Elemen rangkaian yang digunakan untuk menyatakan disipasi tenaga paling lazim dijelaskan dengan mengharuskan tegangan yang melalui elemen tersebut adalah berbanding langsung dengan arus yang melalui elemen tersebut. Secara matematis, tegangan tersebut adalah :
di mana
i adalah arus yang dinyatakan dalam ampere. Konstanta kesebandingan
R ada lah
resistansi (
resistance ) elemen tersebut dan diukur dalam ohm ( disingkat Ω ). Hubungan tegangan arus yang dinyatakan dalam persamaan ( 1 - 14 ) dikenal sebagai hukum
Ohm, sebuah alat fisis yang ciri listrik utamanya adalah resistansi dinamakan sebuah
hambatan (
resistor ).
Resistansi listrik dapat dibandingkan dengan gesekan pipa dalam analogi hidrolik dan juga dengan gesekan dalam sebuah sistem mekanis. Resitansi atau gesekan secara langsung akan melawa arus, alira air, atau gerak, dan tenaga yang didisipasikan untuk mengatasi perlawanan ini akan muncul sebagai kalor. Karena sebuah muatan listrik menyerahkan tenaga bila lewat melalui sebuah resistansi, maka tegangan
v dalam Persamaan ( 1 - 14 ) adalah sebuah penurunan tegangan dalam arah arus. Secara alternatif- maka
v adalah sebuah kenaikan teganan dalam arah yang berlawanan dengan arah arus. Representasi diagram konvensional dari sebuah resistansi, bersama-sama dengan penentuan arah arus polaritas tegangan, diperlihatkan dalam Gambar 1-3. Tanda tambah ( plus ) dan randa kurang ( minus ) menyatakan pengurangan potensial, yang berarti penuruan tegangan, dari kiri ke kanan ( atau dari tambah ke kurang ). Perhatikan bahwa dalam Gambar 1-3, resistansi terdapat di antara dua terminal
a dan
b, sebuah
terminal adalah sebuah titik di mana sebuah sambungan listrik dapat dibuat ke elemen lain atau ke alat lain.
Daya yang didisipasikan oleh resistansi dapat ditentukan dari persamaan Rumus ke 3 di penjelasan
Daya Listrik dan Tenaga yang di gabungkan dengan Persamaan ( 1 - 14 ) :
Persamaan ( 1-14 ) memberikan tegangan yang melalui sebuah resistansi yang dinyatakan dalam arusnya. Hubungan sebaliknya yang memberikan arus yang dinyatakan dalam tegangan seringkali sama atau lebih besar gunanya ( atau nilainya ) dalam kasus khas, Hukum Ohm seringkali dinyatakan sebagai :
di mana
Kebalikan resistansi
G dinamakan
konduktansi (
conductance ) dan diukur dalam
mho. ( Satuan SI untuk konduktansi adalah siemens, tetapi
mho lebih sering digunakan. Simbol Ʊ digunakan sebagai singkatan ). Daya konduktansi menjadi :
Representasi skematis yang digambarkan dalam Gambar 1-3 adalah representasi sebuah resistansi ideal. Hambatan yang praktis akan dipengaruhi oleh pembatasan-pembatasan yang ditetapkan oleh dunia yang "nyata", seperti kapasitas penaganan daya, toleransi pembuatan, dan variasi temperatur. Jadi hambatan 2-W 10 persen 50 Ω yang kita beli di toko menunjukan sebuah elemen yang nilai resistansi nominalnya adalah 50 Ω pada suatu temperatur yang di tetapkan ( biasanya 25°C ). Variasi pembuatan dapat sebesar ±10 persen dari nilai nominal sehingga resistansi tersebut mempunyai nilai jangkauan di antara 45 dan 55 Ω. Penilaian daya 2-W adalah disipasi maksimum yan diizinkan tanpa mengakibatkan kerusakan permanen pada hambatan tersebut. Pentingnya penilaian daya adalah bahwa arus yang diperbolehkan adalah juga terbatas. Untuk hambatan 2-W 50 Ω, maka dari persamaan ( 1-15 ), arus ini adalah 0,2 A.
Nilai-nilai resistansi berubah juga dengan kondisi-kondisi lingkungan, dengan temperatur adalah kondisi yang paling penting. Bergantung pada bahan yang digunakan, maka nilai-nilai resistansi dapat semakin besar maupun semakin berkurang jika temperatur bertambah besar. Misalnya, hambatan komposisi karbon menunjukan pengurangan resistansi dengan semakin besarnya temperatur, sedangkan resistansi hambatan kawat logam dan hambatan film silikon semakin besar, dengan semakin besarnya temperatur. Walaupun penyimpangan-penyimpangan dari nilai nominal adalah faktor-faktor yang harus diatasi oleh pembuat hambatan tersebut, namun variasi resistansi dengan temperatur seringkali digunakan untuk keuntungan dalam instrumentasi dan kontrol.
Semoga bermanfaat
.
