Bahan Ajar Hukum Ohm dan Rangkaian Hambatan

BAHAN AJAR

Satuan Pendidikan : SMAN 20 GARUT
Kelas/ Semester : XII/ Ganjil
Materi : Rangkaian Arus Searah

Kompetensi Dasar :

1.1 Menganalisis prinsip kerja peralatan listrik searah (DC)
berikut keselamatannya dalam kehidupan sehari-hari

1.1 Melakukan percobaan prinsip kerja rangkaian listrik
searah (DC) dengan metode ilmiah berikut presentasi
hasil percobaan

Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK) Kunci :

3.1.1 Menganalisis hubungan antara beda potensial listrik
dengan kuat arus listrik pada resistor (hukum Ohm)

3.1.2 Menganalisis hubungan arus dan beda potensial
pada rangkaian resistor seri dan paralel

4.1.1 Melakukan percobaan hukum Ohm pada rangkaian
listrik arus searah (DC)

4.1.2 Mempresentasikan laporan hasil percobaan hukum
Ohm pada rangkaian listrik arus searah (DC)

4.1.3 Melakukan percobaan rangkaian seri paralel resistor
pada rangkaian listrik arus searah (DC)

4.1.4 Mempresentasikan laporan hasil percobaan
rangkaian seri paralel resistor pada rangkaian listrik
arus searah (DC)

PETUNJUK BELAJAR

Sebelum peserta didik menggunakan bahan ajar
ini, peserta didik perlu membaca bagian petunjuk ini.
Mengapa diperlukan? Ibarat peserta didik sedang berlibur
di tempat wisata, tentunya ingin memanfaatkan fasilitas
yang ada di tempat wisata tersebut bukan? Tentunya, agar
tujuan tersebut tercapai anda akan membaca peta di mana
fasilitas itu berada. Begitu juga dengan bahan ajar ini. Jika
anda ingin memperoleh manfaat yang maksimal dari
modul ini tentu merupakan tindakan yang bijak jika Anda
benar-benar memerhatikan dan memahami bagian
petunjuk penggunaan modul ini.

Fitur mari kita cari tahu ini berisi permasalahan
atau percobaan yang perlu untuk dicari jawabannya atau
untuk mencari pengetahuan tambahan terkait materi yang
dipelajari. Fitur mari kita tahu ini berisi suatu masalah
yang berkaitan dengan konsep yang perlu untuk
dipecahkan bersama teman dan guru. Fitur ini dapat
melatih peserta didik dalam mengungkapkan pendapat
atau berkomunikasi dan memecahkan masalah. Fitur
rangkuman ini berisi ringkasan materi dari bab yang telah
dipelajari.

Hukum Ohm

Georg Simon Ohm
(Sumber : https://alchetron.com/)

Pada rangkaian listrik tertutup, terjadi aliran arus
listrik. Arus listrik mengalir karena adanya beda potensial
antara dua titik pada suatu penghantar, seperti pada
lampu senter, radio, dan televisi. Alat-alat tersebut dapat
menyala (berfungsi) karena adanya aliran listrik dari
sumber tegangan yang dihubungkan dengan peralatan
tersebut sehingga menghasilkan beda potensial.

Orang pertama yang menyelidiki hubungan antara
kuat arus listrik dengan beda potensial pada suatu
penghantar adalah Georg Simon Ohm, ahli fisika dari
Jerman.Ohm berhasil menemukan hubungan secara
matematis antara kuat arus listrik dan beda potensial,
yang kemudian dikenal sebagai Hukum Ohm. Untuk
mengetahui hubungan tersebut.

Kalian ketahui bahwa makin besar beda potensial
yang ditimbulkan, maka kuat arus yang mengalir makin
besar pula. Besarnya perbandingan antara beda potensial
dan kuat arus listrik selalu sama (konstan). Jadi, beda
potensial sebanding dengan kuat arus (V~I). Secara
matematis dapat Kalian tuliskan V= m × I, m adalah
konstanta perbandingan antara beda potensial dengan
kuat arus. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar grafik
berikut!

Gambar 1. Grafik Hubungan Antara Kuat Arus Dengan Beda potensial

Berdasarkan grafik di atas, nilai m dapat Kalian
peroleh dengan persamaan = ∆ . Nilai m yang tetap ini

∆

kemudian didefinisikan sebagai besaran hambatan listrik
yang dilambangkan R dan diberi satuan ohm ( ), untuk
menghargai George Simon Ohm. Jadi, persamaan tersebut
dapat dituliskan sebagai berikut.

= atau =



Keterangan:
V : beda potensial atau tegangan (V)
I : kuat arus (A)
R : hambatan listrik (Ω)

Persamaan di atas dikenal sebagai Hukum Ohm, yang
berbunyi “Kuat arus yang mengalir pada suatu penghantar
sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujung
penghantar itu dengan syarat suhunya konstan/tetap.”

Pada kehidupan sehari-hari, kadang kita menemukan
sebuah alat listrik yang bertuliskan 220V/2A. Tulisan
tersebut dibuat bukan tanpa tujuan. Tulisan tersebut
menginformasikan bahwa alat tersebut akan bekerja
optimal dan tahan lama (awet) ketika dipasang pada
tegangan 220V dan kuat arus 2A. Bagaimana kalau
dipasang pada tegangan yang lebih tinggi atau lebih
rendah? Misalnya, ada 2 lampu yang bertuliskan 220V/2A,
masing-masing dipasang pada tegangan 440V dan 55V.
Apa yang terjadi?

Gambar 2. Bola lampu yang bertuliskan 220V/2A

Tulisan 220V/2A menunjukkan bahwa lampu

tersebut mempunyai hambatan sebesar = 220 = 110 Ω.
2

Jadi, arus listrik yang diperbolehkan mengalir sebesar 2A

dan tegangannya sebesar 220V. Jika dipasang pada

tegangan 440V, maka akan mengakibatkan kenaikan arus

menjadi = = 440 = 4 . Arus sebesar ini mengakibatkan

110 Ω

lampu tersebut bersinar sangat terang tetapi tidak lama

kemudian menjadi putus/rusak. Begitu juga apabila

lampu tersebut dipasang pada tegangan 55V, maka arus

akan mengalami penurunan menjadi = = 55 = 0,5 .
110 Ω

Arus yang kecil ini mengakibatkan lampu menjadi redup

(tidak terang). Oleh karena itu, perhatikan selalu petunjuk

penggunaan apabila menggunakan alat-alat listrik.

Mari kita cari tahu!

Sebelum kita melakukan percobaan praktikum, bisa
melihat dulu video penggunaan Virtual Lab PHet berikut
ini!

Link : https://youtu.be/12mTxeKuUps

Tujuan
1. Mengukur beda potensial pada resistor
2. Mengukur arus pada resistor
3. Menganalisis hubungan antara beda potensial listrik

dengan kuat arus listrik pada resistor
Alat dan Bahan:
1. Laptop atau Smartphone
2. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD)
3. Virtual Lab: https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-

construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-
dc-virtual-lab_in.html

Permasalahan
Dengan menggunakan alat-alat yang tersedia di dalam
laboratorium virtual PhET berupa lampu (hambatan), batu
baterai, amperemeter, voltmeter, dan kabel penghubung,
rangkaian tertutup sederhana. Jika hambatan dalam
rangkaian tersebut anda buat tetap sedangkan sumber
tegangan yang anda pasang diubah-ubah nilainya, maka
apa yang akan terjadi pada kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian tersebut?
Tuliskan dugaan anda :

Langkah percobaan
1. Buka aplikasi virtual lab di smartphone atau di laptop :

https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-
dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-
lab_in.html

2. Buatlah rangkaian seperti pada gambar

3. Pasanglah amperemeter (secara seri) dan voltmeter
(secara paralel) seperti pada gambar

4. Hambatan lampu pada rangkaian tersebut buat tetap
sedangkan sumber tegangan yang anda pasang
diubah-ubah nilainya, catat kuat arus pada
amperemeter

Tabel Percobaan
(a) Nilai hambatan lampu (R): . . . . . . . Ω
No Tegangan (V) Kuat arus listrik (I)
1.
2.
3.
4.
5.

(b) Nilai hambatan lampu (R) : . . . . . . . . Ω
No Tegangan (V) Kuat arus listrik (I)
1.
2.
3.
4.
5.

Pertanyaan

1. Berdasarkan data percobaan anda, buatlah grafik
hubungan antara kuat arus (I) dan tegangan (V), yang

memiliki gradien untuk masing-masing hambatan!

a. Nilai hambatan lampu (R): . . . . . . . Ω

b. Nilai hambatan lampu (R): . . . . . . . Ω

2. Bagaimana hubungan antara kuat arus listrik (I) dan
tegangan (V) berdasarkan percobaan yang telah anda
lakukan dan grafik yang anda buat?
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................

3. Carilah nilai gradien untuk Ingat!
masing-masing grafik yang anda
buat! Gradien = ∆

∆

a. Nilai hambatan lampu (R): . . . . . . . Ω

.................................................................................

.................................................................................

b. Nilai hambatan lampu (R): . . . . . . . Ω

.................................................................................

.................................................................................

4. Setelah anda menghitung nilai gradien untuk masing-

masing grafik, Bagaimana nilai masing-masing dari

atau dari grafik yang anda buat? Apakah mendekati
nilai hambatan yang anda pasang?
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................

5. Bagaimana hubungan antara tegangan (V), kuat arus
listrik (I) dan hambatan listrik (R) berdasarkan
percobaan yang telah anda lakukan?
......................................................................................

......................................................................................

.....................................................................................

6. Bagaimana perumusan hukum ohm dari percobaan

yang telah anda lakukan?

......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................

Kesimpulan
1. Berdasarkan hasil percobaan menggunakan virtual

laboratory PhET yang telah anda lakukan, apakah

dugaan anda diterima?

......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
.....................................................................................

2. Berikan kesimpulan berupa rumus beserta penjelasan

berdasarkan hasil percobaan dan diskusi yang telah

anda lakukan!

......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................

Hambatan
Listrik

Berdasarkan persamaan hukum Ohm, hambatan
listrik dapat didefinisikan sebagai hasil bagi beda
potensial antara ujung-ujung penghantar dengan kuat
arus yang mengalir pada penghantar tersebut. Untuk
mengenang jasa George Simon Ohm, namanya dipakai
sebagai satuan hambatan listrik, yaitu ohm Suatu
penghantar dikatakan mempunyai hambatan satu ohm
apabila dalam penghantar tersebut mengalir arus listrik
sebesar satu ampere yang disebabkan adanya beda
potensial di antara ujung-ujung penghantar sebesar satu
volt.

Kalian telah dapat mengukur besar kuat arus
maupun beda potensial pada suatu penghantar.
Sekarang, bagaimana caranya mengukur besar hambatan
listrik? Untuk mengukur hambatan listrik ada dua cara,
yaitu secara langsung dan tidak langsung.

Untuk mengukur hambatan dengan mengguna-kan
multimeter, terlebih dahulu kita putar sakelar pilih pada
multimeter ke arah yang bertkalian R. Dengan demikian,
multimeter telah berfungsi sebagai ohmmeter (pengukur
hambatan). Hubungkan ujung-ujung terminal multimeter
dengan ujung-ujung benda yang akan diukur
hambatannya, kemudian perhatikan skala yang
ditunjukkan pada multimeter!

Gambar 3. Mengukur Hambatan Secara Langsung

Selain menggunakan multimeter, Kalian juga dapat
menggabungkan voltmeter dan amperemeter secara
bersama-sama pada rangkaian listrik yang diukur
hambatannya. Voltmeter dipasang secara paralel,
sedangkan amperemeter dipasang seri dengan benda
yang akan diukur hambatannya.

A. Rangkaian Seri

Gambar 4. Gambar Rangkaian Seri

Pada rangkaian seri berlaku sifat-sifat sebagai
berikut:

1. Tegangan rangkaian total adalah total
penjumlahan seluruh tegangan yang melalui
hambatan (V =V1 + V2 + ...+Vn).

2. Kuat arus listrik rangkaian di seluruh bagian sama
besar (I = I1 = I2 =...= In).

3. Susunan seri bertujuan untuk memperbesar
hambatan suatu rangkaian. Jumlah hambatan
atau nilai hambatan pengganti dari resistor yang
disusun seri adalah penjumlahan seluruh nilai
hambatan (Rs = R1 + R2 + ...+ Rn).

4. Jika salah satu komponen rangkaian listrik seri
diputus maka arus listrik akan terhenti.

B. Rangkaian Paralel

Gambar 5. Gambar Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik dengan

hambatan disusun secara bertingkat atau bercabang.

Pada rangkaian paralel berlaku sifat-sifat sebagai

berikut:

1. Tegangan di seluruh resistor dan tegangan total

sama besar. (V = V1 = V2 = ...=V3)

2. Kuat arus total rangkaian adalah penjumlahan

dari seluruh arus listrik yang mengalir ke setiap

hambatan. (I = I1 + I2 +...+ I3)

3. Susunan paralel bertujuan untuk memperkecil

hambatan suatu rangkaian. Nilai hambatan

pengganti atau hambatan total rangkaian paralel

dapat ditentukan dengan persamaan:

1 11 1
= 1 + 2 + ⋯ +

4. Jika salah satu komponen listrik pada rangkaian

paralel diputus maka arus listrik masih dapat

mengalir melalui cabang rangkaian listrik yang

lain.

RANGKUMAN

1. Hukum Ohm, berbunyi “Kuat arus yang mengalir pada
suatu penghantar sebanding dengan beda potensial
antara ujung-ujung penghantar itu dengan syarat
suhunya konstan/tetap.”

2. Hukum Ohm dapat dituliskan sebagai berikut.

= atau =



Keterangan:
V : beda potensial atau tegangan (V)
I : kuat arus (A)
R : hambatan listrik (Ω)

3. Rangkaian seri

Jika salah satu komponen rangkaian listrik seri
diputus maka arus listrik akan terhenti
V =V1 + V2 + ...+Vn
I = I1 = I2 =...= In
Rs = R1 + R2 + ...+ Rn

4. Rangkaian paralel

Jika salah satu komponen listrik pada rangkaian
paralel diputus maka arus listrik masih dapat
mengalir melalui cabang rangkaian listrik yang
lain.
V = V1 = V2 = ...=Vn

I = I1 + I2 +...+ In

1 = 1 + 1 +⋯+ 1
1 2

LATIHAN SOAL

1. Perhatikan pernyataan di bawah ini!

(1) Kuat arus sebanding dengan hambatan

(2) Kuat arus sebanding dengan beda potensial

(3) Kuat arus berbanding terbalik dengan hambatan

(4) Beda potensial berbanding terbalik dengan

hambatan
Dari penyataan tersebut yang sesuai dengan hukum

Ohm adalah ...

A. 1, 2, 3, dan 4 D. 2 dan 3

B. 1, 2, dan 3 E. 3 dan 4

C. 2, 3 dan 4

2. Andi melakukan percobaan hukum Ohm, dari hasil
pengamatannya diperoleh seperti pada gambar!

4 Ohm

Beda potensial pada rangkaian tersebut adalah ...

A. 1 volt D. 6 volt

B. 3 volt E. 12 volt

C. 4 volt

3. Santi melakukan percobaan hukum Ohm, dari hasil
pengamatannya diperoleh seperti pada gambar!

4 Ohm

Kuat arus pada rangkaian tersebut adalah ...

A. 20 ampere D. 4 ampere

B. 16 ampere E. 2 ampere

C. 8 ampere

4. Zea melakukan percobaan Hukum Ohm di
laboratorium, didapatkan grafik antara kuat arus dan
beda potensial pada beberapa penghantar seperti

pada gambar!

Dari grafik di atas dapat disimpulkan bahwa...

A. R1 < R2 < R3 < R4 D. R4 > R3 < R2 < R1

B. R1 > R2 < R3 < R4 E. R4 > R3 > R2 < R1

C. R4 < R3 < R2 < R1

DAFTAR PUSTAKA

Prima, Eka Cahaya. 2019. Modul 5 Gelombang Optik, dan
Listrik Magnet. Jakarta : Kementerian Pendidikan
dan Kebudayaan

Kanginan, Marthen. 2018. Fisika untuk SMA/MA Kelas
XII. Jakarta : Erlangga.

Prasetyo, Aris, dkk. 2016. Fisika untuk SMA/MA XII.
Surakarta : Media Tama

Sunardi,dkk. 2016. Buku siswa Fisika untuk SMA/MA XII
kelompok peminatan. Bandung : Yrama Widya