Ohm
Satuan turunan SI · besaran: hambatan listrik
01 · Definisi
Satu ohm adalah hambatan sepenggal jalur yang padanya arus satu ampere menimbulkan jatuh tegangan satu volt. Besaran ini dihuni dari kedua sisi: kawat tembaga berpenampang satu milimeter persegi memberi 17 miliohm per meter, kumparan pemanas puluhan ohm, resistor pada papan dari satuan sampai megaohm, dan isolasi gigaohm. Hambatan bergantung pada bahan, bentuk, dan suhu: pada logam ia naik saat memanas, pada semikonduktor turun, dan pada superkonduktor di bawah suhu kritis menjadi nol tepat.
Hambatan sebuah penghantar tersusun dari tiga hal: hambatan jenis bahan, panjang, dan luas penampang. Dua kali lebih panjang berarti dua kali lebih besar; dua kali lebih tebal pada garis tengah berarti empat kali lebih kecil, sebab luas tumbuh sebagai kuadrat. Rentang nilainya di alam lebih lebar daripada besaran listrik mana pun: antara tembaga dan kaca kuarsa terbentang dua puluh empat orde. Hukum Ohm pun jauh dari selalu berlaku: ia benar untuk logam pada suhu tetap, tetapi tidak untuk dioda, lampu pijar, atau lucutan dalam gas, yang hambatannya bergantung pada arus itu sendiri.
Garis lurus pada grafik hanya diperoleh pada resistor logam bersuhu tetap. Kawat pijar lampu memanas bersama arus, hambatannya naik sepuluh kali lipat, dan kurva melengkung ke bawah. Dioda sama sekali tidak menghantarkan sampai tegangan mencapai ambang, sesudah itu arus tumbuh secara eksponensial. Lucutan dalam gas berperilaku lebih aneh lagi: ia punya bagian berhambatan negatif, tempat arus yang naik disertai tegangan yang turun — dan justru karena itulah lampu neon memerlukan ballast yang membatasi arus.
02 · Konversi
Masukkan sebuah hambatan — lembar ini akan membaliknya menjadi daya hantar
Siemens adalah ohm terbalik, dan tabel membalik besarannya alih-alih mengalikannya. Ohm-ohm lama berbeda dari ohm sekarang sebesar pecahan satu persen, tetapi itu sudah cukup untuk membuat perhitungan telegraf antarnegara berselisih.
Nilai resistor disandikan dengan gelang warna, sebab pada komponen sebesar butir beras tak ada tempat mencetak angka, sedangkan gelang terbaca dari sisi mana pun. Dua gelang pertama memberi angka penting, yang ketiga pengali, yang keempat toleransi. Nilainya sendiri pun tidak diambil berurutan melainkan dari deret E24: dua puluh empat nilai tiap dekade, dipilih agar dua nilai bertetangga berbeda sekitar sepuluh persen dan pita toleransinya saling bertindih.
| Satuan | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| Ω | ohm, satuan SI | 1 | satuan awal lembar ini |
| mΩ | miliohm | 1000 | di tempat hambatan menjadi pengganggu |
| µΩ | mikroohm | 1000000 | diukur dengan sambungan empat kawat |
| kΩ | kiloohm | 0,001 | bagian skala yang paling dihuni |
| MΩ | megaohm | 10⁻⁶ | di atasnya mulailah isolasi |
| GΩ | gigaohm | 10⁻⁹ | arus sebesar ini tak lagi terukur oleh alat biasa |
| S | siemens, daya hantar | 1 | besaran kebalikan, bukan satuan lain |
| statΩ | ohm sistem CGS elektrostatik | 1,113·10⁻¹² | hampir sembilan ratus gigaohm dalam satu satuan |
| abΩ | abohm sistem CGS elektromagnetik | 10⁹ | semiliar kali lebih kecil daripada ohm |
| Ω (int.) | ohm internasional 1908 | 0,9995 | kolom raksa sepanjang 106,3 cm |
| Ω₉₀ | ohm praktis 1990 | 1 | berbeda sebesar tujuh belas persemiliar |
| h/e² | hambatan kuantum | 3,874·10⁻⁵ | bilangan eksak sejak 2019 |
| Ω | ohm | 1 | satuan awal lembar ini |
Ohm dan siemens saling berkebalikan: fisika yang sama, ditulis sebagai hambatan atau sebagai daya hantar
03 · Orde besaran
dari superkonduktor sampai isolatorSatu ohm: satu meter kawat nikrom yang lebih tipis dari batang korek api
04 · Alat ukur
Hambatan diukur dengan apa
Ia mengalirkan arusnya sendiri melalui komponen dan mengukur jatuh tegangan. Ia hanya bekerja pada rangkaian yang tak dialiri: tegangan asing mengacaukan pembacaan atau merusak alat. Alat juga melihat cabang-cabang paralel rangkaian, karena itu resistor yang hendak diperiksa lebih sering dilepas solderannya.
Empat lengan dan sebuah galvanometer pada diagonal: hambatan yang diukur diseimbangkan dengan hambatan yang diketahui sampai jarum berhenti di nol. Ketelitiannya hanya bergantung pada resistor standar dan kepekaan penunjuk nol, bukan pada catu daya — dari sanalah sepersejuta pada jembatan laboratorium.
Arus dimasukkan lewat sepasang kawat dan tegangan diambil lewat pasangan lain — dan hambatan kawat serta kontaknya sendiri keluar dari hasil. Tanpa akal ini miliohm tak dapat diukur: ujung penduga multimeter saja sudah memberi sekitar sepersepuluh ohm.
Gas elektron dua dimensi dalam medan magnet kuat, pada suhu sekitar satu kelvin, memberi hambatan yang tepat sama dengan tetapan von Klitzing dibagi sebuah bilangan bulat. Nilainya tidak bergantung pada bahan maupun bentuk cuplikan — keterulangannya mencapai sepersemiliar.
05 · Aturan penulisan
Ω adalah omega Yunani, bukan huruf O dan bukan «Ohm»
Unicode memberi lambang ini tempat tersendiri, U+03A9; «Ω» dari blok Letterlike Symbols secara resmi sudah usang, meski rupanya sama. Kiloohm ditulis kΩ, megaohm MΩ. Pada skema, awalan sering menggantikan koma: 4k7 berarti 4,7 kΩ.
Huruf m kecil berarti mili-, huruf M besar berarti mega-, dan tertukarnya miliohm dengan megaohm memberi selisih sembilan orde. Lambang Rusianya Ом, dengan О besar.
06 · Satuan tetangga
Ohm dan siemens melukiskan sifat yang sama dari dua sisi. Pada arus bolak-balik, hambatan ditambahi bagian reaktif, dan besaran utuhnya disebut impedansi — diukurnya tetap dengan ohm yang sama.
ohm terbalik
hambatan
hambatan jenis
Impedansi gelombang ruang hampa bukanlah sifat suatu zat, melainkan tetapan yang mengikat medan listrik dan medan magnet sebuah gelombang berjalan. Di antara lembar-lembar Simetrium yang bertetangga dengan ohm volt dan ampere dari hukum Ohm, siemens sebagai besaran kebalikan, watt dan henry s farad, yang menetapkan bagian reaktif dari impedansi.
07 · Bagian sejarah
Hukum yang mula-mula ditertawakan
Ohm menerbitkan hukumnya pada 1827 dan sebagai balasan menerima tuduhan sebagai penipu: rekan-rekannya berpendapat bahwa listrik tidak tunduk pada perbandingan sesederhana itu. Pengakuan datang dua puluh tahun kemudian.
Kabel lintas Atlantik memaksa para insinyur bersepakat tentang ukuran hambatan. Komite Perhimpunan Britania menerbitkan kumparan standar, tetapi nilainya belakangan ternyata kurang satu persen sepertiga.
Ohm internasional didefinisikan sebagai hambatan kolom raksa bermassa 14,4521 gram dan sepanjang 106,3 sentimeter, pada suhu leleh es. Satuan itu dapat dibuat ulang di laboratorium mana pun yang punya raksa murni dan timbangan yang teliti.
Klaus von Klitzing menemukan bahwa hambatan Hall pada gas dua dimensi mengambil nilai yang benar-benar diskret dan tidak bergantung pada cuplikan. Sepuluh tahun kemudian di atas gejala itu dibangun sebuah standar, dan ia sendiri menerima Hadiah Nobel.
Empat puluh tahun lamanya ohm berupa kolom raksa — sampai orang menemukan anak tangga di dalam gas dua dimensi
Ohm internasional ditetapkan dengan raksa dalam tabung kaca yang panjang, massa, dan suhunya sudah disepakati: keterulangan bertahan sampai angka keempat, dan tabungnya harus ditera ulang. Pada 1980 von Klitzing menemukan bahwa hambatan gas elektron dua dimensi dalam medan magnet kuat hinggap pada dataran-dataran kelipatan h/e², dengan ketelitian yang tak tercapai oleh bahan apa pun. Sepuluh tahun kemudian itu menjadi standar praktis, dan pada 2019 nilai h dan e ditetapkan sebagai bilangan eksak — hambatan Hall kuantum pun berubah dari besaran yang diukur menjadi besaran yang didefinisikan.
Katalog · satuan ukuran
Satu lembar untuk tiap besaran
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tak dapat ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan sehari-hari. Masing-masing punya lembarnya: definisi, konversi, alat, aturan penulisan. Dalam 32 bahasa.
Satuan turunan SI bernama sendiri
lembar ohm terbukaSatuan dasar SI
berwarna terakota — empat satuan yang menyusun ohmHambatan dalam sistem lain
Bahasa lembar
32 bahasa. Lambang Ω bersifat internasional, tetapi penampang kawat ditulis berbeda-beda: dalam milimeter persegi di Eropa dan menurut nomor AWG di Amerika Utara — dalam terjemahan tabel dibawa ke kebiasaan setempat.