Metode Elektromagnetik Vlf
-
Upload
dawud-prionggodo -
Category
Documents
-
view
357 -
download
5
Transcript of Metode Elektromagnetik Vlf
METODE ELEKTROMAGNETIK VLFMetode elektromagnetik biasanya digunakan untuk eksplorasi benda-benda konduktif. Perubahan
komponen medan akibat variasi konduktivitas dimanfaatkan untuk menentukan struktur bawa
permukaan. Medan elektromagnetik yang digunakan dapat diperoleh dengan sengaja
membangkitkan medan elektromagnetik di sekitar daerah observasi. Pengukuran semacam ini
disebu tteknik pengukuran aktif. Metode ini kurang praktis dan daerah observasi dibatasi oleh
besarannya sumber yang dibuat. Teknik pengukuran lain adalah teknikpengukuran pasif. Tenik ini
memanfaatkan medan elektromagnetik yang berasal dari sumber yang tidak sengaja dibangkitkan.
Gelombang elektromagnetik seperti ini berasal dari alam dan dari pemancar frekuensi rendah (15-30
kHz) adalah yang biasa disebut VLF (Very Low Frequency). Teknik ini lebih praktis dan mempunyai
jangkauan daerah pengamatan yang luas.
Metode elektromagnetik VLF ini bertujuan untuk mengukur harga daya konduktivitas batuan
berdasarkan pengukuran gelombang elektormagnetik skunder. Metode ini memanfaatkan
gelombang hasil induksi elektomagnetik yang berfrekuensi sangat rendah. Karena frekuensinya yang
cukup rendah, gelombang ini memiliki penetrasi yang cukup dalam. Gelombang ini juga menjalar ke
seluruh dunia dengan atenuasi yang kecil dalam pandu gelombang antara permukaan bumi dan
ionosfer.
Karena induksi gelombang tersebut, maka di dalam medium oleh batuanakan timbul arus induksi.
Arus induksi inilah yang menimbulkan medan skunder yang dapat ditangkap di permukaan bumi.
Besarnya kuat medan elektromagnetik skunder ini sebanding dengan besarnya daya hantar listrik
batuan (rho), sehingga dengan mengukur kuat medan pada arah tertentu, maka secara tidak
langsung kita dapat mendeteksi daya hantar listrik batuan di bawahnya.
Adapun parameter elektromagnet VLF yang penting adalah :
1. Pemancar
Pemancar ini mulai dibangun sejak Perang Dunia I, digunakan untuk komunikasi jarak jauh karena
kemampuannya untuk komunikasi gelombang dengan pelemahan yang sangat kecil pada gelombang
bumi ionesfer.Penetrasinya cukup efektif hingga dapat menembus laut dalam.
2. Pengaruh Atmosfer
Sumber nois yang utama adalah radiasi medan elektromagnetik akibat kilat atmosfer baik di tempat
dekat atau jauh dari lokasi pengukuran. Pada frekwensi VLF radiasi medan ini cukup dapat
melemahkan sinyal yang dipancarkan oleh pemancar. Daerah yang cukup banyak badai tersebut
adalah Afrika tengah dan Asia tenggara termasuk Indonesia. Noise kedua adalah variasi diurnal
medan elektromagnetik bumi di mana terjadi pergerakan badai dari arah timur ke barat yang terjadi
mulai siang hingga sore hampir malam.
3. Rambatan Gelombang Elektromagnetik
Pada elektromagnetik VLF dengan frekuensi <100 KHz, arus pergeseran akan lebih kecil dari arus
konduksi karena permitivitas dieletrik batuan rata-rata cukup kecil dan konduktivitas target biasanya
> 10-2 S/m. Hal ini menunjukkan efek medan akibat arus konduksi memegang peranan penting ketika
terjadi perubahan konduktivitas batuan.
4. Pelemahan (Atenuasi) Medan
Pelemahan medan ini mempengaruhi kedalaman. Kedalaman pada saat amplitudo menjadi 1/e (kira-
kira 37%) dikenal sebagai skin depth atau kedalaman kulit. Kedalaman ini dalam metode
elektromagnetik disebut sebagai kedalaman penetrasi gelombang, yaitu kedalaman = 504 di
mana ρ adalah resistivitas dalam ohm-meter, dan f adalah frekuensi.
Metode Elektromagnetik (basic principle)By Muh Nahdhi Ahsan On 05 December 2012 · Add Comment
Medan elektromagnetik memiliki dua komponen utama, yaitu medan listrik
dan medan magnetik. Dua komponen medan ini dapat dinyatakan dalam field
intensity vector E ( ) dan H ( ) atau flux density vector D ( ) dan
B ( ). Secara umum semuanya dalam domain spasial (r: x, y, z),
domain waktu (detik), atau frekuensi (hertz atau angular frekuensi ).
Dalam suatu medium dengan beberapa parameter fisis bervariasi dari titik ke
titik biasanya field intensity dan flux bisa diketahui. Cara lainnya adalah
dengan mengenakan proses magnetisasi dan polarisasi elektrik pada
medium, maka hanya diperlukan satu vektor listrik dan satu vektor magnetik
(field intensity atau flux density) untuk memperoleh deskripsi lengkap.
Lebih mendasar lagi, medan elektromagnetik merupakan manifestasi dari
persebaran muatan listrik, seperti dalam Hukum Culomb:
,
Perpindahan muatan menyebabkan adanya medan lainnya yang muncul
selain dari medan elektrostatik, merupakan penurunan dari perpindahan
muatan dengan arah berlawanan. Muatan dapat berpindah pada tingkat
makroskopis secara alami sebagai elektron bebas (pengurangan elektron
pada kulit tertentu), sebagai ion-ion bergerak, atau berputar di dalam medium
konduktif yang hanya sedikit mempengaruhi kesetimbangan muatan di dalam
medium. Aliran muatan yang didefinisikan sebagai flux density vector J ( )
membangkitkan medan magnetik di sekeliling J sesuai dengan Hukum
Ampere,
.
Rapat arus yang melalui medium biasanya bergantung pada kuat medan
listrik seperti dinyatakan dalam Hukum Ohm,
,
dengan merupakan konduktifitas listrik ( ).
Ketidaksetimbangan mikroskopis pada persebaran muatan dan pepindahan
arus pada tingkat atomik pada medium menimbulkan medan elektromagnetik
secara makroskopis. polarisasi listrik (P) dan magnetik (M) adalah efek dari
ketidaksetimbangan ini.
.
Muatan yang diungkapkan dalam hukum Coulumb merupakan muatan
monopole, vektor polarisasi merupakan dipole.
Pada kebanyakan medium, polarisasi muncul dengan sendirinya oleh medan
memenuhi persamaan linear:
,
dengan merupakan suseptibilitas dielektrik dan
suseptibilitas magnetik dari medium. Hubungan antara flux density
vector dengan intensity vector dapat dirumuskan sebagai:
.
Seringkali diperlukan pemisahan antara polarisasi dan arus yang menginduksi
langsung pada medium disebabkan dari medan elektromagnetik (P) dan yang
disebabkan dari persebaran akibat adanya sumber energi eksternal (P’).
dengan
dengan
dengan merupakan ohmic conduction current. Dengan menggabungkan
persamaan diatas maka dapat diperoleh persamaan:
,
,
.
Bila persamaan diatas dieliminasi untuk maka diperoleh persamaan
yang dapat diselesaikan untuk menunjukkan persebaran pada medium
homogen, medan elektromagnetik akan meluruh secara eksponensial
memenuhi . Konstanta waktu terhadap
berbeda untuk setiap medium, bisa mencapai untuk medium dengan
konduktifitas (atau resistivitas kurang dari 50000 ). Hal ini
untuk EM frekuensi rendah akan menjadi masalah, injeksi arus dan polarisasi
menjadi penting untuk membuat medan elektromagnetik yang cukup karena
akan tertutupi olehflux density dari arus sumbernya seperti dijelaskan melalui
persamaan
.
Persamaan dapat disederhanakan
sebagai total flux density vector,
pada medium yang konduktif akan menyebabkan
.
Kedua medan E dan H menggambarkan hukum Ampere dan hukum Faraday.
Setiap medan membangkitkan medan lainnya. Medan listrik membangkitkan
medan magnetik sebagai fungsi waktu, medan magnetik membangkitkan
medan listrik atau rapat arus listrik
,
.
Dari persamaan diatas maka dapat dikatakan bahwa medan magnetik muncul
akibat arus total yang merupakan hasil penjumlahan antara arus ohmik dan
arus yang timbul akibat medan magnetik itu sendiri.
.
Konsep ini berguna pada frequency domain EM jika berkorelasi dengan
medan listrik seperti pada hukum Ohm
dengan nilai yang ada di dalam tanda kurung disebut sebagai admitivity dari
medium.
Dalam low frequency EM medan magnetik yang muncul akibat perubahan
arus biasanya diabaikkan. Menghilangkan dapat
mengeliminasi efek gelombang EM pada ruang bebas sehingga tidak
ada delay yang dapat diperhitungkan. Kondisi ini disebut quasistatic, medan
elektromagnetik dikatakan mengalami quasi-stationer. Dengan
pendekatan quasi-static, medan magnetik primer pada ruang bebas yang
hanya dibangkitkan oleh loop transmitter AC (I) akan in-phase dengan I dan
medan listrik akanquadrature terhadap I yang dibangkitkan dari hasil time
derivative medan magnetik (diturunkan terhadap waktu).
Reference:
Nabighian, M.N.. 1991. Electromagnetic Methods in Applied
Geophysics. Volume 2A. Society Exploration Geophysics. USA.
Föll, Helmut. “7.1.1 Monopole, Dipole und
Kreiströme” http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw_for_et/kap_7/
backbone/r7_1_1.html (diakses tanggal 4 Maret 2012)
http://sekarlangit.com/metode-elektromagnetik-basic-principle.php
Metode ElektromagnetikPosted on September 19, 2012
Metode elektromagnetik merupakan metode yang mengukur
respon bawah prmukaann terhadap perambatan gelombang
elektromagnetik. Gelombang elektro-magnetik menjalar ke
seluruh dunia dengan atenuasi yang kecil dalam pandu
gelombang antara permukaan bumi dan ionosfer. Karena induksi
gelombang primer tersebut, di dalam medium akan timbul arus
induksi (arus Eddy). Arus induksi inilah yang menimbulkan medan
sekunder yang dapat ditangkap di permukaan. Besarnya kuat
medan EM sekunder ini ), sehingga s sebanding dengan besarnya
daya hantar listrik batuan ( dengan mengukur kuat medan pada
arah tertentu, secara tidak langsung kita dapat mendeteksi daya
hantar listrik batuan di bawahnya.
Situs Resmi Praktikum elektromagnetikSitus Resmi Praktikum
elektromagnetik
http://elektromagnetik.geofisikaupn.org/?p=4
Metode VLF (Very Low Frequency)Posted on September 19, 2012
Sinyal yang dibangkitkan oleh antena pemancar terdiri atas
medan magnet dan medan listrik yang berosilasi dalam frekuensi
yang dipilih antena Akibat interaksi dengan benda konduktif di
dalam bumi maka komponen horisontal magnetik medan primer
membangkitkan komponen horisontal medan listrik dalam arah
penjalarannya. Pada suatu daerah tak homogen, komponen
vertikal magnetik dibangkitkan untuk beberapa variasi
konduktivitas. Medan elektromagnetik primer akan menginduksi
benda konduktif ketika melewatinya sehingga akan terbentuk
arus listrik dan terbentuk medan magnetic sekunder (Hs), medan
yang terekam adalah medan resultan yang disebut Polarisasi
ellip.
Gambar II.2 Induksi Gelombang Primer terhadap benda konduktif
(Reynold, 1997)
Komponen yang diukur dalam VLF adalah tilt angle α yaitu sudut
utama polarisasi ellip dari horizontal (dalam derajat atau persen),
dan eliptisitas ε adalah perbandingan antara sumbu kecil
terhadap sumbu besarnya (dalam persen). Tilt angle α dan
eliptisitas ε, berkaitan dengan komponen medan magnetik
horizontal, vertikal dan fasanya Secara matematis dapat
diperlihatkan bahwa tilt angle α mirip dengan bagian in
phase (komponenreal) dari komponen vertikal dan eliptisitas ε
mirip dengan bagian quadrature (komponenimaginer) dari
komponen vertikal. Kedua parameter tersebut diukur dalam
prosentase terhadap medan primer horizontal (Karous and Hjelt,
1983):
Komponen Real (%) = 100 α (α radian)
Komponen Imaginer (%) = 100 ε
Harga rapat arus terhadap kedalaman dapat ditentukan dengan
menggunakan filter dari Karous dan Hjelt (1983). Untuk dapat
memperkirakan harga resistivitas dan fasanya, maka harus
diketahui hubungan dari medan listrik Ex dan medan magnetik Hy
dan resistivitas semu ρa.