loading...
Bagaimana
Petir Bisa Terjadi? Bagaimana Proses Terjadinya Kilat? Apa Penyebab
Terjadinya Kilat dan Guntur? Bagaimana Cara Menangkal Petir?
Proses Terjadinya Petir/Guntur
Petir/guntur/kilat adalah gejala alam normal yang selalu timbul pada musim-musim tertentu. Banyak mitos tentang petir/kilat/guntur yang biasa diceritakan orang tua untuk menakut-nakuti anak-anaknya yang masih kecil. Dan namanya mitos tentunya sangat jauh dari kebenaran jika dibuktikan secara ilmiah. Pada bulan Oktober - April biasanya di negara kita tiba musim hujan. Salah satu gejala alam yang biasa muncul bersamaan dengan musim hujan ini adalah petir. Petir adalah sebuah gejala alam yang mengagumkan. Rekahan cahaya yang bercabang-cabang dari langit bagian atas ke bagian yang lebih bawah atau bahkan dari langit ke tanah. Kadang kala disertai suara yang menggelegar, bernama guntur. Meskipun mengagumkan, petir juga merupakan peristiwa yang paling mematikan di alam ini. Temperatur petir bisa lebih panas dibandingkan temperatur permukaan matahari. Mereka yang nasibnya malang, akan hangus jika terkena sambaran petir.
Petir
sesungguhnya adalah sebuah gejala kelistrikan; yakni peristiwa
pelepasan muatan-muatan listrik dari awan yang mengandung muatan listrik
berlebih ke bagian lain awan yang memiliki kandungan muatan listrik
yang lebih sedikit; atau dari awan ke permukaan tanah.
Pada siklus air di alam ini, uap air akan berkumpul di atmosfer. Kumpulan uap air inilah yang kita sebut dengan awan. Segumpalan awan dapat mengandung berjuta-juta tetes air dan es yang menggantung di udara. Karena proses penguapan dan kondensasi yang terus menerus berlangsung, tetes-tetes air di awan akan selalu bertumbukan dengan titik-titik air yang sedang mengalami proses pengembunan. Selain itu, tumbukan juga terjadi saat butiran-butiran es jatuh ke bumi atau bergerak ke arah awan yang lebih rendah. Tumbukan ini menyebabkan elektron terlempar keluar dari uap air yang sedang bergerak ke atas sehingga menyebabkan terjadinya pemisahan muatan.
Elektron-elektron yang terlempar akan berkumpul di bagian bawah awan, sehingga bagian tersebut bermuatan negatif. Sementara itu uap air yang bergerak ke atas, yang mengalami kehilangan elektron, akan berkumpul di bagian atas awan. Karena uap ini telah kehilangan elektron, maka kumpulan uap air di bagian atas awan menyebabkan bagian tersebut bermuatan positif.
Di samping peristiwa tumbukan, proses pendinginan juga turut memberi andil pada pengumpulan muatan-muatan di awan. Saat uap air yang bergerak ke atas mengalami penurunan temperatur dan mulai mengalami pembekuan di bagian atas awan, uap air beku ini menjadi bermuatan negatif sedangkan sisanya yang tidak membeku akan bermuatan positif. Pada titik ini, adanya aliran udara yang bergerak ke atas akan menyapu titik-titik air yang bermuatan positif dari es dan membawanya ke puncak awan. Sementara itu, air beku yang tertinggal akan memiliki kecenderungan untuk jatuh ke bagian bawah awan atau bahkan terus jatuh hingga ke permukaan bumi.
Kedua proses inilah, tumbukan dan pembekuan, yang menyebabkan sebuah awan dapat mengalami pemisahan muatan secara ekstrem. Kumpulan muatan-muatan yang terpisah secara ekstrem inilah yang menjadi salah satu faktor penyebab dan pemicu terjadinya petir.
Tatkala pemisahan muatan terjadi pada sebuah awan, maka di dalam awan tersebut terbentuk medan listrik. Seperti halnya pada awan, medan listrik akan bermuatan negatif di bagian bawah dan positif di bagian atas.
Sekarang kita telah memiliki awan yang bagian bawahnya bermuatan negatif, dan permukaan bumi yang bermuatan positif. Yang kita butuhkan sekarang adalah sebuah lintasan konduktif, yaitu lintasan yang dapat dilalui oleh elektron di bagian bawah awan untuk mengalir ke permukaan bumi yang bermuatan positif.
Bagaimana lintasan konduktif tersebut bisa muncul?
Kita tahu bahwa udara merupakan bahan isolator yang sulit dilalui oleh muatan semacam elektron. Namun demikian, jika terdapat medan listrik yang sangat kuat, medan listrik ini akan menyebabkan atom-atom dalam molekul udara akan mengalami ionisasi, yaitu terpisahnya elektron dari atom-atomnya sehingga menghasilkan ion-ion positif. Ionisasi udara ini akan menyebabkan elektron mudah bergerak dalam udara. Dengan demikian, elektron-elektron yang banyak berkumpul di bagian bawah awan, karena memiliki mobilitas yang sangat tinggi, memiliki peluang yang besar menghasilkan aliran listrik. Mengapa demikian?
Hal ini bisa terjadi karena peristiwa ionisasi udara atau gas akan menghasilkan zat yang disebut plasma yang memiliki sifat konduksi yang sama dengan sifat konduksi logam. Bagi alam, plasma merupakan alat untuk dapat menetralkan muatan-muatan listrik yang terpisah dalam medan listrik.
Jika Anda familiar dengan reaksi kimiawi saat pembakaran, Anda tentu ingat bahwa proses oksidasi memainkan peranan penting dalam proses pembakaran tersebut. Oksidasi merupakan proses dimana sebuah atom atau molekul kehilangan elektron saat bergabung dengan oksigen. Atau secara sederhana bisa dikatakan bahwa oksidasi merupakan proses dimana atom-atom atau molekul-molekul berubah dari atom atau molekul berpotensial positif lebih rendah menjadi atom atau molekul berpotensial positif lebih tinggi.
Hal yang sama terjadi pada proses ionisasi yang menghasilkan plasma karena pada peristiwa ini juga terjadi kehilangan elektron. Berdasarkan perbandingan ini, kita dapat mengatakan bahwa proses ionisasi merupakan proses pembentukan lintasan di udara untuk dapat dilalui oleh petir.
Jadi setelah proses ionisasi, mulailah terbentuk jalur dari awan ke bumi. Namun demikian, jalur tersebut tidak tercipta secara secara tiba-tiba. Biasanya terbentuk banyak jalur-jalur (dalam bentuk udara yang terionisasi) yang terpisah-pisah yang bermula dari awan. Jalur-jalur terpisah ini merambat ke bumi dalam beberapa tahapan, yang tidak harus mengikuti garis lurus menuju bumi. Hal ini terjadi karena udara belum tentu terionisasi secara seragam ke segala arah. Debu, atau kotoran-kotoran di udara dapat menyebabkan udara mengalami ‘kerusakan’ yang lebih mudah pada satu arah tertentu dibandingkan dengan arah yang lain, sehingga memberi kesempatan yang lebih baik bagi petir untuk mencapai bumi lebih cepat pada arah tersebut. Di samping itu, bentuk medan listrik juga sangat mempengaruhi jalur ionisasi.
Bentuk medan listrik ini bergantung pada lokasi partikel bermuatan, dalam hal ini, partikel bermuatan terletak di bagian bawah awan dan di permukaan bumi. Jika awan sejajar dengan permukaan bumi, dan luasnya cukup kecil sehingga lengkungan bumi dapat diabaikan, maka lokasi dua partikel bermuatan akan berperilaku seperti dua pelat bermuatan. Garis-garis gaya yang terbentuk (disebut juga fluks listrik) akan tegak lurus dari awan ke bumi, seperti halnya garis-garis gaya pada sebuah kapasitor pelat sejajar.
Garis-garis fluks selalu memancar secara radial dari permukaan muatan kemudian bergerak menuju sasaran mereka. Berdasarkan hal ini, kita dapat mengatakan bahwa jika bagian bawah awan bukan merupakan permukaan datar, maka fluks listriknya tidak akan seragam. Oleh karena itu, loncatan petir tidak harus berupa jalur berupa garis lurus ke permukaan bumi.
Berdasarkan berbagai kemungkinan di atas, jelaslah bahwa terdapat banyak faktor yang mempengaruhi arah loncatan petir. Kita tahu bahwa lintasan terpendek antara dua titik adalah garis lurus; namun demikian, untuk kasus medan listrik, fluks listrik tidak mesti melalui jarak terpendek karena jarak terpendek bagi listrik belum tentu berarti jalur dengan hambatan yang lebih kecil.
Nah, sekarang kita memiliki awan bermuatan listrik dengan jalur-jalur lintasan petir yang muncul dan melar ke arah bumi secara bercabang-cabang. Jalur petir ini agak bersinar dengan warna keungu-unguan dan dapat membangkitkan jalur-jalur lainnya pada daerah dimana jalur-jalur petir asalnya membelok atau berbalik. Begitu jalur-jalur ini terbentuk, maka jalur-jalur tersebut akan tetap ada hingga muatan listrik melaluinya, tanpa bergantung pada apakah jalur petir ini yang pertama kali mencapai tanah atau bukan. Jalur petir ini pada dasarnya memiliki dua kemungkinan: muncul terus menerus dalam proses pertumbuhan plasma atau menunggu dengan sabar dalam plasmanya sampai jalur petir lain mengantarkan sambaran petir mengenai sebuah target.
Jalur petir yang mencapai bumi pertama kali akan menyediakan lintasan konduktif di antara awan dan bumi. Catat baik-baik bahwa jalur petir ini bukanlah petir yang menyambar itu. Jalur petir ini hanya memetakan jalan yang akan dilalui oleh petir yang menyambar. Sambaran petir itu sendiri akan terjadi secara tiba-tiba, massif, dan mengalirkan arus muatan dari awan ke tanah.
Begitu jalur petir sampai di tanah, benda-benda di atas permukaan tanah mulai merespons adanya medan listrik yang kuat. Benda-benda ini kemudian menghasilkan aliran muatan positif ke arah awan. Aliran positif ini juga berwarna kebiru-biruan dan kelihatan lebih jelas pada tepi-tepinya yang tajam. Tubuh manusia juga dapat menghasilkan aliran muatan positif ini pada saat mengalami medan listrik yang kuat seperti medan listrik yang berasal dari awan. Sebenarnya, apapun di permukaan bumi akan berpotensi untuk menghasilkan aliran muatan positif.
Apa yang terjadi kemudian adalah pertemuan antara sebuah jalur petir dengan aliran muatan positif. Seperti telah dikemukakan, aliran muatan yang dicapai oleh jalur petir tidak harus aliran muatan yang terdekat dengan awan. Itulah sebabnya petir sering kali menyambar tanah meskipun di daerah tersebut banyak pohon-pohon tinggi atau benda-benda lain yang tinggi. Fakta bahwa tangga petir tidak mengambil lintasan berupa garis lurus merupakan penjelasan atas hal tersebut.
Mengapa Terjadi Kilat? Setelah jalur petir dan aliran muatan positif bertemu, udara yang terionisasi (plasma) telah menyempurnakan perjalanannya ke bumi dan meninggalkan lintasan konduktif dari awan ke tanah. Dengan sempurnanya lintasan ini, terjadilah aliran arus muatan antara bumi dengan awan. Aliran arus seperti ini adalah mekanisme alam untuk menetralkan adanya pemisahan muatan-muatan. Adapun kilatan cahaya yang kita lihat pada saat terjadinya penetralan muatan ini bukanlah petir itu. Cahaya tersebut tidak lain hanya efek lokal dari sambaran.
Jika ada arus listrik, maka pasti ada panas yang muncul akibat arus listrik tersebut. Karena dalam peristiwa petir terdapat banyak sekali muatan yang terlibat, maka panas yang timbul pada sambaran tersebut juga sangat luar biasa. Bahkan, faktanya, sambaran petir ini lebih panas dibandingkan permukaan matahari. Panas ini menyebabkan munculnya kilatan biru putih yang biasa terlihat.
Terjadinya Guntur/Bunyi Gemuruh. Saat jalur petir bertemu dengan aliran arus muatan (terjadi petir), udara di sekitar sambaran petir tersebut menjadi luar biasa panas. Karena panas akan menyebabkan udara memuai, maka panas yang sedemikian tinggi yang terjadi pada peristiwa sambaran petir menyebabkan udara meledak. Ledakan ini ditandai dengan bunyi gemuruh yang kita sebut sebagai guntur.
Prinsip Kerja Penangkal Petir dan Macamnya
Untuk melindungi rumah dari sambaran petir hanya bisa dilakukan dengan memasang penangkal petir. Fungsi penangkal petir ebagai jalan bagi petir menuju ke permukaan bumi tanpa merusak benda-benda yang dilewatinya.
`Sistem kerja' petir hanya menjangkau benda-benda tertinggi. Jadi, rumah-rumah bertingkat, apalagi sekitarnya tidak ada bangunan lebih tinggi lagi, sebaiknya memasang penangkal petir. Petir akan menyambar si penangkal petir. Tapi, bila rumah Anda tidak bertingkat, berada di tengah lapang luas wajib juga memasang penangkal petir. Pasalnya, rumah Andalah yang akan menjadi sasaran petir.
Namun, jika di sekitar rumah Anda banyak gedung bertingkat, tidak masalah tidak memasang penangkal petir. Gedung bertingkat itu dianggap sebagai pelindung.
Tapi, jangan berlega hati dulu. Pentalan petir bisa datang tak terarah. Walaupun dekat bangunan lebih tinggi, bisa saja imbas pentalannya menyambar ke sekitarnya. Bisa juga pohon yang tersambar petir, pentalannya terkena rumah di sekitarnya.
Saat ini ada dua macam penangkal petir, yaitu yang eksternal, dipasang di luar rumah, dan penangkal petir internal, dipasang di dalam rumah.
Bentuk fisik petir eksternal runcing. Penangkal dari bahan tembaga ini diletakkan di ujung-ujung bagian tertinggi rumah atau bangunan. Cara kerja penangkal petir eskternal, menangkap petir, dan menyalurkan ke tanah sehingga rumah terhindar dari kerusakan.
Bentuk ujung penangkal eksternal itu sengaja dibuat runcing. Sebab, muatan listrik mempunyai sifat mudah berkumpul dan lepas pada ujung logam yang runcing. Dengan demikian memperlancar proses tarik-menarik dengan muatan listrik yang ada di awan.
Sementara itu, untuk menangkal petir tidak langsung yang bisa merusak barang-barang elektronik di rumah adalah dengan memasang penangkal petir internal (arrester). Penangkal petir ini dipasang pada perangkat panel barang elektronik. Untuk kelas rumahan perangkat seperti ini cukup dipasang pada panel listrik atau tiap barang elektronik.
Namun, tak selalu dua penangkal petir ini menjadi kewajiban. Bila di sekitar rumah Anda ada bangunan lebih tinggi penangkal eksternal bisa `menumpang' dari bangunan tersebut. Artinya, Anda tak perlu memasang di atas rumah. Tapi, penangkal internal tetap dibutuhkan.
Biasanya, penangkal petir internal dipasang pada barang-barang elektronik yang dianggap penting, banyak gunanya, bagi keluarga. Umumnya rumah tangga memasang pada televisi dan komputer.
Kendati begitu, ada alternatif lain yang bisa dilakukan agar barang elektronik aman selama hujan dan petir sambar-menyambar, yaitu matikan listrik, cabut saluran antena televisi, dan kabel telepon.
Petir adalah hasil pelepasan muatan listrik di awan. Energi dari pelepasan itu begitu besarnya sehingga menimbulkan rentetan cahaya, panas, dan bunyi yang sangat kuat yaitu geluduk, guntur, atau halilintar. Geluduk, guntur, atau halilintar ini dapat menghancurkan bangunan, membunuh manusia, dan memusnahkan pohon. Petir, kilat, atau halilintar adalah gejala alam yang biasanya muncul pada musim hujan di saat langit memunculkan kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan. Petir juga dapat terjadi dari awan ke awan (intercloud), di mana salah satu awan bermuatan negatif dan awan lainnya bermuatan positif.
Proses Terjadinya Petir/Guntur
Petir/guntur/kilat adalah gejala alam normal yang selalu timbul pada musim-musim tertentu. Banyak mitos tentang petir/kilat/guntur yang biasa diceritakan orang tua untuk menakut-nakuti anak-anaknya yang masih kecil. Dan namanya mitos tentunya sangat jauh dari kebenaran jika dibuktikan secara ilmiah. Pada bulan Oktober - April biasanya di negara kita tiba musim hujan. Salah satu gejala alam yang biasa muncul bersamaan dengan musim hujan ini adalah petir. Petir adalah sebuah gejala alam yang mengagumkan. Rekahan cahaya yang bercabang-cabang dari langit bagian atas ke bagian yang lebih bawah atau bahkan dari langit ke tanah. Kadang kala disertai suara yang menggelegar, bernama guntur. Meskipun mengagumkan, petir juga merupakan peristiwa yang paling mematikan di alam ini. Temperatur petir bisa lebih panas dibandingkan temperatur permukaan matahari. Mereka yang nasibnya malang, akan hangus jika terkena sambaran petir.
Penangkal Petir Eksternal, Bentuk fisik petir eksternal runcing. Penangkal dari bahan tembaga ini diletakkan di ujung-ujung bagian tertinggi rumah atau bangunan. Cara kerja penangkal petir eskternal, menangkap petir, dan menyalurkan ke tanah sehingga rumah terhindar dari kerusakan. Bentuk ujung penangkal eksternal itu sengaja dibuat runcing. Sebab, muatan listrik mempunyai sifat mudah berkumpul dan lepas pada ujung logam yang runcing. Dengan demikian memperlancar proses tarik-menarik dengan muatan listrik yang ada di awan.
Awan Bermuatan ListrikManfaat Petir atau Halilintar Bagi Kehidupan Manusia
- Memproduksi Lapisan OZON (O3)
- Mensuburkan Tanah.
- Membunuh Kuman dan Bakteri.
- Petir untuk Sumber Energi.
Pada siklus air di alam ini, uap air akan berkumpul di atmosfer. Kumpulan uap air inilah yang kita sebut dengan awan. Segumpalan awan dapat mengandung berjuta-juta tetes air dan es yang menggantung di udara. Karena proses penguapan dan kondensasi yang terus menerus berlangsung, tetes-tetes air di awan akan selalu bertumbukan dengan titik-titik air yang sedang mengalami proses pengembunan. Selain itu, tumbukan juga terjadi saat butiran-butiran es jatuh ke bumi atau bergerak ke arah awan yang lebih rendah. Tumbukan ini menyebabkan elektron terlempar keluar dari uap air yang sedang bergerak ke atas sehingga menyebabkan terjadinya pemisahan muatan.
Elektron-elektron yang terlempar akan berkumpul di bagian bawah awan, sehingga bagian tersebut bermuatan negatif. Sementara itu uap air yang bergerak ke atas, yang mengalami kehilangan elektron, akan berkumpul di bagian atas awan. Karena uap ini telah kehilangan elektron, maka kumpulan uap air di bagian atas awan menyebabkan bagian tersebut bermuatan positif.
Di samping peristiwa tumbukan, proses pendinginan juga turut memberi andil pada pengumpulan muatan-muatan di awan. Saat uap air yang bergerak ke atas mengalami penurunan temperatur dan mulai mengalami pembekuan di bagian atas awan, uap air beku ini menjadi bermuatan negatif sedangkan sisanya yang tidak membeku akan bermuatan positif. Pada titik ini, adanya aliran udara yang bergerak ke atas akan menyapu titik-titik air yang bermuatan positif dari es dan membawanya ke puncak awan. Sementara itu, air beku yang tertinggal akan memiliki kecenderungan untuk jatuh ke bagian bawah awan atau bahkan terus jatuh hingga ke permukaan bumi.
Kedua proses inilah, tumbukan dan pembekuan, yang menyebabkan sebuah awan dapat mengalami pemisahan muatan secara ekstrem. Kumpulan muatan-muatan yang terpisah secara ekstrem inilah yang menjadi salah satu faktor penyebab dan pemicu terjadinya petir.
Tatkala pemisahan muatan terjadi pada sebuah awan, maka di dalam awan tersebut terbentuk medan listrik. Seperti halnya pada awan, medan listrik akan bermuatan negatif di bagian bawah dan positif di bagian atas.
Cara Menangkal PetirBesarnya medan listrik ini berkaitan langsung dengan jumlah muatan yang terkumpul pada masing-masing bagian dalam awan. Saat peristiwa tumbukan dan proses pembekuan berlangsung, jumlah muatan yang terbentuk semakin banyak dan medan listrik yang tercipta juga semakin kuat. Sedemikian kuatnya medan listrik ini sehingga elektron-elektron di permukaan bumi pun dapat tertolak masuk lebih jauh ke dalam permukaan tanah oleh medan listrik negatif bagian bawah awan tersebut. Elektron yang terdorong lebih jauh ke dalam permukaan bumi akan menyebabkan muatan positif muncul di atas permukaan bumi.
Petir merupakan salah satu fenomena alam yang paling kuat dan menghancurkan. Kekuatan petir yang pernah tercatat yakni mulai dari ribuan ampere sampai 200.000 ampere. Angka ini setara dengan kekuatan yang dibutuhkan untuk menyalakan 500 ribu lampu bohlam 100 watt. Meskipun arus petir hanya sesaat, kira-kira selama 200 mikro-detik tapi kerusakan yang ditimbulkan sangat luar biasa. Efek dari serangan langsung sangat jelas terlihat, mulai dari kerusakan bangunan, kebakaran, sampai bahaya kematian bagi manusia.
Kabel konduktor tembaga fungsi penangkal petir berfungsi meneruskan aliran muatan listrik dari batang penangkal petir serta fungsi penangkal petir yang bermuatan listrik ke tanah. Kabel konduktor penangkal petir disertai fungsi penangkal petir dipasang pada dinding di bagian luar bangunan.Selain itu pada saat petir menyambar akan ada loncatan muatan listrik ke benda yang bersifat konduktor di sekitar pusat hantaman. Loncatan ini bahkan bisa mengalir kemana-mana hingga puluhan kilometer. Untuk menghindari bahaya petir, ada beberapa metode untuk melindungi diri. Metode yang paling sederhana tapi sangat efektif adalah metode Sangkar Faraday. Ini adalah metode dengan melindungi area yang hendak diamankan dengan menaunginya menggunakan konduktor yang dihubungkan dengan pembumian (menghubungkan sesuatu ke bumi). Tempat pembumian ini berfungsi mengalirkan muatan listrik dari kabel konduktor dari tembaga ke batang pembumian yang tertanam di dalam tanah.
Sekarang kita telah memiliki awan yang bagian bawahnya bermuatan negatif, dan permukaan bumi yang bermuatan positif. Yang kita butuhkan sekarang adalah sebuah lintasan konduktif, yaitu lintasan yang dapat dilalui oleh elektron di bagian bawah awan untuk mengalir ke permukaan bumi yang bermuatan positif.
Bagaimana lintasan konduktif tersebut bisa muncul?
Kita tahu bahwa udara merupakan bahan isolator yang sulit dilalui oleh muatan semacam elektron. Namun demikian, jika terdapat medan listrik yang sangat kuat, medan listrik ini akan menyebabkan atom-atom dalam molekul udara akan mengalami ionisasi, yaitu terpisahnya elektron dari atom-atomnya sehingga menghasilkan ion-ion positif. Ionisasi udara ini akan menyebabkan elektron mudah bergerak dalam udara. Dengan demikian, elektron-elektron yang banyak berkumpul di bagian bawah awan, karena memiliki mobilitas yang sangat tinggi, memiliki peluang yang besar menghasilkan aliran listrik. Mengapa demikian?
Hal ini bisa terjadi karena peristiwa ionisasi udara atau gas akan menghasilkan zat yang disebut plasma yang memiliki sifat konduksi yang sama dengan sifat konduksi logam. Bagi alam, plasma merupakan alat untuk dapat menetralkan muatan-muatan listrik yang terpisah dalam medan listrik.
Jika Anda familiar dengan reaksi kimiawi saat pembakaran, Anda tentu ingat bahwa proses oksidasi memainkan peranan penting dalam proses pembakaran tersebut. Oksidasi merupakan proses dimana sebuah atom atau molekul kehilangan elektron saat bergabung dengan oksigen. Atau secara sederhana bisa dikatakan bahwa oksidasi merupakan proses dimana atom-atom atau molekul-molekul berubah dari atom atau molekul berpotensial positif lebih rendah menjadi atom atau molekul berpotensial positif lebih tinggi.
Hal yang sama terjadi pada proses ionisasi yang menghasilkan plasma karena pada peristiwa ini juga terjadi kehilangan elektron. Berdasarkan perbandingan ini, kita dapat mengatakan bahwa proses ionisasi merupakan proses pembentukan lintasan di udara untuk dapat dilalui oleh petir.
Jadi setelah proses ionisasi, mulailah terbentuk jalur dari awan ke bumi. Namun demikian, jalur tersebut tidak tercipta secara secara tiba-tiba. Biasanya terbentuk banyak jalur-jalur (dalam bentuk udara yang terionisasi) yang terpisah-pisah yang bermula dari awan. Jalur-jalur terpisah ini merambat ke bumi dalam beberapa tahapan, yang tidak harus mengikuti garis lurus menuju bumi. Hal ini terjadi karena udara belum tentu terionisasi secara seragam ke segala arah. Debu, atau kotoran-kotoran di udara dapat menyebabkan udara mengalami ‘kerusakan’ yang lebih mudah pada satu arah tertentu dibandingkan dengan arah yang lain, sehingga memberi kesempatan yang lebih baik bagi petir untuk mencapai bumi lebih cepat pada arah tersebut. Di samping itu, bentuk medan listrik juga sangat mempengaruhi jalur ionisasi.
Bentuk medan listrik ini bergantung pada lokasi partikel bermuatan, dalam hal ini, partikel bermuatan terletak di bagian bawah awan dan di permukaan bumi. Jika awan sejajar dengan permukaan bumi, dan luasnya cukup kecil sehingga lengkungan bumi dapat diabaikan, maka lokasi dua partikel bermuatan akan berperilaku seperti dua pelat bermuatan. Garis-garis gaya yang terbentuk (disebut juga fluks listrik) akan tegak lurus dari awan ke bumi, seperti halnya garis-garis gaya pada sebuah kapasitor pelat sejajar.
Garis-garis fluks selalu memancar secara radial dari permukaan muatan kemudian bergerak menuju sasaran mereka. Berdasarkan hal ini, kita dapat mengatakan bahwa jika bagian bawah awan bukan merupakan permukaan datar, maka fluks listriknya tidak akan seragam. Oleh karena itu, loncatan petir tidak harus berupa jalur berupa garis lurus ke permukaan bumi.
Berdasarkan berbagai kemungkinan di atas, jelaslah bahwa terdapat banyak faktor yang mempengaruhi arah loncatan petir. Kita tahu bahwa lintasan terpendek antara dua titik adalah garis lurus; namun demikian, untuk kasus medan listrik, fluks listrik tidak mesti melalui jarak terpendek karena jarak terpendek bagi listrik belum tentu berarti jalur dengan hambatan yang lebih kecil.
Nah, sekarang kita memiliki awan bermuatan listrik dengan jalur-jalur lintasan petir yang muncul dan melar ke arah bumi secara bercabang-cabang. Jalur petir ini agak bersinar dengan warna keungu-unguan dan dapat membangkitkan jalur-jalur lainnya pada daerah dimana jalur-jalur petir asalnya membelok atau berbalik. Begitu jalur-jalur ini terbentuk, maka jalur-jalur tersebut akan tetap ada hingga muatan listrik melaluinya, tanpa bergantung pada apakah jalur petir ini yang pertama kali mencapai tanah atau bukan. Jalur petir ini pada dasarnya memiliki dua kemungkinan: muncul terus menerus dalam proses pertumbuhan plasma atau menunggu dengan sabar dalam plasmanya sampai jalur petir lain mengantarkan sambaran petir mengenai sebuah target.
Jalur petir yang mencapai bumi pertama kali akan menyediakan lintasan konduktif di antara awan dan bumi. Catat baik-baik bahwa jalur petir ini bukanlah petir yang menyambar itu. Jalur petir ini hanya memetakan jalan yang akan dilalui oleh petir yang menyambar. Sambaran petir itu sendiri akan terjadi secara tiba-tiba, massif, dan mengalirkan arus muatan dari awan ke tanah.
Begitu jalur petir sampai di tanah, benda-benda di atas permukaan tanah mulai merespons adanya medan listrik yang kuat. Benda-benda ini kemudian menghasilkan aliran muatan positif ke arah awan. Aliran positif ini juga berwarna kebiru-biruan dan kelihatan lebih jelas pada tepi-tepinya yang tajam. Tubuh manusia juga dapat menghasilkan aliran muatan positif ini pada saat mengalami medan listrik yang kuat seperti medan listrik yang berasal dari awan. Sebenarnya, apapun di permukaan bumi akan berpotensi untuk menghasilkan aliran muatan positif.
Apa yang terjadi kemudian adalah pertemuan antara sebuah jalur petir dengan aliran muatan positif. Seperti telah dikemukakan, aliran muatan yang dicapai oleh jalur petir tidak harus aliran muatan yang terdekat dengan awan. Itulah sebabnya petir sering kali menyambar tanah meskipun di daerah tersebut banyak pohon-pohon tinggi atau benda-benda lain yang tinggi. Fakta bahwa tangga petir tidak mengambil lintasan berupa garis lurus merupakan penjelasan atas hal tersebut.
Mengapa Terjadi Kilat? Setelah jalur petir dan aliran muatan positif bertemu, udara yang terionisasi (plasma) telah menyempurnakan perjalanannya ke bumi dan meninggalkan lintasan konduktif dari awan ke tanah. Dengan sempurnanya lintasan ini, terjadilah aliran arus muatan antara bumi dengan awan. Aliran arus seperti ini adalah mekanisme alam untuk menetralkan adanya pemisahan muatan-muatan. Adapun kilatan cahaya yang kita lihat pada saat terjadinya penetralan muatan ini bukanlah petir itu. Cahaya tersebut tidak lain hanya efek lokal dari sambaran.
Jika ada arus listrik, maka pasti ada panas yang muncul akibat arus listrik tersebut. Karena dalam peristiwa petir terdapat banyak sekali muatan yang terlibat, maka panas yang timbul pada sambaran tersebut juga sangat luar biasa. Bahkan, faktanya, sambaran petir ini lebih panas dibandingkan permukaan matahari. Panas ini menyebabkan munculnya kilatan biru putih yang biasa terlihat.
Terjadinya Guntur/Bunyi Gemuruh. Saat jalur petir bertemu dengan aliran arus muatan (terjadi petir), udara di sekitar sambaran petir tersebut menjadi luar biasa panas. Karena panas akan menyebabkan udara memuai, maka panas yang sedemikian tinggi yang terjadi pada peristiwa sambaran petir menyebabkan udara meledak. Ledakan ini ditandai dengan bunyi gemuruh yang kita sebut sebagai guntur.
Prinsip Kerja Penangkal Petir dan Macamnya
Untuk melindungi rumah dari sambaran petir hanya bisa dilakukan dengan memasang penangkal petir. Fungsi penangkal petir ebagai jalan bagi petir menuju ke permukaan bumi tanpa merusak benda-benda yang dilewatinya.
`Sistem kerja' petir hanya menjangkau benda-benda tertinggi. Jadi, rumah-rumah bertingkat, apalagi sekitarnya tidak ada bangunan lebih tinggi lagi, sebaiknya memasang penangkal petir. Petir akan menyambar si penangkal petir. Tapi, bila rumah Anda tidak bertingkat, berada di tengah lapang luas wajib juga memasang penangkal petir. Pasalnya, rumah Andalah yang akan menjadi sasaran petir.
Namun, jika di sekitar rumah Anda banyak gedung bertingkat, tidak masalah tidak memasang penangkal petir. Gedung bertingkat itu dianggap sebagai pelindung.
Tapi, jangan berlega hati dulu. Pentalan petir bisa datang tak terarah. Walaupun dekat bangunan lebih tinggi, bisa saja imbas pentalannya menyambar ke sekitarnya. Bisa juga pohon yang tersambar petir, pentalannya terkena rumah di sekitarnya.
Saat ini ada dua macam penangkal petir, yaitu yang eksternal, dipasang di luar rumah, dan penangkal petir internal, dipasang di dalam rumah.
Bentuk fisik petir eksternal runcing. Penangkal dari bahan tembaga ini diletakkan di ujung-ujung bagian tertinggi rumah atau bangunan. Cara kerja penangkal petir eskternal, menangkap petir, dan menyalurkan ke tanah sehingga rumah terhindar dari kerusakan.
Bentuk ujung penangkal eksternal itu sengaja dibuat runcing. Sebab, muatan listrik mempunyai sifat mudah berkumpul dan lepas pada ujung logam yang runcing. Dengan demikian memperlancar proses tarik-menarik dengan muatan listrik yang ada di awan.
Sementara itu, untuk menangkal petir tidak langsung yang bisa merusak barang-barang elektronik di rumah adalah dengan memasang penangkal petir internal (arrester). Penangkal petir ini dipasang pada perangkat panel barang elektronik. Untuk kelas rumahan perangkat seperti ini cukup dipasang pada panel listrik atau tiap barang elektronik.
Namun, tak selalu dua penangkal petir ini menjadi kewajiban. Bila di sekitar rumah Anda ada bangunan lebih tinggi penangkal eksternal bisa `menumpang' dari bangunan tersebut. Artinya, Anda tak perlu memasang di atas rumah. Tapi, penangkal internal tetap dibutuhkan.
Biasanya, penangkal petir internal dipasang pada barang-barang elektronik yang dianggap penting, banyak gunanya, bagi keluarga. Umumnya rumah tangga memasang pada televisi dan komputer.
Kendati begitu, ada alternatif lain yang bisa dilakukan agar barang elektronik aman selama hujan dan petir sambar-menyambar, yaitu matikan listrik, cabut saluran antena televisi, dan kabel telepon.
loading...
