2.3 Sifat Kelistrikan Batuan dan Tanah
Aliran arus listrik dalam batuan atau mineral dapat digolongkan menjadi tiga macam, yaitu konduksi secara elektronik, konduksi secara elektrolitik dan
konduksi secara dielektrik. Batuan mempunyai sifat-sifat kelistrikan karena batuan merupakan suatu jenis materi. Sifat kelistrikan batuan adalah karakteristik
dari batuan bila dialirkan arus listrik ke dalamnya. Arus listrik tersebut dapat berasal dari alam itu sendiri akibat terjadinya ketidakseimbangan arus listrik yang
sengaja dimasukkan ke dalamnya. Berikut merupakan penjelasan dari penggolongan aliran arus listrik dalam batuan atau mineral Hendrajaya, 1993.
2.3.1 Konduksi secara elektronik
Konduksi ini terjadi apabila batuan atau mineral memiliki banyak elektron bebas yang menyebabkan arus listrik dialirkan dalam batuan atau mineral oleh
elektron-elektron bebas tersebut. Aliran listrik di pengaruhi karena sifat masing- masing batuan yang dilewatinya. Salah satu sifat batuan tersebut adalah
resistivitas tahanan jenis yang menunjukkan kemampuan bahan tersebut untuk menghantarkan arus listrik. Semakin besar nilai resistivitas suatu bahan maka
semakin sulit bahan tersebut menghantarkan arus listrik, begitu pula sebaliknya. Resistivitas memiliki pengertian yang berbeda dengan resistansi hambatan,
Resistansi tidak hanya bergantung terhadap bahan tetapi juga bergantung pada faktor geometri atau bentuk bahan tersebut, sedangkan resistivitas tidak
bergantung pada faktor geometri Hendrajaya, 1993.
Ditinjau dari suatu silinder dengan panjang L, luas penampang A, dan resistansi R, maka dapat dirumuskan dan digambarkan seperti pada gambar 2.1.
2.1
Gambar 2.1 Silinder konduktor Dimana secara fisis rumus tersebut dapat diartikan jika panjang silinder konduktor
L dinaikkan, maka resistansi akan meningkat, dan apabila diameter silinder konduktor diturunkan yang berarti luas penampang A berkurang maka resistansi
juga meningkat. Dimana tahanan jenis adalah resistivitas dalam Ωm dan J adalah
rapat arus amperem
2
dan E adalah medan listrik Hendrajaya, 1993. Sedangkan menurut hukum Ohm, resistansi R dirumuskan :
2.2 Sehingga didapatkan nilai resistivitas
2.3 Sedangkan konduktivitas
batuan yang merupakan kebalikan dari resistivitas dengan satuan mhosm dapat dirumuskan:
2.4 L
A
2.3.2 Konduksi secara elektrolitik
Sebagian besar batuan merupakan konduktor yang buruk dan memiliki resistivitas yang sangat tinggi, tetapi pada kenyataannya batuan biasanya bersifat
porus dan memiliki pori-pori yang terisi oleh fluida, terutama air. Akibatnya batuan-batuan tersebut menjadi konduktor elektrolitik, dimana konduksi arus
listrik dibawa oleh ion-ion elektrolitik dalam air. Konduktivitas dan resistivitas batuan porus bergantung pada volume dan susunan pori-porinya. Konduktivitas
akan semakin besar jika kandungan air dalam batuan bertambah banyak, dan sebaliknya resistivitas akan semakin besar jika kandungan air dalam batuan
berkurang. Jika kandungan air semakin banyak, berarti semakin besar pori- porinya atau tingkat porositas batuan semakin tinggi Hendrajaya, 1993.
2.3.3 Konduksi secara dielektrik