Persamaan Hukum Ohm yang sebenarnya bukanlah V=IR

Tag: hukum ohm, penurunan rumus hukum ohm, persamaan hukum ohm.

Haloo sobat sains, bagaimana kabarnya hari ini? Sehat? (basa-basi dulu). Kali ini saya akan membagikan informasi mengenai salah satu hukum yang terkenal dalam ilmu fisika. Siapa yang tidak mengenal Hukum Ohm. Hampir semua siswa SMP pun tahu bagaimana rumus hukum ohm yang akan kita bahas. Namun di sini ada fakta menarik bahwa Persamaan Hukum Ohm sebenarnya bukanlah V=IR seperti yang kita dapatkan di SMP maupun SMA. Mengapa bisa demikian?

Seperti yang kita ketahui bahwasannya rumus hukum ohm adalah seperti rumus di atas. Memang persamaan tersebut juga benar dan bisa dibilang tidak mungkin salah. Kebanyakan guru-guru fisika di SMP dan SMA menerangkan kepada muridnya jika persamaan hukum ohm adalah V=IR. Saya dulu pas waktu jaman SMP dan SMA juga sama mengenal persamaan hukum ohm yang asli sebagai V=IR. Namun ternyata setelah saya membaca sebuah buku yang berjudul “Introduction to electrodynamics” karangan mbah Griffith, saya menemukan sebuah fakta baru bahwa ternyata persamaan hukum ohm yang asli (pertama) bukanlah seperti persamaan yang saya tulis di atas. Persamaan yang kita dapatkan di SMP tersebut sebenarnya hanya turunan dari persamaan hukum ohm yang asli.

Mungkin bagi sobat yang tidak percaya bisa membukanya sendiri di buku tersebut pada bab 7 electrodynamics. Sekalian belajar tentang elektrodinamika sobat. Tapi bukunya masih menggunakan bahasa inggris ya. Kalau kesulitan bisa ditanyakan kepada mbah google kok. Tapi bagi yang malas membacanya atau tidak mempunyai bukunya bisa menyimak artikel ini sampai selesai.

Ternyata bentuk persamaan hukum ohm yang asli adalah sebagai berikut,

Dimana J dikenal dengan rapat arus (current density). Sementara σ merupakan koefisien konduktivitas suatu medium dan f merupakan gaya persatuan muatan. Koefisien konduktifitas merupakan kebalikan dari koefisien resistivitas. Jadi untuk konduktor sempurna nilai koefisien konduktifitasnya adalah tak hingga. Sementara untuk gaya f dapat berupa gaya elektrostatik, gaya magnetostatik, ataupun kedua-duanya.

Dalam kasus umum yang terdiri dari gaya elektrostatik dak magnetostatik, kita dapat menuliskan persamaan hukum ohm menjadi,

Dengan E merupakan vektor medan listrik, v merupakan kecepatan muatan, dan B merupakan vektor medan magnet. Karena kecepatan muatan sangat kecil maka kita dapat mengabaikan suku persamaan kedua, sehingga persamaan tersebut menjadi,

Lalu bagaimana persamaan tersebut bisa menjadi persamaan hukum ohm yang kita kenal selama ini? Hal tersebut akan saya uraikan di bawah. Jadi mohon diperhatikan ya sobat. Kita asumsikan sebuah kawat resistor dengan luas penampang A dan panjang L terbuat dari material dengan koefisien konduktifitas σ. Dan beda potensial antara kedua ujungnya adalah V. Untuk lebih detailnya bisa lihat gambar di bawah ini.

Gambar 1 penampang kawat resistor

Nah berdasarkan gambar tersebut dapat kita cari berapa besarnya arus yang mengalir pada kawat resistor. Dan selanjutnya dapat kita gunakan untuk menentukan penurunan rumus hukum ohm. Di bawah ini merupakan penurunan hukum ohm dari rumus aslinya sampai rumus yang kita ketahui saat ini yaitu V=IR.

Nah penurunan rumus di atas sudah sangat detail. Perlu diingat bahwa rho merupakan koefisien resistivitas suatu penghantar yang merupakan kebalikan dari koefisien konduktivitas. Hasil akhir dari persamaan tersebut adalah V=IR yang merupakan rumus hukum ohm paling familiar di kalangan siswa.

Karena di sini tujuan kita hanya membuktikan, maka pembahasan hukum ohm pada artikel kali ini saya anggap selesai. Semoga artikel ini bisa bermanfaat bagi sobat semua.

baca juga: kontroversi energi potensial bukanlah energi atau bagaimana bunyi bisa terdengar

Posted in: materi fisika