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.