TINGKAT PENYERAPAN INDUKSI MAGNETIK

TINGKAT PENYERAPAN INDUKSI MAGNETIK BAHAN PENYERAP YANG
DITIMBULKAN OLEH TELEPON SELULER
Sarlismi1, Erwin2, M. Ginting2
1
Mahasiswa Program S1 Fisika FMIPA-UR
2
Dosen Jurusan Fisika FMIPA-UR
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau
Kampus Binawidya Pekanbaru, 28293, Indonesia
[email protected]
ABSTRACT
Users of cellular telephone (HP) today claim that weak static magnetic fields (B) is
induced around the HP and this may affect the users. In this research, measurement of a
static magnetic induction and a magnetic moment induced by HP was carried out. The
measurement of the static magnetic induction was done for two directions which were
horizontal and vertical direction. The static magnetic induction induced by that HP was
measured using a magnetic sensor Pasco PS 2112. The effect of the thickness of
material such as copper (Cu) inserting between a magnetic probe and the HP was
studied. For the horizontal direction (x direction), the magnetic induction was measured
with the distance of 0,7 cm from the HP with and without Cu. The static magnetic
induction was also measured in vertical direction (z-direction) using 0 mm, 1 mm, 2
mm, 3 mm, 4 mm, and 5 mm of absorption materials. The results showed that the static
magnetic induction was induced by those HP has normal distribution with the position
of the peak near thetop of the HP. The value of magnetic induction was found to be 10-3
T and 9 10 T without and with Cu, respectively. For vertical measurement, it was
found that the static magnetic induction reduced its values with increasing distance from
the HP. By plotting B versus distance, it was found that the magnetic moment of the HP
was 1,5 Am2. Based on these plots, then it was also found that the level of absorption of
was about 0,02 mm-1.
Keywords: Magnetic sensor Pasco PS 2112,Induction magnetic,Magnetic moments.
Absorption,Cellular telephone.
ABSTRAK
Saat ini pengguna telepon seluler (HP) mengklaim bahwa medan magnet statis yang
lemah (B) diinduksi sekitar HP dapat mempengaruhi pengguna. Dalam penelitian ini,
pengukuran induksi magnetik statis dilakukan untuk menentukan momen magnetik dan
tingkat penyerapan induksi magnetik yang disebabkan oleh HP. Pengukuran induksi
magnet statis dilakukan dalam dua arah yaitu arah horisontal dan vertikal. Alat yang
digunakan untuk mengukur Induksi magnetik statis yang disebabkan oleh HP adalah
sensor magnetik Pasco PS 2112. Secara horizontal (arah x), induksi magnetik diukur
1
dengan jarak 0,7 cm dari HP dengan menggunakan bahan penyerap dan tanpa bahan
penyerap. Induksi magnet statis juga diukur dalam arah vertikal (arah z)
denganmenggunakan bahan penyerap 0 mm, 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, dan 5 mm.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa induksi magnet statis yang disebabkanHP
memiliki distribusi normal dengan posisi puncak di dekat bagian atas HP. Nilai induksi
magnetik ditemukan menjadi 10-3 T dan 9 x 10-4 T tanpa dan dengan Cu masingmasing. Untuk pengukuran vertikal, nilai induksi magnet statis berkurang dengan
meningkatnya jarak dari HP. Dengan memplotinduksi magnetikterhadap jarak bisa
menentukan momen magnetik dari HP adalah 1,5 Am2. Berdasarkan plot induksi
magnetik terhadap jarak maka tingkat penyerapan induksi magnetik dengan
menggunakan bahan penyerap sekitar 0,02 mm-1.
Kata
kunci:
SensormagnetikPascoPS2112,Induksi
magnetik,Penyerapan,Telepon seluler.
magnetik,
Momen
PENDAHULUAN
Telephon seluler atau Handphone sering disingkat dengan HP, pada saat ini
tidak asing lagi digunakan oleh masyarakat. HP saat ini merupakan suatu alat
komunikasi yang dapat dipindah-pindahkan posisinya. Seringnya berkomunikasi
dengan menggunakan HP diperkirakan dapat memberikan pengaruh biologis terhadap
penggunanya (Lai, 2011). Penelitian tentang induksi magnetik oleh HP telah banyak
dilakukan oleh peneliti terdahulu terutama yang berkaitan dengan pengaruh dari HP ini
terhadap penggunanya.
Berbagai metode penelitian yang telah dilakukan yaitu dengan menggunakan
pendekatan secara langsung (Gaudin, 2011), maupun penelitian lain yang dilakukan
secara eksperimen melalui pendekatan statistik (Fragopoulou, 2009). Lebih jauh lagi
Einat (2011), meneliti tentang induksi magnetik statik yang di timbulkan oleh HP
menggunakan Probe Hall menyimpulkan bahwa HP tersebut menimbulkan induksi
magnetik statik. Selanjutnya dia menganalisanya dengan menggunakan model analitis.
Ruang lingkup yang ingin dibahas dalam penelitian ini yaitu tentang koefisien
penyerapan bahan penyerap (tembaga) terhadap HP secara horizontal dan vertikal
dengan menggunakan sensor magnetik PS 2112. Adapun tujuan yang ingin dicapai
yaitu menentukan koefisien penyerapan dari gelombang magnetik statik yang terinduksi
dari HP dengan ketebalan bahan penyerap divariasikan dari 0 mm sampai 5 mm secara
vertikal sedangkan secara horizontal hanya bahan penyerap 1 mm dan tanpa bahan
penyerap.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan untuk mengukur induksi magnetik statis yang terinduksi
pada HP ketika menerima telepon dari pemberi informasi (sumber). Pengukuran induksi
magnetik ini menggunakan sensor magnetik Pasco PS 2112, kemudian diteruskan ke
laptop untuk mengetahui nilai- nilai nominalnya. Untuk mengurangi terjadinya induksi
magnetik ini, pada permukaan HP diletakkan bahan penyerap tembaga dengan
ketebalan bervariasi. Pengukuran induksi magnetik ini dilakukan dalam dua arah; yaitu
2
arah horizontal dan arah vertikal. Pengukuran induksi magnetik secara horizontal
dilakukan dengan menggunakan bahan penyerap (tembaga) dengan ketebalan 1 mm
dantanpabahanpenyerap. Pengukuran dilakukan sepanjang permukaan HP dengan
interval jarak 1 cm sedangkan jarak HP dengan sensor adalah 0,7 cm. Pengukuran
induksi magnetik statis secara vertikal dengan jaraksensor 0,7 cm, 0,9 cm, 1,1 cm, 1,3
cm,dan 1,5 cm dari sumber. Untuk variasi jarak ini, ketebalan penyerap divariasikan
dari 0 mm, 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, sampai 5 mm.
Gambar 1.Skema rangkaian pengukuran induksi magnetik statis oleh sensor
magnetikdengan arah horizontal dan vertikal
Semua hasil ini ditampilkan dalam bentuk grafik-grafik, lalu dari slope grafik
dapat ditentukan momen magnetik dan tingkat penyerapan induksi magnetik bahan
penyerap tembaga.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran induksi magnetik secara horizontal, ttitik origin dari pengukuran ini
diambil ditengah tengah HP sehingga sebelah kiri titik origin jarak diberi tanda negatif
sedangkan sebelah kanan origin diberi tanda positif.Grafik hasil pengukuran induksi
magnetik rata-rata secara horizontal tanpa menggunakan bahan penyerap dan
menggunakan bahan penyerap dengan ketebalan 1 mm dan jarak sensor ke HP sejauh
0,7 cm dapat dilihatkan Gambar 1 dan Gambar 2 .
3
Gauss ian(1) fit to Data1_B
Peak Area Center Width Height
1 0.0027349 -2.9176 2.2686 9.6192E-4
Yoffs et = 0
0.0010
T)
0.0008
Induksi Magnetik (x 10
-4
Data Hasil Pengukuran
Data Fitting
0.0006
0.0004
0.0002
0.0000
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
Jarak Horizontal (cm)
Gambar 2. Grafik hubungan antara Induksi magnetik rata-rata HP terhadap jarak
horizontal tanpa menggunakan bahan penyerap.
Gaussian(1) fit to Data1_B
Peak Area Center Width Height
1 0.0026998 -2.9866 2.4225 8.892E-4
Yoffset = 0
0.0010
T)
0.0008
Induksi Magnetik (x 10
-4
Data Sebenarnya
Setelah di Fit
0.0006
0.0004
0.0002
0.0000
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
Jarak Horizontal (cm)
Gambar 3. Grafik hubungan antara Induksi magnetik rata-rata HP terhadap jarak
horizontal menggunakan bahan penyerap dengan ketebalan 1mm
Dari grafik padaGambar 1 dan 2 dapat dilihatInduksi magnetik terbesar terletak
pada jarak -3, dikarenakan pada jarak ini komponen HP tersusun didalamnya. Induksi
magnetik yang dihasilkan semakin kecil ketika diberi bahan penyerap. Hal ini
disebabkan oleh bahan penyerap yang diberikan termasuk bahan diamagnetik. Bahan
4
diamagnetik bersifat memperlemah medan magnet yang memiliki nilai suseptibilitas
negatif sehingga nilai induksi yang diperoleh semakin kecil. Nilai induksi magnetik
tanpa menggunakan bahan penyerap lebih besar dibandingkan menggunakan bahan
penyerap setebal 1 mm. Besarnya induksi magnetik tanpa menggunakan bahan
penyerap adalah10
T sedangkan besar induksi magnetik menggunakan bahan
penyerap setebal 1 mm adalah 9× 10 T.
Pengukuran induksi magnetik terhadap jarak secara vertikal dengan variasi
ketebalan 0 mm sampai 5 mm diukur pada jarak 0,7 cm sampai 1,5 cm dari HP ke
sensor magnetik. Grafik hasil pengukuran induksi magnetik ditampilkan pada Gambar
3 berikut ini.
induksi magnetik (x10 -4 T)
0
-5
0
1
2
3
4
5
-10
1,5
-15
1,3
-20
1,1
-25
0,9
0,7
-30
-35
ketebalan bahan penyerap (mm)
Gambar 4. Grafik hubungan antara nilai induksi magnetik rata-rata terhadap ketebalan
secara vertikaldengan jarak yangbervariasi.
Berdasarkan Gambar 4 dapat dilihat bahwa semakin tebal bahan penyerapnya,
maka semakin kecil medan magnetik yang terinduksi. Besarnya induksi magnetik pada
jarak 0,7 cm tanpa menggunakan bahan penyerap adalah -6,2451× 10
tesla,
sedangkan besarnya induksi magnetik dengan menggunakan bahan penyerap ketebalan
5 mm adalah -7,0105× 10 tesla. Secara umum, nilai induksi magnetik semakin kecil
ketika jarak dari sensor ke HP semakin jauh. Hal ini dikarenakan semakin jauh jarak
objek dari sumber, maka semakin kecil induksi magnetik yang berpengaruh terhadap
objek. Penurunan ini disebabkan oleh nilai flux magnetik yang ada pada daerah tersebut
yang disebabkanolehjarak yang semakinjauh.
Nilai
induksi
magnetik
bisa
menentukan
momen
magnetikdenganmenghubungkan slope (kemiringan) dariinduksimagnetik terhadap1/z3
× 10 .Hubungan induksi magnetik terhadap 1/z3 × 10 dapat dilihat pada Gambar 5.
5
0.000650
0.000645
0.000640
0.000635
0.000630
0.000625
0.000620
0.000615
0.000610
Bahan Penyerap 1 mm
y = 10-7X + 0,0006
0
B Induksi Magnetik (T)
Induksi Magnetik (T)
Tanpa Bahan Penyerap
200
(1/z3) x 103 (m)
0.000670
0.000660
0.000650
0.000640
0.000630
0.000620
0.000610
400
0
y=
0
10-7X
+ 0,0006
100
200
300
(1/z3) x 103 (m)
400
y = 2x10-7X+ 0,0006
0
200
(1/z3) x
103
400
(m)
Bahan Penyerap 5 mm
0.000720
y = 3x10-7X+ 0,0006
B Induksi Magnetik (T)
B Induksi Magnetik (T)
0.000700
0.000690
0.000680
0.000670
0.000660
0.000650
0.000640
0.000630
0.000620
0.000610
400
Bahan Penyerap 4 mm
0.000710
0.000700
0.000690
0.000680
0.000670
0.000660
0.000650
0.000640
0.000630
0.000620
0.000610
100 3 200 3 300
(1/z ) x 10 (m)
Bahan Penyerap 3 mm
B Induksi Magnetik (T)
B Induksi Magnetik (T)
Bahan Penyerap 2 mm
0.000665
0.000660
0.000655
0.000650
0.000645
0.000640
0.000635
0.000630
0.000625
0.000620
0.000615
y =10 -7X + 0,0006
y = 3x10-7X + 0,0006
0.000700
0.000680
0.000660
0.000640
0.000620
0.000600
0
100
200
300
400
(1/z3) x 103 (m)
0
100
200
300
(1/z3) x 103 (m)
400
Gambar 5. Grafik induksi magnetik terhadap 1/z3×103 untuk berbagai ketebalan bahan
penyerap
6
TerlihatpadaGambar
5bahwasemakinbesarkemiringan
yang
diperoleh,
makasemakinbesarjugamomenmagnetik yang dihasilkan.Nilaimomenmagnetikterbesar
yang
dipeolehadalah
1,5
Am2,
sedangkannilaimomenmagnetikdarijurnalkingmandkkpadatahun 2001 adalah 2,35 Am2.
Hal
inidikarenakaninduksimagnetik
yang
diperolehlebihkecildaripadajurnalkingmandkk.Induksimagnetik
yang
diperolehpadapenelitianinidapatdilihatpadaTabel 1 di bawahini:
Tabel 1 Hasil pengukuran induksi magnetik rata-rata HP pada jarak 0,7 cm dari HP
untuk ketebalan bahanpenyerap yang berbeda.
No
1
2
3
4
5
6
Ketebalan bahan penyerap (mm)
0
1
2
3
4
5
Induksi Magnetik (x 10 -4 Tesla)
-6,2451
-6,4313
-6,6023
-6,8220
-6,9442
-7,0105
Tabel
1
menunjukkanbahwainduksimagnetiksemakinkecilketikaketebalanbahanpenyerapditamb
ah.Induksimagnetikbisamenentukantingkatpenyerapaninduksimagnetik.Tingkat
penyerapaninduksimagnetikbisadiperolehdenganmenghubungkaninduksimagnetikdenga
nketebalan yang berbeda.
Tingkatpenyerapaninduksimagnetikadalahbanyaknyagelombang
yang
melewatisuatubahanpenyerap.Tingkatpenyerapaninduksimagnetik yang dipancarkandari
HP denganmeggunakanbahanpenyerapdaritembaga yang diperolehadalah 0,02 mm-1.
KESIMPULAN
Hasil pengukuran induksi magnetik pada sensor magnetik Pasco PS 2112 semakin kecil
apabila ketebalan bahan penyerap semakin bertambah atau sebaliknya penyerapan
induksi magnetiknya semakin besar. Demikian juga apabila jarak antara HP dan sensor
semakin jauh maka induksi magnetik pada sensor semakin kecil untuk ketebalan bahan
penyerap yang sama. Momen magnetik tanpa menggunakan bahan penyerap yang
diperoleh sebesar 0,5 Am2 sedangkan menggunakan bahan penyerap 5 mm sebesar 1,5
Am2. Tingkat penyerapan induksi magnetik bahan penyerap tembaga rata-rata diperoleh
0,02 mm-1.
DAFTAR PUSTAKA
Einat, M. dan Yahalom, A.. 2011. Induced Static Magnetic field by a Celluler Phone,
Department of Electrical and Electronic Engineering, Ariel university Center of
samaria, Israel
7
Fragopoulou, A.,Grigoriev, Y., Johansson, O., Margaritis, L. H., Morgan, L., Richter,
E., dan Sage, C.. 2009. Scientific Panel on Electromagnetic Field Health Risks:
Consensus Points, Recommendations, and Rationales. Scientific meeting: Seletun,
Norway
Gaudin, N. 2011.IARC classifies radiofrequency electromagnetic fields as possibly
carcinogenic to humans, International Agency for Research on Cancer, press
release No 208.
Kingman, R., Rowland, S. C. and Popescu, S..2001. An Experimental Observation of
Faraday’s Law of Induction. Department of Physics, Andrews University, Berrien
Springs, Michigan
Lai, H.,danHardell, L.. 2011. Cell Phone Radiofrequency Radiation Exposure and Brain
Glucose Metabolism. Editorials Represent the opinions of the Authors and JAMA
and not Those of the American Medical Assocoation: 828-829.
Reitz, J. R.1993. Foundation of Electromagnetic Theory-4th ed. USA: Addison-WA.
.
8
9