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
