Pengukuran Resistivitas

(1)

26 Maret 2014 26 Maret 2014

Pengukuran Daya Hantar Listrik

Praktikum

Instrumentasi

eofisika

(2)

Pengukuran Resistivitas

Bab I

Pendahuluan

Pendahuluan Pendahuluan

Kita mungkin telah sering mendengar istilah daya hantar listrik, tapi bagaimana Kita mungkin telah sering mendengar istilah daya hantar listrik, tapi bagaimana prosesnya, mungkin sa

prosesnya, mungkin sama sekali ma sekali belum pernah belum pernah mengetahuinya. Selain mengetahuinya. Selain itu titu tidak semua idak semua bendabenda dapat menghantarkan listrik. Benda padat misalnya, ada yang tidak dapat menghantarkan listrik dapat menghantarkan listrik. Benda padat misalnya, ada yang tidak dapat menghantarkan listrik (Isolator) dan yang dapat menghantarkan arus listrik (

(Isolator) dan yang dapat menghantarkan arus listrik ( KondukKonduktor). Begitu pula suatu senyawa,tor). Begitu pula suatu senyawa, ada yang dapat menghantarkan listrik (senyawa elektrolit) dan senyawa yang tidak dapat ada yang dapat menghantarkan listrik (senyawa elektrolit) dan senyawa yang tidak dapat menghantarkan listrik ( senyawa non-elektrolit).

menghantarkan listrik ( senyawa non-elektrolit). Senyawa elektrolit bisa menghantarkan listrikSenyawa elektrolit bisa menghantarkan listrik dan senyawa non-elektrolit tidak dapat menghantarkan arus listrik.

dan senyawa non-elektrolit tidak dapat menghantarkan arus listrik. Resistivitas (ρ) adalah kemampuan suatu bahan untuk meng

Resistivitas (ρ) adalah kemampuan suatu bahan untuk meng hambat arus listrik yanghambat arus listrik yang bergantung

bergantung terhadap bterhadap besarnya mesarnya medan isedan istrik dan trik dan kerapatan kerapatan arus. Semarus. Semakin akin besar resistivitas besar resistivitas suatusuatu bahan

bahan maka maka semakin semakin besar besar pula pula medan medan listrik listrik yang yang dibutuhkan dibutuhkan untuk untuk menimbulkan sebuahmenimbulkan sebuah kerapatan arus. Satuan untuk resistivitas adalah Ω.m.

kerapatan arus. Satuan untuk resistivitas adalah Ω.m.

Tujuan Tujuan

Mengukur resistivitas air dan bahan lainnya Mengukur resistivitas air dan bahan lainnya

Bab II

Dasar Teori

Dasar Teori Dasar Teori

Resistivitas adalah kemampuan suatu bahan atau medium menghantarkan arus listrik. Resistivitas adalah kemampuan suatu bahan atau medium menghantarkan arus listrik. Pengukuran resistivitas batuan merupak metode “aktif”, yaitu pengukuran dengan memberika Pengukuran resistivitas batuan merupak metode “aktif”, yaitu pengukuran dengan memberika arus listrik (I) melalui elektroda arus dan mengukur beda potensial (∆V) pada elektroda arus listrik (I) melalui elektroda arus dan mengukur beda potensial (∆V) pada elektroda potensial.

potensial. Sesuai Sesuai dengan dengan hukum hukum Ohm, Ohm, maka maka harga harga resistivitas resistivitas dapat dapat dihitunng dihitunng dengandengan perhitungan R

perhitungan R sama dengan sama dengan ∆V dibagi ∆V dibagi dengan I. Sydengan I. Syart untuk memart untuk memperoleh harga ukur peroleh harga ukur ∆V yan∆V yangg benar adalah “input impedansi” dari vol

benar adalah “input impedansi” dari volt meter harus besar (>10 Mohm)t meter harus besar (>10 Mohm)

Salah satu skema pengukuran hambatan ditunjukkan pada gambabr dibawah ini Salah satu skema pengukuran hambatan ditunjukkan pada gambabr dibawah ini::

(3)

Penguk

Penguk uran resisturan resistivitas “sampel” batuan menggunakan pendekatan skema pengukuranivitas “sampel” batuan menggunakan pendekatan skema pengukuran hambatan di atas. hambatan di atas.

Bab III

Metode Eksperimen

Alat dan Bahan Alat dan Bahan

  AmpermeterAmpermeter   VoltmeterVoltmeter   KompensatorKompensator 

 Powe SupplyPowe Supply 

 Bahan yang mau diujiBahan yang mau diuji 

(4)

Skema Percobaan Skema Percobaan

Tata Laksana Tata Laksana

1.

1. Rangkaian dipasang seperti skema percobaanRangkaian dipasang seperti skema percobaan 2.

2. Kotak kaca diisi dengan airKotak kaca diisi dengan air 3.

3. Sebelum dialirkan arus listrik, ukurlah potensial yang terbaca pada digital voltmeter,Sebelum dialirkan arus listrik, ukurlah potensial yang terbaca pada digital voltmeter, kompensator diatur sehingga digital voltmeter

kompensator diatur sehingga digital voltmeter menunjumenunjuk nolk nol 4.

4. Sumber dihidupkan, arus listrik (I) dan beda potensial (V) dSumber dihidupkan, arus listrik (I) dan beda potensial (V) d ibacaibaca 5.

5. Sumber dimatikan, arah arus dibalik, pembacaan diulangi seperti langkah (4)Sumber dimatikan, arah arus dibalik, pembacaan diulangi seperti langkah (4) 6.

6. Beda potensial (V) diukur untuk bermacam-macam harga arus Beda potensial (V) diukur untuk bermacam-macam harga arus listrik (I), R dihitunglistrik (I), R dihitung 7.

7. Hubungan antara V dan I dibuat grafik, dan diamati linear atau tidakHubungan antara V dan I dibuat grafik, dan diamati linear atau tidak 8.

8. Luas penampang (air) dan jarak elektroda potensial diukurLuas penampang (air) dan jarak elektroda potensial diukur 9.

9. Harga resistivitas dihitungHarga resistivitas dihitung 10.

(5)

Bab IV

Data dan Analisa Data

Data Data



 AirAir

No

No Vin Vin (V) (V) Vout Vout (V) (V) I I (A)(A) 1 1 5 5 0,1 0,1 00 2 2 10 10 1 1 0,70,7 3 3 15 15 1 1 1,21,2 4 4 20 20 2 2 1,91,9 5 5 25 25 2 2 2,62,6 

 Pasir BasahPasir Basah

No

No Vin Vin (V) (V) Vout Vout (V) (V) I I (A)(A) 1 1 5 5 0,3 0,3 3535 2 2 10 10 0,6 0,6 129129 3 3 15 15 1,5 1,5 223223 4 4 20 20 2,2 2,2 321321 5 5 25 25 3,0 3,0 421421 

 Pasir KeringPasir Kering

No

No Vin Vin (V) (V) Vout Vout (V) (V) I I (A)(A) 1 1 5 5 0,4 0,4 00 2 2 10 10 1,2 1,2 11 3 3 15 15 1,9 1,9 11 4 4 20 20 3,1 3,1 22 5 5 25 25 4,3 4,3 44 6 6 30 30 4,9 4,9 44 7 7 35 35 6,1 6,1 66 8 8 40 40 6,8 6,8 77 Analisa Analisa



 =

= 



  



 =

=

∆ ∆  ∆ ∆  ==       

(6)

  ==      =   =      ..

Bab V

Perhitungan dan Pembahasan

Perhitungan Perhitungan



 AirAir

No

No Vin Vin (V) (V) Vout Vout (V) (V) I I (A)(A) 1 1 5 5 0,1 0,1 00 2 2 10 10 1 1 0,70,7 3 3 15 15 1 1 1,21,2 4 4 20 20 2 2 1,91,9 5 5 25 25 2 2 2,62,6   == 00,,77552277   ==     1,2510 1,2510−− y = 0,7527x + 0,2566 y = 0,7527x + 0,2566 R² = 0,9063 R² = 0,9063 0 0 0,5 0,5 1 1 1,5 1,5 2 2 2,5 2,5 0 0 00,,55 11 11,,55 22 22,,55 33 T T e e g g a a n n g g a a n n ( ( V V ) )

Arus Listrik (A) Arus Listrik (A)

Grafik T

egangan (V) vs Arus

Listrik (A)

Pada Resistivitas Air



 == 00,,1 1  

(7)



 == 00,,0000994 Ω4 Ω.. 



 Pasir BasahPasir Basah

No

No Vin Vin (V) (V) Vout Vout (V) (V) I I (A)(A) 1 1 5 5 0,3 0,3 3535 2 2 10 10 0,6 0,6 129129 3 3 15 15 1,5 1,5 223223 4 4 20 20 2,2 2,2 321321 5 5 25 25 3,0 3,0 421421   == 00,,00007733   ==       == 00,,00007733 1,25101,2510 − − 0,1 0,1   == 99,,11331100−− Ω.Ω.  

 Pasir KeringPasir Kering

y = 0,00 y = 0,0073x -73x -0,1210,121 R² = 0,9843 R² = 0,9843 0 0 0,5 0,5 1 1 1,5 1,5 2 2 2,5 2,5 3 3 3,5 3,5 0 0 5500 110000 151500 220000 225500 330000 335500 440000 445500 T T e e g g a a n n g g a a n n ( ( V V ) )

Grafik Tegangan (V) vs Arus Listrik (A)

Pada Resistivitas Pasir Basah



 == 00,,1 1  

(8)

4 4 20 20 3,1 3,1 22 5 5 25 25 4,3 4,3 44 6 6 30 30 4,9 4,9 44 7 7 35 35 6,1 6,1 66 8 8 40 40 6,8 6,8 77   == 00,,990055   ==       == 00,,990055 2,75102,7510 − − 0,1 0,1   == 00,,0022449 Ω9 Ω..  Pembahasan Pembahasan

Analisa yang digunakan dalam praktikum pengukuran resistivitas suatu bahan ini Analisa yang digunakan dalam praktikum pengukuran resistivitas suatu bahan ini adalah dengan mengunakan analisa grafik. Dengan menggunakan analisa grafik, dapat adalah dengan mengunakan analisa grafik. Dengan menggunakan analisa grafik, dapat diketahui hubungan secara langsung variabel-variabel yang terkait, apakah berbanding lurus, diketahui hubungan secara langsung variabel-variabel yang terkait, apakah berbanding lurus, berbanding

berbanding terbalik terbalik atau atau secara secara eksponensial. eksponensial. Dengan Dengan menggunakan menggunakan analisa analisa grafik grafik dapatdapat memudahkan dalam memahami data yang diperoleh saat melakukan percobaan. Namun memudahkan dalam memahami data yang diperoleh saat melakukan percobaan. Namun beberapa

beberapa kekurangan kekurangan dalam dalam metode metode analisa analisa grafik grafik adalah adalah kekurangan atkekurangan atau au kesalahan kesalahan dalamdalam

y = 0,905x + 0,7593 y = 0,905x + 0,7593 R² = 0,9721 R² = 0,9721 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 T T e e g g a a n n g g a a n n ( ( V V ) )

Grafik Tegangan (V) vs Arus Listrik (A)

Pada Resistivitas Pasir Kering

(9)

konversi satuan tidak dapat dilakukan, sehingga hasil yang di dapat mungkin akan kurang konversi satuan tidak dapat dilakukan, sehingga hasil yang di dapat mungkin akan kurang sesuai.

sesuai.

Beberapa kesulitan saat melakukan percobaan adalah pembacaan angka yang keluar Beberapa kesulitan saat melakukan percobaan adalah pembacaan angka yang keluar pertama

pertama kali kali pada pada mulmultimeter, timeter, karena karena nilai nilai pada pada mulmultimeter timeter lama lama kelamaan kelamaan akan akan semakinsemakin menurun atau berkurang. Terdapat juga kelebihan dalam melakukan percobaan yaitu menurun atau berkurang. Terdapat juga kelebihan dalam melakukan percobaan yaitu multimeter yang digunakan adalah multimeter digital yang dapat secara otomatis

multimeter yang digunakan adalah multimeter digital yang dapat secara otomatis menghasilkanmenghasilkan angka dalam satuan standar, tanpa harus mengalikan dengan faktor pengali seperti yang angka dalam satuan standar, tanpa harus mengalikan dengan faktor pengali seperti yang terdapat pada multimeter analog.

terdapat pada multimeter analog. Nilai

Nilai referensi unreferensi untuk resistivitas btuk resistivitas bahan ahan air adalah air adalah 30-10030-100 Ω.Ω. , pasi, pasir basah r basah 50-30050-300 Ω.Ω.  dan pasir kering 100-600

dan pasir kering 100-600 Ω.Ω.  (Suryono, 1983). Sedangkan nilai resistivitas yang diperoleh (Suryono, 1983). Sedangkan nilai resistivitas yang diperoleh dari gradien pada grafik untuk bahan air adalah

dari gradien pada grafik untuk bahan air adalah 0,0094 Ω.0,0094 Ω., pasir basah, pasir basah 9,13109,1310−− Ω.Ω.  dan pasir kering

dan pasir kering 0,020,0249 Ω.49 Ω.. Besarnya nilai resisitivitas dipengaruhi oleh beda potensial,. Besarnya nilai resisitivitas dipengaruhi oleh beda potensial, arus listrik, luas penampang dan jarak antar dua elektroda potensial. Semakin besar nilai arus listrik, luas penampang dan jarak antar dua elektroda potensial. Semakin besar nilai resistivitas maka semakin sedikit arus yang mengalir karena dihambat oleh material tersebut. resistivitas maka semakin sedikit arus yang mengalir karena dihambat oleh material tersebut. Semakin rendah nilai resistivitas maka bahan ter

Semakin rendah nilai resistivitas maka bahan tersebut semakin bersifat sebagai konduktor atausebut semakin bersifat sebagai konduktor atau mengalirkan arus.

mengalirkan arus. Nilai y

Nilai yang diperoleh ang diperoleh dari hasil dari hasil perhitungan terpaut jperhitungan terpaut jauh auh dari nilai dari nilai referensi untuk referensi untuk semuasemua bahan yan

bahan yang di ujg di uji. Perbedaan yi. Perbedaan yang terjadi ang terjadi dapat terjadi karena dapat terjadi karena kurang telikurang telitinya praktikan dalamtinya praktikan dalam melakukan percobaan baik dalam mengamati nilai yang tertera dalam multimeter maupun melakukan percobaan baik dalam mengamati nilai yang tertera dalam multimeter maupun dalam memasang elektroda pada bahan yang akan di uji. Sedangkan kesalahan lain juga dapat dalam memasang elektroda pada bahan yang akan di uji. Sedangkan kesalahan lain juga dapat berasal dari alat dan bahan yang mun

berasal dari alat dan bahan yang mungkin kurang bagus.gkin kurang bagus.

Resistivitas adalah salah satu metode non-seismik pada survei geofisika. Resistivitas Resistivitas adalah salah satu metode non-seismik pada survei geofisika. Resistivitas termasuk dalam metoda geolistrik yang didalam metode ini juga terdapat beberapa jenis lain termasuk dalam metoda geolistrik yang didalam metode ini juga terdapat beberapa jenis lain seperti metode potensial diri, arus telluric, magnetoteluric, elektromagnetik, IP (Induced seperti metode potensial diri, arus telluric, magnetoteluric, elektromagnetik, IP (Induced Polarization) dan lain-lain.

Polarization) dan lain-lain.

Pada metode resistivitas ini arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua Pada metode resistivitas ini arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua elektroda arus. Kemudian beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial. elektroda arus. Kemudian beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda yang berbeda Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda yang berbeda kemudian dapat diturunkan v

kemudian dapat diturunkan variasi harga hambatan ariasi harga hambatan jenis masing-masing lapisan di bawah titikjenis masing-masing lapisan di bawah titik ukur (sounding point). Metode ini lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang sifatnya ukur (sounding point). Metode ini lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang sifatnya dangkal, jarang dapat memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih dari 1000 feet atau dangkal, jarang dapat memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih dari 1000 feet atau 1500 feet. Oleh karena itu metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi minyak, tetapi lebih 1500 feet. Oleh karena itu metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi minyak, tetapi lebih banyak

banyak digunakan digunakan dalam dalam bidang bidang engineering engineering geology geology seperti seperti penentuan penentuan kedalaman kedalaman batuanbatuan dasar, pencarian reservoar air, juga digunakan dalam eksplorasi geothermal. Selain beberapa dasar, pencarian reservoar air, juga digunakan dalam eksplorasi geothermal. Selain beberapa kelemahan tadi, metode resistivitas juga tidak dapat dilakukan saat terjadi hujan, karena air kelemahan tadi, metode resistivitas juga tidak dapat dilakukan saat terjadi hujan, karena air hujan akan meresap pada lapisan yang berada di permukaan dan akan mengakibatkan hasil hujan akan meresap pada lapisan yang berada di permukaan dan akan mengakibatkan hasil pengukuran tid

(10)

Bab VI

Kesimpulan

Kesimpulan Kesimpulan 

 Dari hasil eksperimen diperoleh nilai resistivitasDari hasil eksperimen diperoleh nilai resistivitas

o

o Resistivitas air adalahResistivitas air adalah 0,000,0094 Ω.94 Ω.  o

o Resistivitas pasir basah adalahResistivitas pasir basah adalah 9,13109,1310−− Ω. Ω. o

o Resistivitas pasir kering adalahResistivitas pasir kering adalah 0,0249 Ω.0,0249 Ω...



 Nilai resistivitas yang semakin besar artinya semakin sedikit arus yang dapat dialirkan Nilai resistivitas yang semakin besar artinya semakin sedikit arus yang dapat dialirkan 

 Nilai resisitivitas dipengaruhi oleh beda potensial, arus listrik, luas penampang dan Nilai resisitivitas dipengaruhi oleh beda potensial, arus listrik, luas penampang dan

jarak antar dua elektroda potensial. jarak antar dua elektroda potensial.



 Metode resistivitas lebih efektMetode resistivitas lebih efektif digunakan untuk eksplif digunakan untuk eksplorasi yang sifatnya dangkalorasi yang sifatnya dangkal

Bab VII

Daftar Pustaka

Asisten Instrumentasi Geofisika.

Asisten Instrumentasi Geofisika. 2014. MODUL PRAKTIKUM INSTRUMENTA2014. MODUL PRAKTIKUM INSTRUMENTASISI GEOFISIKA. Lab. Geofisika. Fakul

GEOFISIKA. Lab. Geofisika. Fakultas MIPA UGM.tas MIPA UGM. Hendrajaya, L., dan Arif, I.

Hendrajaya, L., dan Arif, I. 1988.1988. Geolistrik Tahanan Jenis.Geolistrik Tahanan Jenis. _{Laboratorium Fisika Bumi.}_{Laboratorium Fisika Bumi.} Jurusan FMIPA. ITB. Bandung

Jurusan FMIPA. ITB. Bandung

http://ensiklopediseismik.blogspot.com/2009/02/resistivity-logging.html http://ensiklopediseismik.blogspot.com/2009/02/resistivity-logging.html http://eriwidi46.blogspot.com/2011/10/nilai-resistivitas-dan-suseptibilitas.html http://eriwidi46.blogspot.com/2011/10/nilai-resistivitas-dan-suseptibilitas.html http://kimiadisekitarkita.wordpress.com/2013/06/09/daya-hantar-listrik/ http://kimiadisekitarkita.wordpress.com/2013/06/09/daya-hantar-listrik/ http://teeyara45.wordpress.com/2012/09/25/resistivitas-dan-konduktivitas-konduktor-dan-semikonduktor-terhadap-suhu/ semikonduktor-terhadap-suhu/