Resistor 100 Ω tetap merupakan resistor 100 Ω ketika dihubungkan ke 3 V maupun 5 V, selama masih bekerja dalam kondisi yang sesuai spesifikasinya. Yang berubah bukan nilai resistansi nominalnya, melainkan kondisi listrik di sekitarnya: arus, voltage drop, dan disipasi daya.

Perbedaan ini penting karena resistor tidak menghasilkan tegangan output sendiri. Tegangan dan arusnya ditentukan oleh rangkaian tempat resistor tersebut dipasang.

Resistansi adalah nilai komponennya

Untuk resistor ideal, Hukum Ohm menghubungkan tegangan, arus, dan resistansi:

V = I × R
I = V / R

Jika resistansi tetap 100 Ω, menaikkan tegangan pada resistor akan menaikkan arus yang melewatinya.

Dengan 3 V langsung pada resistor 100 Ω:

I = 3 V / 100 Ω
  = 0.03 A
  = 30 mA

Dengan 5 V langsung pada resistansi yang sama:

I = 5 V / 100 Ω
  = 0.05 A
  = 50 mA

Nilai resistornya tidak berubah, tetapi arusnya berubah. Pada 5 V, arusnya sekitar 1,67 kali arus pada 3 V.

Daya meningkat lebih cepat daripada tegangan

Resistor mengubah energi listrik menjadi panas. Disipasi dayanya dapat dihitung dengan:

P = V × I
P = V² / R
P = I² × R

Untuk 100 Ω pada 3 V:

P = 3² / 100
  = 0.09 W

Untuk 100 Ω pada 5 V:

P = 5² / 100
  = 0.25 W

Menaikkan tegangan dari 3 V menjadi 5 V berarti menaikkan disipasi resistor dari 90 mW menjadi 250 mW. Karena daya sebanding dengan kuadrat tegangan ketika resistansi tetap, kenaikan daya lebih besar daripada kenaikan tegangannya.

Hal ini juga menunjukkan pentingnya power rating. Resistor nominal 0,25 W yang mendisipasikan 0,25 W sudah berada pada rating nominalnya tanpa margin desain. Rancangan nyata biasanya memperhitungkan suhu lingkungan, suhu enclosure, derating komponen, toleransi, dan spesifikasi produsen, bukan menjadikan power rating yang tercetak sebagai titik operasi kontinu yang diinginkan.

Resistor tidak memiliki tegangan output tetap

Menyebut sisi setelah resistor sebagai “output” dapat menyesatkan. Tegangan pada titik tersebut bergantung pada beban yang terhubung setelah resistor.

Pertimbangkan sumber, resistor seri, dan beban:

sumber ── resistor ── beban ── ground

Tegangan pada resistor adalah:

Vresistor = I × R

sedangkan tegangan pada beban adalah:

Vload = Vsource - Vresistor

Arus bergantung pada beban sekaligus resistor. Tanpa mengetahui bebannya, tegangan setelah resistor secara umum tidak dapat ditentukan.

Jika hampir tidak ada arus yang mengalir, voltage drop pada resistor seri ideal mendekati nol sehingga node setelah resistor dapat mendekati tegangan sumber. Ketika beban lebih berat, arus meningkat dan voltage drop pada resistor ikut meningkat.

Resistor 100 ohm bukan konverter 3 V atau 5 V

Satu resistor seri tidak meregulasi tegangan tetap. Resistor hanya menghasilkan voltage drop tertentu pada arus tertentu:

Vdrop = I × 100 Ω

Sebagai contoh, resistor 100 Ω yang dialiri 20 mA menghasilkan drop:

Vdrop = 0.02 A × 100 Ω
      = 2 V

Jika arus berubah menjadi 10 mA, drop berubah menjadi 1 V. Ketergantungan terhadap beban inilah yang membuat resistor tunggal umumnya tidak cocok ketika rangkaian membutuhkan tegangan catu yang stabil dan teregulasi.

Voltage divider dapat membentuk rasio antara tegangan input dan sebuah node output, tetapi output-nya juga berubah jika beban menarik arus yang signifikan, kecuali impedance beban cukup tinggi dibandingkan divider.

LED memperlihatkan perbedaannya dengan jelas

Resistor seri pada LED merupakan contoh umum ketika tegangan catu secara langsung memengaruhi arus. Perkiraan awalnya adalah:

I = (Vsupply - Vf) / R

dengan Vf sebagai forward voltage LED.

Sebagai contoh saja, anggap LED memiliki forward voltage 2 V dan menggunakan resistor seri 100 Ω.

Pada catu 3 V:

I = (3 V - 2 V) / 100 Ω
  = 10 mA

Pada catu 5 V:

I = (5 V - 2 V) / 100 Ω
  = 30 mA

Resistornya tetap 100 Ω, tetapi arus LED menjadi tiga kali lipat dalam contoh sederhana ini. Forward voltage LED sebenarnya berubah terhadap arus, suhu, dan karakteristik komponen, sehingga perhitungan tersebut merupakan pendekatan, bukan jaminan titik operasi.

Karena itu, memindahkan rangkaian LED dari 3 V ke 5 V tanpa menghitung ulang resistor serinya dapat memberi beban berlebih pada LED atau resistor.

Rangkaian menentukan besaran yang tetap sama

Ketika resistor 100 Ω yang sama digunakan pada 3 V dan 5 V, hanya resistansi nominalnya yang dapat disebut sama tanpa informasi rangkaian tambahan. Jika seluruh tegangan catu langsung berada pada resistor, arus berubah dari 30 mA menjadi 50 mA dan disipasi berubah dari 90 mW menjadi 250 mW.

Jika resistor menjadi bagian dari rangkaian yang lebih besar, angka tersebut pun tidak otomatis berlaku karena tegangan pada resistor bisa lebih rendah daripada tegangan catu.

Jadi, pertanyaan yang lebih tepat bukan apakah resistor mempunyai “output” yang sama pada 3 V dan 5 V, melainkan besaran apa yang sedang dibandingkan. Resistansi dapat tetap 100 Ω sementara arus, voltage drop, tegangan node, dan panas semuanya berubah mengikuti rangkaian di sekitarnya.

Elektronika Resistor Hukum Ohm Daya