elektromagnetik. Berdasarkan kesimpulan Maxwell, maka kecepatan cahaya di
medium dapat diketahui dengan menghitung kecepatan gelombang elektromanetik menggunakan persamaan 2.26. Kecepatan gelombang
elektromagnetik yang merambat di dalam medium bukan hampa lebih kecil dibandingkan dengan kecepatan gelombang elektromagnetik yang
merambat di dalam medium hampa. Hal ini karena pengaruh dari mediumnya. Telah disimpulkan bahwa cahaya merupakan salah satu
bentuk gelombang elektromagnetik. Dengan demikian kecepatan cahaya juga dapat diketahui menggunakan persamaan Maxwell.
B. Jalur Transmisi
Jalur transmisi merupakan suatu sistem penghantar yang menghubungkan sebuah titik dengan titik yang lain dan menjadi sarana
untuk mengirimkan atau memindahkan energi elektromagnetik [Amos, 1994]. Salah satu bentuk dari jalur transmisi adalah kabel koaksial. Kabel
koaksial terbentuk dari dua konduktor atau penghantar. Salah satu konduktor berupa seutas kawat, sedang yang lain berupa silinder kosentrik
terhadap kawat tadi. Ruang diantara kedua konduktor itu diisi dengan suatu bahan dielektrik [Amos, 1994].
Di dalam kabel koaksial, medan listrik dan medan magnet saling mempengaruhi. Medan listrik dalam arah radial, medan magnet
membentuk garis-garis kosentris yang mengelilingi konduktor dalam PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
gambar 2.2a.
P1 P2
Gambar 2.2 a Medan listrik dan medan magnet pada kabel koaksial, memperlihatkan gelombang yang berjalan dengan kecepatan c. b penampang sebuah bidang jika dilihat
dari depan.
Pada gambar 2.2a dapat dilihat bahwa medan listrik tegak lurus terhadap medan magnet. Saat medan listrik E mengarah ke bawah maka
medan magnet B akan menjauhi pembaca. Ketika medan listrik E mengarah ke atas maka medan magnet B mendekati pembaca. Gambar
2.2b merupakan gambar pola pada saat p1 yang dilihat dari atas. Dapat dilihat, medan listrik mengarah ke pusat dan medan magnet mengelilingi
pusat. Ketika pola tersebut dilihat saat p2, maka akan terlihat bahwa medan listrik akan mengarah ke luar dan medan magnet akan mengelilingi
pusat. Demikian seterusnya sampai pada potongan pola terakhir. Pola medan listrik dan medan magnet pada gambar 2.2 tersebut
merambat dengan kecepatan c pada kabel koaksial yang memiliki hambatan sama dengan nol. Pada osilasi elektromagnet dalam gelombang
berjalan, medan listrik E dan medan magnet B sefase. Ini berarti E dan B PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
mencapai maksimum pada waktu yang bersamaan di sebuah titik atau kedudukan di sepanjang kabel koaksial.
Pada kabel koaksial, konduktor luar membentuk suatu perisai yang membatasi gelombang pada medium rambat diantara konduktor-
konduktor. Osilasi sinyal dalam kabel ini tidak berlangsung terus-menerus. Sinyal tersebut mengalami pelemahan saat dirambatkan karena sebagian
tenaga dari medan listrik dan medan magnet didisipasikan menjadi tenaga termal. Osilasi sinyal tersebut sekali mulai maka lama-kelamaan akan
lenyap [Halliday, 1988]. Prinsip dasar transmisi, gelombang elektromagnet dari pemancar
ditransmisikan sepanjang kabel koaksial. Menggunakan prinsip yang sama, dilakukan pengukuran kecepatan gelombang elektromagnet. Untuk
keperluan pengukuran gelombang elektromagnet yang ditransmisikan ketika sampai di ujung akhir kabel koaksial dipantulkan kembali menuju
pemancar. Waktu total yang diperlukan oleh pulsa gelombang elektromagnetik menuju obyek dan kembali lagi ke pemancar merupakan
selang waktu. Pulsa yang dikirim dan diterima diperlihatkan pada layar tabung sinar katoda osiloskop untuk memperlihatkan selang waktu dari
pulsa-pulsa tersebut [Smale, 1984]. Pulsa gelombang elektromagnet dikirim dari sumber ke kabel
koaksial. Pulsa tersebut merambat dari ujung a menuju ujung b dan dipantulkan kembali oleh tahanan yang terdapat pada ujung b menuju
sumber. Skema perjalanan pulsa tersebut dapat dilihat pada gambar 2.3 di PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
bawah ini.
konduktor luar CRO
l a
b kabel koaksial
sumber
Gambar 2.3 skema transmisi pulsa gelombang elektromgnetik pada kabel koaksial
Pulsa yang akan dikirim dari sumber ke kabel koaksial ditampilkan pada layar CRO. Pulsa ini disebut pulsa datang dan tampilan yang tampak
pada layar CRO dapat dilihat pada gambar 2.4a. Pulsa dari ujung a merambat menuju ujung b. Pada ujung b terdapat tahanan yang akan
memantulkan pulsa yang merambat kembali menuju sumber. Tahanan yang terdapat pada ujung b merupakan tahanan udara yang nilainya tak
berhingga atau juga nol. Untuk tahanan tak berhingga, pulsa datang yang merambat dari
ujung a ke ujung b akan dipantulkan kembali menuju ke ujung a oleh tahanan tersebut. Pulsa pantul pertama ini ketika sampai di ujung a akan
dipantulkan kembali menuju ujung b lagi sama seperti peristiwa pada pulsa pantul pertama, dan seterusnya. Karena pada ujung b terdapat
tahanan yang tak berhingga maka pulsa yang ditransmisikan akan mengalami pantulan tanpa perubahan sudut fase atau tanpa balikan fase
pada layar CRO. Tampilan pulsa dapat dilihat pada gambar 2.4b. Pulsa datang berjalan dai ujung a menuju ujung b dan dipantulkan
kembali ke ujung a, pulsa pantul ini disebut pulsa pantul pertama. Dari PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
peristiwa pemantulan tersebut maka jarak lintasan ∆l yang ditempuh pulsa
datang sampai pulsa pantul pertama adalah dua kali panjang kabel koaksial. Selang waktu
∆t yang diperlukan pulsa untuk menempuh jarak sejauh
∆l dapat diketahui dengan mengukur jarak antara puncak pulsa datang dengan puncak pulsa pantul pertama yang tampak pada layar CRO.
Dengan demikian kecepatan pulsa gelombang elektromagnetik dapat diketahui dengan persamaan :
t l
v ∆
∆ =
2.28
t l
v ∆
= 2
dengan : ν = kecepatan gelombang elektromagnetik
∆l = panjang lintasan ∆t = selang waktu
Untuk tahanan nol, maka ujung b yang merupakan konduktor dalam dihubungkan jadi satu dengan ujung konduktor luar dari kabel
koaksial. Pulsa datang yang dikirim merambat dari ujung a sampai ujung b. Kemudian pulsa dipantulkan kembali oleh tahanan nol tersebut menuju
ujung a. Sama seperti untuk tahanan tak berhingga ketika pulsa pantul pertama tiba di ujung a, akan dipantulkan kembali ke ujung b dan
seterusnya. Pulsa yang dikirm ke kabel koaksial dengan ujung b yang mempunyai tahanan nol akan mengalami pantulan dengan perubahan
sudut fase 180 atau dapat dikatakan bahwa pulsa datang tersebut akan
menghasilkan pulsa pantul terbalik. Pulsa datang dan pulsa pantul PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ditampilkan pada layar CRO. Tampilan dapat dilihat pada gambar 2.4c. Sama seperti pada keadaan untuk tahanan tak berhingga, jarak
lintasan ∆l yang ditempuh pulsa dan selang waktu ∆t yang diperlukan
pulsa adalah sama. Menggunakan persamaan 2.28 maka kecepatan gelombang elektromagnetik dapat diketahui. Pada gambar 2.4b dan 2.4c
dapat dilihat bahwa semakin lama amplitudo sinyal semakin lama. Sebagian tenaga dari medan listrik dan medan magnet didisipasikan
menjadi tenaga termal. Sehingga amplitudo pulsa tersebut mengalami pelemahan ketika dirambatkan.
v
a
t
b
t v
c
t v
Gambar 2.3 Pulsa yang tampak pada layar CRO. a Pulsa datang. b Pulsa yang ditransmisikan pada kabel koaksial dan dipantulkan oleh tahanan tak berhingga. cPulsa yang ditransmisikan
pada kabel koaksial dan dipantulkan oleh tahanan nol.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat Penelitian
