8. metode resistivitas - oen 2016
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
1/24
8. Metode Resisitivitas
Pengenalan resisitivitas :1. Teori Geolistrik
2. Sifat Kelistrikan Batuan
. bahasan geolistrik, mahasiswa akan dapat
mengetahui dasar dari metoda resistivitas dan sifat
kelistrikan dari suatu batuan
. Pustaka :
•. Buku 2Bab!"###
•. Buku $Bab!%"###
Metode Resisitivitas 1
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
2/24
1. Teori Geolistrik
A. Dasar geolistrik
B. Metode resisitivitas
Metode Resisitivitas 2
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
3/24
A. Dasar Geolistrik : Resisitivitas Listrik
Resistivitas listrik
• adalah salah satu metode geofisika &ang men&elidiki
struktur bawah permukaan dengan menggunakan sifat !
sifat kelistrikan batuan.
• 'esistivitas (uga berfungsi untuk mengukur sifat batuan
dan fluida pori )ba*a+ min&ak, gas dan air disepan(ang
lubang bor dengan mengukur sifat tahanan kelistrikann&a.
• Besaran resistivitas batuan dideskripsikan dengan -hm
eter, dan biasan&a dibuat dalam skala logarithmi*
dengan nilai antara /.2 sampai dengan 2/// -hm eter.
Metode Resisitivitas 3
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
4/24
Metode Resisitivitas 4
• etode resistivit& dilakukan karena pada hakikatn&a batuan, fluida dan
hidrokarbon di dalam bumi memiliki nilai resistivitas tertentu
• 0engukuran resisitivitas telah ban&ak dilakukan untuk berbagai keperluan
dalam menduga keterdapatan air tanah, mineral and applikasi resistivitas
dalam teknik sipil.
• Setiap bahanmaterial akan mempun&ai tahananresistan*e (ika dialirkan
arus listrik.
• ilai resistivitas ini tergantung pada kekompakan bahan, porositas, danpermeabilitas bahan serta kandungan air
• ontoh untuk resisitivitas suatu medium &aitu 3ir garam &ang memiliki
konsentrasi &ang tinggi akan dapat mengalirkan listrik dengan mudah
dibandingkan dengan air tawar.
• 4alam suatu lapisan batuan, pori batuan tersebut akan terisi oleh
hidrokarbon dan air formasi.
• 5ona air dominan pada suatu lapisan batuan tersebut akan memiliki
konduktivitas lebih tinggi (resistivitas rendah) dibanding pada 6ona
hidrokarbon dominan
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
5/24
Metode Resisitivitas 5
Nilai Konduktivitas dan Resistivitas Dari
Ragam Bahan Konduktor
dan Semikonduktor
• Konduktivitas suatu bahan adalah kemampuan
suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik.
Sedangkan 'esistivitas adalah kebalikan darikonduktivitas, &akni kemampuan suatu bahan untuk
menahan arus listrik.
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
6/24
Tabel 1. ilai 'esistivitas dan Konduktivitas berbagai bahan
4ari tabel di bawah dapat dilihat bahwa bahanSemikonduktor dapat menghantarkan listrik lebih
baik dari pada #solator tetapi lebih rendah (ika
dibandingkan dengan Konduktor.
Jenis Bahan Resistivitas Konduktivitas
Konduktor Tembaga 10⁻⁶ Ω⁻m 10⁶ !Ω⁻"⁻#m⁻#
$emikonduktor $ilikon%0 & 10⁻'Ω⁻m
0(0) & 10'!Ω⁻"⁻#m⁻#
Germanium %0 Ω⁻m 0(0) !Ω⁻"⁻#m⁻#
*solator Mika 10#+ Ω⁻m 10⁻#+ !Ω⁻"⁻#m⁻#
Metode Resisitivitas 6
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
7/24
Metode Resisitivitas 7
Berikut adalah gambar grafik resistivitas Sili*on )Si pada suhu $// K dengan ragam
konsentrasi impurit& &ang berbeda!beda.
4apat dilihat bahwa semakin besar konsentrasi imouritna maka akan semakin
ke!il nilai resistivitas dari Sili!on (Si).
resistivitas
konsentrasi imourit
Grafik 'esistivitas Sili*on )Si pada suhu $// K
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
8/24
"#$R% M#"$D# $'%S"R%K R#S%S"%%"S
• 7ukum &ang mendasari metode ini adalah 7ukum -hm.
• 4alam penerapann&a se*ara sederhana terhadap benda silinder
berhambatan!(enis ρ, arus listrik I akan berbanding lurus dengan
luas penampang A dan beda potensial antara u(ung!u(ungn&a 8V ,
serta berbanding terbalik dengan pan(angn&a L.
Metode Resisitivitas 8
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
9/24
Metode Resisitivitas 9
• 0enerapan hukum -hm untuk arus listrik tunggal
)homogen &ang di kedalaman )simetris bola, dimana
arus listrik I &ang menembus permukaan bola beronggadengan luas A, tebal dr , dan beda potensial dV antara
bagian luar dan dalam.
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
10/24
Metode Resisitivitas 10
Sedangkan penerapan 7ukum -hm untuk arus listrik
tunggal di permukaan )medium tak berhingga setengah
bola,• akan menghasilkan besar arus I +
• atau besar beda potensial V +
https://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/91.png
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
11/24
Metode Resisitivitas 11
9ntuk dua titik arus di permukaan medium setengah
tak berhingga, maka beda potensial di antara dua
titik adalah +
dimana arus listrik dilewatkan pada elektroda arus 3 dan B, dan
beda potensial akan diperolehterukur pada elektroda potensial
dan .
https://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/112.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/122.pnghttps://geohazard009.files.wordpress.com/2015/02/112.png
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
12/24
Metode Resisitivitas 12
0ersamaan turunan dari 7ukum -hm di atas
menggunakan asumsi bahwa arus listrik melalui medium
homogen, sehingga nilai resistivitas &ang terukur)dengan konfigurasi elektroda apapun akan memberikan
nilai &ang sama sebagai resistivitas medium sebenarn&a
)true resistivity .
0ada ken&ataann&a, bumi sebagai medium hantar listrik
tidaklah homogen, sehingga resistivitas &ang terukur
merupakan resistivitas semu )apparent resistivity .
'esistivitas semu &ang terukur dapat berbeda sesuaidengan konfigurasi elektroda &ang digunakan dalam
pengukuran.
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
13/24
Metode Resisitivitas 13
• ilai resistivitas semu ρa merupakan fungsi (arak antar elektroda
arus, &ang sekaligus menentukan resolusi kedalaman bawah
permukaan &ang dapat diukur.
• 9ntuk (arak antar elektroda &ang besar, ρa &ang diperoleh akan
mewakili nilai r batuan &ang lebih dalam, begitu pula sebalikn&a.
'esistivitas semu + a medium homogen semi tak berhingga, b
medium 2 lapis ):2;:1, * medium lapis ):2
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
14/24
Metode Resisitivitas 14
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
15/24
Metode Resisitivitas 15
*. Si+at Kelistrikan Batuan
• Sifat kelistrikan batuan adalah karakteristik dari batuan bila dialirkanarus listrik ke dalamn&a.
• 3rus listrik dapat berasal dari alam itu sendiri disebabkan oleh
adan&a atom!atom pen&usun kerak bumi &ang berinteraksi satu
sama lainn&a akibat adan&a ketidakseimbangan muatan, atau aruslistrik &ang senga(a dimasukkan ke dalamn&a.
• Beberapa sifat kelistrikan batuan &ang berguna dalam eksplorasi
se*ara geolistrik khususn&a dalam metode resistivitas adalah
potensial listrik alami, konduktivitas listrik, dan konstanta dielektrik.
)7anda&ani, 2//=.
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
16/24
Metode Resisitivitas 16
0otensial listrik alami ter(adi karena adan&a aktivitas elektrokimia atau
kegiatan mekanik alam. 0otensial listrik ini dapat dikelompokkan
men(adi+
1. 0otensial elektrokinetik, ter(adi bila larutan elektrolit bergerak
melalui media berbentuk pipa kapiler atau media &ang berpori!
pori.
2. 0otensial difusi, ter(adi bila ada perbedaar mobilitas dari ion!iondalam larutan &ang mempun&ai konsentrasi berbeda.
$. 0otensial nerust, ter(adi bila suatu elektroda logam dimasukkan
ke dalam larutan homogen.
=. 0otensial mineralisasi, ter(adi bila dua elektroda logam
dimasukkan ke dalam elektroda homogen.
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
17/24
Metode Resisitivitas 17
Konduktivitas listrik adalah kemampuan dari batuan dalam
menghantarkan arus listrik.
3rus listrik dapat mengalir dalam batuan dengan tiga *ara &aitu+
1. Konduksi se*ara elektronik, hal ini ter(adi (ika batuan mengandung
ban&ak elektron bebas, seperti bada batuan &ang ban&ak mengandung
logam. Sehingga arus listrik mudah mengalir pada batuan tersebut.
2. Konduksi se*ara elektrolitik, ini ban&ak ter(adi pada batuan &ang bersifatporus dan pada pori!pori tersebut terisi oleh larutan elektrolit. Sehingga
arus listrik mengalir di bawah oleh ion!ion larutan elektrolit.
$. Konduksi se*ara dielektrik, konduksi ini ter(adi pada batuan &ang
bersifat dielektrik, artin&a batuan tersebut mempun&ai elektron bebas
sedikit dan bahkan tidak ada. Tetapi karena adan&a pengaruh medanlistrik dari luar maka elektron! elektron dalam atom batuan dipaksa
berpindah dan berpisah dengan intin&a sehingga ter(adi polarisasi.
Konduksi ini sangat bergantung pada konstanta dielektrik batuan.
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
18/24
Metode Resisitivitas 18
Berdasarkan harga resistivitasn&a, batuan dapat
digolongkan men(adi tiga golongan, &aitu+
)3non&mous, 2//>.
a. Konduktor baik + 1/!?< : < 1@m
b. Konduktor pertengahan + 1 < : < 1/> @m*. #solator + : ; 1/> @m
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
19/24
Metode Resisitivitas 19
aliran arus listrik di dalam batuan dan mineral dapat di golongkan
men(adi tiga ma*am, &aitu konduksi se*ara elektronik, konduksi se*ara
elektrolitik, dan konduksi se*ara dielektrik.
Konduksi se!ara elektronik. Konduksi ini ter(adi (ika batuan atau
mineral mempun&ai ban&ak elektron bebas sehingga arus listrik di
alirkan dalam batuan atau mineral oleh elektron!elektron bebas
tersebut.
3liran listrik ini (uga di pengaruhi oleh sifat atau karakteristik masing!masing batuan &ang di lewatin&a.
Salah satu sifat atau karakteristik batuan tersebut adalah resistivitas
)tahanan (enis &ang menun(ukkan kemampuan bahan tersebut untuk
menghantarkan arus listrik.
Semakin besar nilai resistivitas suatu bahan maka semakin sulit bahan
tersebut menghantarkan arus listrik, begitu pula sebalikn&a.
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
20/24
Metode Resisitivitas 20
Resistivitas memiliki e!gertia! "a!g #er#edade!ga! resista!si $%am#ata!&' dima!a resista!sitidak %a!"a #erga!t(!g ada #a%a! tetai )(ga#erga!t(!g ada *aktor geometri ata( #e!t(k#a%a! terse#(t' seda!gka! resistivitas tidak#erga!t(!g ada *aktor geometri.
+ika di ti!)a( s(at( sili!der de!ga! a!)a!g ,' l(ase!ama!g A' da! resista!si R' maka daat dir(m(ska!-
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
21/24
Metode Resisitivitas 21
4i mana se*ara fisis rumus tersebut dapat di artikan (ika pan(ang
silinder konduktor )A dinaikkan, maka resistansi akanmeningkat, dan apabila diameter silinder konduktor diturunkan
&ang berarti luas penampang )3 berkurang maka resistansi (uga
meningkat. 4i mana : adalah resistivitas )tahanan (enis dalam
@m.
Sedangkan menurut hukum -hm, resistivitas ' dirumuskan +
https://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog2.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog2.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog2.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog2.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog2.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog2.jpg
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
22/24
Metode Resisitivitas 22
Konduksi se!ara elektrolitik.Sebagian besar batuan merupakan konduktor &ang buruk dan memiliki
resistivitas &ang sangat tinggi.
amun pada ken&ataann&a batuan biasan&a bersifat porus dan memiliki pori!pori &ang terisi oleh fluida, terutama air.
3kibatn&a batuan!batuan tersebut men(adi konduktor elektrolitik, di mana
konduksi arus listrik dibawa oleh ion!ion elektrolitik dalam air.
Konduktivitas dan resistivitas batuan porus bergantung pada volume dansusunan pori!porin&a.
Konduktivitas akan semakin besar (ika kandungan air dalam batuan bertambah
ban&ak, dan sebalikn&a resistivitas akan semakin besar (ika kandungan air
dalam batuan berkurang.
enurut rumus 3r*hie+
di ma!a e adala% resistivitas #at(a!' / adala% orositas' adala%*raksi oriori "a!g #erisi air' da! adala% resistivitas air.eda!gka! a' m' da! ! adala% ko!sta!ta. m dise#(t )(ga *aktor
seme!tasi. !t(k !ilai ! "a!g sama' s%l(m#erger me!"ara!ka! ! 2.
https://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpghttps://poetrafic.files.wordpress.com/2011/01/blog5.jpg
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
23/24
Metode Resisitivitas 23
Tugas +
Buat 3rtikelTer(emahan engenai
Sifat Kelistrikan Batuan
-
8/17/2019 8. Metode Resistivitas - Oen 2016
24/24
Metode Resisitivitas 24
Konduksi se!ara dielektrik.
Konduksi ini ter(adi (ika batuan atau mineral bersifatdielektrik terhadap aliran arus listrik, artin&a batuan atau
mineral tersebut mempun&ai elektron bebas sedikit,
bahkan tidak sama sekali.
lektron dalam batuan berpindah dan berkumpul terpisah
dalam inti karena adan&a pengaruh medan listrik di luar,
sehingga ter(adi poliarisasi.
0eristiwa ini tergantung pada konduksi dielektrik batuan
&ang bersangkutan *ontoh + mika.