kontak lembaran pada dua sisi yang berlawanan yang tidak menimbulkan resistansi sendiri, dan resistansi antara kedua kontak adalah 1 Ω, maka resistivitas material tersebut akan disebut sebagai 1 Ω⋅m.
Tingkat Tahanan (Resistivitas) Material
Material dapat dikategorikan berdasarkan tingkat resistivitasnya. Berikut adalah ringkasan dalam tabel:
| Jenis Material | Resistivitas |
|---|---|
| Elektrolit | Variable* |
| Insulator | ~10^16 |
| Metal | ~10^-8 |
| Semikonduktor | Variable* |
| Superkonduktor |
Ringkasan tersebut menunjukkan bahwa tingkat konduktivitas semikonduktor sangat dipengaruhi oleh tingkat doping. Dengan adanya pembawa muatan doping, resistivitas semikonduktor dapat menurun secara dramatis. Demikian pula, tingkat resistivitas elektrolit sangat bervariasi tergantung pada jenis elektrolit dan kondisi lingkungan.
Implikasi Praktis Dari Tahanan (Resistivitas)
Setelah mengetahui Pengertian Tahanan Listrik, Selanjutnya tahanan bahan sangat penting dalam memilih bahan yang tepat untuk digunakan di tempat yang tepat dalam komponen listrik dan elektronik.
Bahan yang digunakan sebagai konduktor, seperti pada kabel penghubung listrik, perlu memiliki tingkat resistivitas yang rendah.
Ini berarti bahwa untuk area penampang yang diberikan, resistansi kawat harus rendah. Pemilihan bahan yang tepat tergantung pada pengetahuan sifat-sifatnya, salah satunya adalah resistivitasnya.
Sebagai contoh, tembaga adalah konduktor yang baik karena memberikan tingkat resistivitas yang rendah, biayanya tidak terlalu tinggi, dan juga menyediakan karakteristik fisik lainnya yang berguna dalam banyak aplikasi listrik dan elektronik.
Resistivitas tembaga adalah sekitar 1,7 x 10^-8 ohm meter (atau 17. nΩm), meskipun angka ini dapat sedikit berbeda tergantung pada tingkat kemurnian tembaga.
Bahan lain, seperti aluminium, juga memberikan tingkat resistivitas yang rendah dan ideal untuk digunakan sebagai kabel dan kawat listrik.
Perak dan emas memiliki nilai resistivitas yang rendah, tetapi karena harganya jauh lebih mahal, mereka tidak banyak digunakan.
Namun, perak kadang-kadang digunakan untuk pelat kabel di mana resistivitas rendah sangat penting, dan flashing emas digunakan untuk permukaan kawin dari banyak konektor elektronik untuk memastikan kontak terbaik. Emas juga baik untuk konektor listrik karena tidak menodai atau mengoksidasi seperti logam lainnya.
Di sisi lain, bahan yang bertindak sebagai isolator harus memiliki resistansi yang sangat tinggi, sehingga arus listrik dapat dibawa sekecil mungkin.
Contohnya adalah udara dengan resistivitas lebih dari 1,5 x 10^14, yang jauh lebih tinggi dari resistivitas tembaga.
Tahanan listrik juga penting dalam banyak komponen elektronik lainnya, seperti resistor. Resistivitas bahan yang digunakan dalam resistor adalah kunci untuk membuat resistor memiliki resistansi yang tepat.
Tahanan juga penting dalam komponen elektronik lainnya, seperti sirkuit terpadu. Resistivitas bahan dalam chip sangat penting karena beberapa area perlu memiliki resistansi yang sangat rendah dan dapat menghubungkan area IC yang berbeda secara internal, sedangkan material lain perlu mengisolasi area yang berbeda.
Tahanan adalah kunci dalam banyak bidang komponen elektronik dan listrik. Tahanan listrik adalah parameter kunci untuk memilih material yang akan digunakan dalam sistem listrik dan elektronik.
Zat-zat dengan resistivitas listrik yang tinggi disebut isolator dan dapat digunakan untuk tujuan ini, sedangkan zat dengan tingkat resistivitas listrik yang rendah adalah konduktor yang baik dan dapat digunakan dalam sejumlah aplikasi, mulai dari kawat hingga koneksi listrik dan banyak lagi.
Penutup
Dalam penutup artikel ini, kita telah menggali lebih dalam mengenai pengertian tahanan listrik atau resistivitas dan rumus yang digunakan untuk menghitungnya.
Resistivitas adalah sifat bahan yang menggambarkan seberapa besar bahan tersebut dapat menghambat aliran arus listrik.
Rumus untuk menghitung resistivitas, R = ρ × (L / A), merupakan alat penting dalam dunia elektronika dan teknologi yang memungkinkan kita untuk merancang dan mengoptimalkan berbagai perangkat dan sistem.
Dengan memahami konsep resistivitas, kita mampu menilai karakteristik bahan dalam menghantarkan listrik serta merancang sistem yang lebih efisien dan aman.
Semoga artikel dari empatpilar.com mengenai Pengertian Tahanan Listrik ini telah memberikan pengetahuan yang bermanfaat mengenai tahanan listrik dan rumusnya, serta mendorong pembaca untuk terus mengeksplorasi dunia ilmu pengetahuan dan teknologi. Kata Pencarian Terpopulerhttps://www empatpilar com/pengertian-tahanan-listrik/
