Energi dari gelombang elektromagnetik dibawa oleh medan listrik dan ...
gelombang elektromagnetik yang dapat merambat di ruang vakum (tanpa
sumber.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Gelombang Elektromagnetik (EM) , Besaran medan listrik dapat diperoleh tanpa kehadiran medan magnet dan demikian juga sebaliknya. Kedua gejala tersebut dapat terjadi karena medan listrik dan medan magnet tidak berubah terhadap waktu. Sedangkan untuk pembahasan medan listrik dan medan magnet yang berubah terhadap waktu, keberadaan medan listrik selalu disertai dengan medan magnet, demikian pula sebaliknya. Hubungan antara keduanya dapat dinyatakan dengan persamaan Maxwell. Persamaan Maxwell adalah hukum
yang mendasari teori medan
elektromagnetik. Energi dari gelombang elektromagnetik dibawa oleh medan yang dapat menjalar melalui ruang vakum. listrik dan medan magnet
1.
Persamaan Maxwell Penerapan dari pemanfaatan gelombang elektromagnetik untuk metode
magnetotellurik didasari oleh persamaan Maxwell. Dari persamaan Maxwell, kita dapat melihat bahwa hubungan antara kejadian medan listrik dan medan magnet berkaitan erat dengan sifat geometri dan kelistrikan medium dimana fenomena itu terjadi. Persamaan Maxwell dirumuskan dalam besaran medan listrik dan medan . Seluruh persamaan Maxwell terdiri dari 4 persamaan medan, yang magnet
7
8
masing-masing dapat dipandang sebagai hubungan antara medan dan distribusi sumber, baik sumber muatan ataupun sumber arus. Untuk ruang vakum (tanpa sumber muatan), persamaan Maxwell dalam satuan SI dirumuskan sebagai berikut: . 0
Persamaan Maxwell 1
0 .
Persamaan Maxwell 2
Persamaan Maxwell 3
Persamaan Maxwell 4
dimana: = medan listrik (V/m) = induksi magnetik (Tesla ) µ0 = permeabilitas magnetik ε0 = permitivitas listrik Dari persamaan Maxwell 1 (Hukum Gauss) menyatakan bahwa jumlah garis gaya medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan yang dilingkupi permukaan tersebut. .
∑
2.1
.
!
2.2
$ . %
2.3
"
dimana ρ adalah rapat muatan; ρ = "#
.
9
Melalui teorema divergensi : & .
% Maka diperoleh .
ρ
. & %
% .
'
2.4
Untuk ruang vakum ρ = 0, sehingga didapat: . 0
2.5
Dari persamaan Maxwell 2 (Hukum Gauss Magnetik) menyatakan bahwa medan magnet yang menembus suatu permukaan tertutup sama dengan nol karena tidak adanya sumber medan berupa muatan magnetik. . 0
2.6
.
2.7
% 0 .
0 .
2.8
Dari persamaan Maxwell 3 (Hukum Faraday-Lenz) menyatakan ggl induksi yang timbul pada suatu rangkain sebanding dengan perubahan fluks magnet yang menembus rangkaian tersebut terhadap waktu, sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa medan listrik dapat timbul karena adanya perubahan pada medan magnet, dimana medan magnet ini berubah terhadap waktu.
Ф
2.9
. Karena Ф
. (
.
2.10 2.11
10
. ㄊ . (
Menurut teorema stokes : .
2.12
.
2.13
Dari persamaan Maxwell 4 (Hukum Ampere) menyatakan jumlah garis gaya medan magnet yang menembus lintasan tertutup sebanding dengan jumlah arus yang dilingkupinya.
. ( . ) ФB Dari hubungan *
+
,
-.// -
0.
. 1 Karena *
2.14
2.15
maka
.
2.16
Hal ini menjelaskan bahwa medan magnet dapat timbul karena perubahan medan listrik. Dimana interaksi antara kedua medan ini akan menghasilkan gelombang elektromagnetik yang dapat merambat di ruang vakum (tanpa sumber muatan) maupun dalam suatu bahan.
2.
Gelombang EM pada medium Konduktif Untuk memahami penjalaran gelombang elektromagnetik (EM), kita
menggunakan persamaan Maxwell dalam suatu bentuk hubungan antara medan listrik dan medan magnet.
11
Untuk medium konduktif, diketahui rapat arus 1 tidak sama dengan nol, besarnya sebanding dengan medan listrik , sehingga hanya diperhatikan muatan bebas dan arus bebas, persamaan Maxwell menjadi: $7 . 6 0 .
