1

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah yang Maha Kuasa yang telah memberikan

rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kita semua, sehingga laporan Praktikum Instrumentasi

Geofisika ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat waktu.

Laporan ini disusun tidak lain sebagai syarat untuk mengikuti mata kuliah Pratikum

Instrumentasi Geofisika pada selama semester tiga ini. Pembuatan laporan ini tak akan berhasil

jika tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu sudah sepantasnya saya mengucapkan

terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam pembuatan laporan ini. Ucapan

terima kasih kami tujukan kepada :

1. Bapak Drs. H. Suparwoto,M.Sc, selaku dosen mata kuliah Elektronika Geofisika

2. Para asisten praktikum yang telah banyak membantu kami

3. Teman-teman atas kerjasamanya

Kami menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih ada beberapa kekurangan dan

kelemahan sehingga perlu disempurnakan lagi, untuk itu saran dan kritik dari pembaca sangat

diharapkan demi kesempurnaan laporan Praktikum Instrumentasi Geofisika ini.

Kami berharap, laporan yang telah kami buat ini dapat berguna bagi orang banyak dan bagi

ilmu pengetahuan.

Yogyakarta, 25 Mei 2011

Penyusun

2

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR ………………………………………………………………………...…i

DAFTAR ISI …………………………………………………………….……………………....ii

BABA I. PENDAHULUAN ………………………………………….………………………….1

A. Latar Belakan ……………………………………..…………………………………1

B. Tujuan …………………………………………………………………………….….1

BAB II. DASAR TEORI ……………………………………………………………………..…2

BAB III. METODE EKSPERIMEN ……………………………….…………………………..6

A. Metode Yang Digunakan …………………………….…….……………………….6

B. Alat dan Bahan ……………………………………….……………………………..6

C. Skema Percobaan ………………………………………...………………………….7

D. Tata Laksana Percobaan ……………………………………………………………7

BAB IV. DATA, GRAFIK DAN ANALISA ………………….………………………………..8

A. Data ……………………………………………………...…………………………...8

B. Grafik ………………………………………………………….……………………..9

C. Analisis Data ……………………………………………….……………………….10

BAB V. PEMBAHASAN ……………………………………………………………………....11

A. Kelebihan Dan Kekurangan Dari Metode Yang Digunakan …………………….…11

B. Peninjauan Terhadap Data Eksperimen ……………………………………………..11

C. Tinjauan Dan Perbandingan Terhadap Referensi ……………………………….….11

BAB VI. KESIMPULAN ……………………………………………………………………....12

REFERENSI ……………………………………………………………………………………13

3

BABA I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di

dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya di permukaan bumi. Dalam hal ini meliputi

pengukuran potensial, arus dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara alamiah

ataupun akibat injeksi arus ke dalam bumi. Ada beberapa macam metoda geolistrik, antara

lain : metode potensial diri, arus telluric, magnetoteluric, elektromagnetik, IP (Induced

Polarization), resistivitas (tahanan jenis) dan lain-lain.

Dalam bahasan ini dibahas khusus metode geolistrik tahanan jenis. Pada metode

geolistrik tahanan jenis ini, arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua 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

kemudian dapat diturunkan variasi harga hambatan jenis masing-masing lapisan di bawah

titik ukur (sounding point). Metoda ini lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang

sifatnya dangkal, jarang memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih dari 1000 feet

atau 1500 feet. Oleh karena itu metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi munyak

tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang engineering geology seperti penentuan

kedalaman batuan dasar, pencarian reservoar air, juga digunakan dalam eksplorasi

geothermal.

B. Tujuan

Adapun tujuan dilaksananya percobaan ini adalah untuk mengetahui harga resistivitas 𝜌

pada pasir basah dan air. memperkirakan sifat kelistrikan medium atau formasi batuan

bawahpermukaan terutama kemampuannya untuk menghantarkan atau menghambat listrik

(konduktivitas atau resistivitas).

4

BABA II

DASAR TEORI

Teori yang mendasari metode tahanan jenis atau metode geolistrik adalah Hokum ohm yang

mempunyai persamaan

𝐼 =𝑉

𝑅

Dengan V menyatakan tegangan (volt), I menyatakan arus (ampere) dan R menyatakan resistansi

atau hambatan yang mempunyai satuan ohm.

Arus listrik yang mengalir dalam lintasan yang tertutup dipengaruhi oleh besar tegangannya.

Hubungan antara rapat arus dan intensitas medan listrik dalam suatu medium adalah berbanding

lurus dan secara matematis dapat dinyatakan

𝑗 = 𝜍 𝐸

Dengan :

𝜍 =1

𝜌= 𝑘𝑜𝑛𝑑𝑢𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠

1

Ω𝑚

𝐸 = 𝑣𝑒𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑎𝑛 𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑖𝑒𝑛 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑎𝑙 𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 𝑉𝑜𝑙𝑡

𝑚

𝑗 = 𝑣𝑒𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑟𝑎𝑝𝑎𝑡 𝑎𝑟𝑢𝑠 (𝑎𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒/𝑚2)

Nilai resistivitas suatu medium dapat ditulis sebagai:

𝜌 =1

𝜍= 𝑅

𝐴

𝐿

Dimana : 𝑅 =∆𝑉

𝐼

𝑅 =𝜌𝐿

𝐴

Maka ∆𝑉 = 𝜌𝐿

𝐴 ∙ 𝐼

Dengan R menyatakan resistansi (Ω), A luas penampang (m2), L menyatakan panjang (m) dan 𝜌

menyatakan resistivitas (Ωm) dari material yang akan diukur.

5

Dalam rangkaian listrik sederhana yang diberikan arus maka nilai tegangan akan terukur dan

nilai resistansinya dapat dihitung menggunakan hukum Ohm. Sama halnya dengan jika arus

listrik diinjeksikan ke dalam suatu medium dan mengukur tegangannya maka nilai resistansi dari

medium tersebut dapat diperkirakan. Pola arus listrik yang dipancarkan oleh elektroda arus

tunggal di permukaan medium setengah tak berhingga (Gambar 2.1), berlaku hokum Ohm.

𝐸 = 𝜌 𝐽 = 𝜌𝐼

𝐴= 𝜌

𝐼

2𝜋𝑟2

6

Pada pengukuran geolistrik di lapangan, arus yang besarnya telah diketahui diinjeksikan

ke dalam tanah, yaitu melalui sepasang elektroda (C1, C2) kemudian selisih potensialnya dapat

diukur melalui elektroda potensial (P1, P2). Aliran listrik dari C1 dan C2 menyebar pada batuan

melalui tiga cara yaitu: secara elektronik (ohmik), secara elektrolit (ionik) dan secara dielektrik

(pergeseran listrik). Pemasangan elektroda arus dan potensial diusahakan berada dalam satu garis

lurus seperti terlihat pada Gambar 2.2.

Besarnya potensial yang terukur pada elektroda P1 akibat arus pada elektroda C1 dan C2

adalah

Sedangkan potensial yang terukur pada elektroda P2 akibat arus pada elektroda C1 dan C2 adalah

:

Dengan demikian, beda potensial yang terukur oleh voltmeter antara elektroda P1 dan P2 adalah:

Persamaan 2.9 dapat langsung diketahui pada alat, namun untuk tahanan jenis batuan perlu

dihitung, sehingga:

Nilai tahanan jenis batuan yang dihitung menggunakan persamaan 2.10 bukanlah nilai

resistivitas batuan yang sebenarnya tetapi resistivitas semu (apparent resistivity) yang nilainya

tergantung dari jarak elektroda dan heterogenitas medium batuan dalam kerak bumi dan

beberapa parameter seperti kandungan logam, non logam, komposisi mineral, bentuk tekstur,

7

kandungan air, temperatur, permeabilitas medium dan umur geologinya. Perbedaan resistivitas

akan terlihat jelas pada penentuan kedalaman lapisan batuan yang mempunyai nilai resistivitas

berbeda-beda. Pengukuran resistivitas dilakukan terhadap permukaan bumi yang dianggap

sebagai suatu medium yang homogen isotropis. Pada kenyataanya, bumi tersusun atas komposisi

batuan yang bersifat heterogen baik ke arah vertikal maupun secara horizontal.

Ketidakhomogenan bumi ini menunjukan kenyataan bahwa lapisan batuan dan masing-masing

perlapisan mempunyai harga resistivitas tertentu.

8

BABA III

METODE EKSPERIMEN

A. Metode Yang Digunakan

Metode yang digunakan dalam pengambilan data yaitu metode geolistrik tahanan jenis

sounding dengan konfigurasi Wenner-Schlumberger. Konfigurasi ini diggunakan empat

elektroda, masing-masing dua elektroda arus dan dua elektroda potensial.

Pada prinsipnya metode ini adalah mengalirkan arus listrik ke dalam medium tanah maka

akan diperoleh beda potensial di bawah permukaan medium yang mengandung informasi

mengenai resistivitas dari medium tersebut. Metode ini menggunakan dua elektroda yang

digunakan untuk mengalirkan arus ke dalam bumi dan dua elektroda yang digunakan untuk

mengukur beda potensial yang ditimbulkan oleh aliran elektroda arus.

B. Alat Dan Bahan

Dalam pratikum ini dipergunakan alat dan bahan sebagai berikut:

- Amperemeter

- Voltmeter

- Sumber (power supply)

- Kompensator

- Akuarium keil yang berupa persegi panjang

- Pasir

- Air

- Beberapa kabel penhubung

- Dll

9

C. Skema Perobaan

1. Skema percobaan pengukuran resistivitas pasir basah

2. Skema percobaan pengukuran resistivitas air

D. Tata Laksana Percobaan

- Memasang rangkaian seperti pada skema

- Mengisi kotak kaca dengan air dan pasir basah

- Sebelum dialirkan arus listrik, mengukur potensial yang terbaca pada DVM, mengatur

kompensator sehingga DVM menunjuk nol.

- Menhidupkan sumber, segera membaa arus listrik (I)dan (V).

- Mematikan sumber, balik arah arusnya, mengulangi pembacaan seperti langkah (4)

- Mengukur (V) untuk bermacam macam harga (I)

10

BAB IV

DATA, GRAFIK DAN ANALISA

A. Data

1. Data pengukuran resistivitas pasir basah

No Vin (V) Vout (V) I (mA)

1 2 0,18 0,26

2 4 0,25 0,49

3 6 0,30 1,77

4 8 0,95 2,42

5 10 1,48 3,27

6 12 2,24 4,07

7 14 3,33 4,84

8 16 3,27 5,12

9 18 4,04 6,25

10 20 4,68 7,08

2. Data pengukuran resistivitas air

No Vin (V) Vout (V) I (mA)

1 1 0.029

0.03

2 2 0.028

0.09

3 3 0.229

0.33

4 4 0.494

0.43

5 5 0.883

0.82

6 6 1.133

0.27

7 7 1.548

0.20

8 8 1.806

0.64

9 9 1.989

1.51

10 10 1.768

1.4

11

B. Grafik

1. Grafik pengukuran resistivitas pasir basah

2. Grafik pengukuran resistivitas air

y = 0.706x - 0.439

-1

0

1

2

3

4

5

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Vo

ut (

V)

I (mA)

Vout (V) VS I (mA)

y = 1.053x + 0.387

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6

Vou

t(V

)

I(mA)

Vout (V) Vs I(mA)

12

C. ANALISA DATA

1. Analisis data pada pengukuran resistivitas pasir basah

R = 𝜌𝐿

𝐴 R =

∆𝑉

𝐼

∆𝑉

𝐼 = 𝜌

𝐿

𝐴

∆𝑉 = 𝜌 𝐿

𝐴 ∙ 𝐼

Y = m . x

m = 𝜌𝐿

𝐴

𝜌 = 𝑚.𝐴

𝑙

Dimana luas penampang diketahui (A) dan panjan (l)

A = 5cm x 1 cm = 5 cm2 = 5.10

-4 m

2

L = 10 cm = 0,1 m

𝜌 = 0.7065 ∙ 10−4𝑚2

0,1 𝑚

𝜌 = 0,00353 Ω m

2. Analisis data pada pengukuran resistivitas air

R = 𝜌𝐿

𝐴 R =

∆𝑉

𝐼

∆𝑉

𝐼 = 𝜌

𝐿

𝐴

∆𝑉 = 𝜌 𝐿

𝐴 ∙ 𝐼

Y = m . x

m = 𝜌𝐿

𝐴

𝜌 = 𝑚.𝐴

𝑙

Dimana luas penampang diketahui (A) dan panjan (l)

A = 5cm x 3,3 cm = 16,5 cm2 = 16,5.10

-4 m

2

L = 10 cm = 0,1 m

𝜌 = 1.05316,5 ∙ 10−4𝑚2

0,1 𝑚

𝜌 = 0,0173745Ω m

13

BAB V

PEMBAHASAN

A. Kelebihan Dan Kekurangan Dari Metode Yang Digunakan

1. Kelebihan Dari Metode Yang Digunakan sebagai berikut:

Harga peralatan murah, Biaya survei relatif murah, Peralatan relatif kecil dan

ringan, Waktu yang dibutuhkan relatif cepat, bisa mendapatkan 4 titik dalam sehari.

2. Kekurangan Dari Metode Yang Digunakan sebagai berikut:

Tidak efektif untuk pemakaian di kawasan karst, Untuk mendeteksi air tidak bisa

diketahui berapa jumlah volume pasti air tersebut, Tidak bisa membedakan air mengalir

dan yang statis, Tidak bisa menjangkau wilayah yang dalam karena jankauannya

berkisar 1000-1500 kaki dibawah permukaan bumi

B. Peninjauan Terhadap Data Eksperimen

Data yang didapat pada ekperimen tidak terlalu akurat sebab proses pengambilan data

tidak teliti sehingga mengakibatkan nilai resitivitas tidak benar. Dalam pengambilan data

pratikan sangat sulit untuk mengambil data dengan teliti karena untuk menolkan

potensiometer sangatlah sulit sehingga mengakibatkan data tidak akurat dan selanjutnya

mempengaruhi nilarai resitivitas yang dicari.

C. Tinjauan Dan Perbandingan Terhadap Referensi

Dalam pembahasan diatsan yang telah membahas data eksperimen bahwa nilai

resistivitas air lebih besar dari pada nilai resistivitas pasir basah ini sangat tidak sesuai

dengan referensi yang ada. Ini dikarenakan adanya pengambilan data yang sangat fatal

kesalahannya sebenarnya nilai resistivitas air sangat kecil dibandingkan dengan nilai

resistivitas benda lainnya.

Parameter yang diukur adalah harga resistensi pasir basah dimana pasir yang

mengandung banyak air memiliki konduktivitas semakin besar, sehingga resistivitasnya

akan semakin kecil. Begitu pula sebaliknya, konduktivitas akan semakin kecil jika

kandungan air dalam pasir semakin sedikit, sehingga resistivitasnya akan semakin besar.

Maka air memiliki konduktivitas besar maka resistivitas air kecil.

14

BAB VI

KESIMPULAN

Dari pembahasan diatas kita dapat mengambil kesimpulan bahwa:

1. Metoda ini lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang sifatnya dangkal

2. Tidak bisa menjangkau wilayah yang dalam karena jankauannya berkisar 1000-1500 kaki

dibawah permukaan bumi

3. Dari hasil eksperimen didapat bahwa nilai resistivita pasir basah sama dengan 0,00353 Ω

m sedangkan nilai resistivitas air sama dengan 0,0173745Ω m.

15

REFERENSI

Hendrajaya, L., dan Arif, I. 1988. Geolistrik Tahanan Jenis. Laboratorium Fisika Bumi. Jurusan

FMIPA. ITB. Bandung

Nandi Haerudin., Syamsurijal Rasimeng,. dan Eva Yuliana, 2008. Metode Geolistrik Untuk

Menentukan Pola Penyebaran Fluida Geothermal Di Daerah Potensi Panasbumi Gunung

Rajabasa Kalianda Lampung Selatan. Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung Jl.

Sumantri Brojonegoro No.1 Bandar Lampung 35145

Ngadimin., Gunawan Handayani. 2001. Aplikasi Metode Geolistrik Untuk Alat Monitoring

Rembesan Limbah (Penelitian Model Fisik di Laboratorium). PMIPA Prodi Fisika

FKIP Unsyiah, Jl. T.Nyak Arief Darussalam Banda Aceh-23111,

Laboratorium Fisika

Bumi, Departemen Fisika ITB, Jl. Ganesa 10 Bandung 40132.