FENOMENA PETIR

Fenomena umum : Petir pada jaman yunani kuno sering di anggap sebagai tongkat dewa Zeus. bagi orang viking, petir merupakan benturan martil thor, dewa bagi orang viking. untuk pengikut budha, terdapat patung budha yang membawa busur panah dengan petir sebagai anak panahnya, sementara bagi suku indian petir adalah cahaya bulu dari burung keramat yang kepakan sayapnya menghasilkan suara gemuruh petir. Dengan berkembangnya teknologi dan banyaknya penelitian, percobaan dan teori-teori dari para ahli pendahulu, maka dapat di ambil kesimpulan bahwa petir merupakan gejala alam dengan aliran impuls yang sangat tinggi yang terjadi akibat adanya aliran muatan listrik dari awan ke tanah karena adanya kuat medan listrik antara muatan di awan dengan muatan induksi pada objek-objek di permukaan tanah. peristiwa pengaliran muatan tersebut dinamakan sambaran petir. Pada umumnya lapisan bawah awan bermuatan negatif, sedang bagian atas berkumpul muatan positif,sehingga sambaran petir dari awan ketanah seringkali mengakibatkan kerusakan peralatan listrik, baik peralatan listrik transmisi, maupun peralatan listrik rumah tanggahal ini di sebabkan karena sambaran petir di ikuti aliran arus yang sangat tinggi hingga ratusan kilo ampere dengan propagansi sampai ratusan kilo volt dan semua itu terjadi dalam waktu yang sangat singkat. dampak yang terjadi dapat merupakan kebakaran kerusakan isolasi dan lain lain, selain itu dampak tidak langsungnya adalah kerusakan pada peralatan elektronik instrumentasi, kontrol dan komunikasi. Proses pelepasan muatan petir: Petir terjadi dari proses fisika dimana terjadi pengumpulan muatan muatan listrik di awan. dalam keadaan normal, atmosfer terdapat ion positif dan ion negatif yang tersebar acak. Ion ion ini terjadi karena tumbukan atom, pancaran sinar kosmis dan energi thermis. pada keadaan cuaca cerah terdapat medan listrik yang berarah tegak lurus ke bawah menuju bumi. Dengan adanya medan listrik tersebut, maka butiran air yang ada di udara akan terpolarisasi karena induksi. Bagian atas bermuatan negatif dan bagian bawah bermuatan positif. di dalam awan adakalanya terjadi pergerakan arus udara ke atas membawa butir butir air yang berat jenisnya lebih tinggi. karena mengalami pendinginan, butiran air ini akan membeku sehingga berat jenisnya membesar yang mengakibatkan timbulnya gerakan ke bawah dengan kecepatan sangat tinggi. Dalam pergerakannya timbul gaya tarik terhadap ion ion negatif dan ion positif di tolak. Akibatnya butiran air besar yang mengandung ion negatif dan berkumpul di bagian bawah awan, sementara pada bagian atas awan akan berkumpul ion bermuatan positif. Bersama terjadinya pengumpulan muatan, pada awan timbul medan listrik yang intensitasnya semakin besar dan akibatnya gerakan ke bawah butir-butir air menjadi terhambat atau berhenti. akibatnya bentuk medan listrik antara awan dengan permukaan bumi. apabila medan listrik ini melebihi kekuatan tembus udara terjadilah pelepasan muatan. distribusi muatan di awan, pada umumnya di bagian atas di muati muatan positif, sementara itu pada bagian bawah awan di tempati oleh muatan negatif. Sambaran akan di wakili oleh kanal muatan negatif, menuju ke daerah yang terinduksi positif, umumnya sambaran yang terjadi adalah sambaran muatan negatif dari awan ke tanah. Polaritas awan tidak hanya terpengaruh pada arah sambaran, tetapi juga berpengaruh pada besar arus sambaran. aliran muatan listrik yang terjadi antara awan dan tanah di sebabkan oleh adanya kuat medan listrik, antara muatan awan dengan muatan induksi di permukaan tanah yang polaritasnya berlawanan. Semakin besar muatan yang terdapat di awan semakin besar pula medan listrik yang terjadi. apabila kuat medan ini melebihi kuat medan tembus udara, maka terjadilah aliran muatan dari awan ketanah. peristiwa aliran ini di sebut kilat atau petir. Setiap sambaran petir di awali dengan muatan awal bercahaya lemah yang di sebut dengan aliran perintis (pilot streamer). aliran perintis ini menentukan arah perambatan muatan awan ke udara. kejadian ini di sebabkan adanya tembus listrik lokal di dalam awan, akibat kuat medan listrik yang di bentuk oleh muatan mayoritas negatif dengan muatan minoritas positif di bagian bawah awan petir. arus yang berhubungan dengan aliran perintis ini kecil yang hanya mencapai beberapa ampere. tembus lokal memberi kesempatan kepada muatan untuk bergerak dan bergesekan denga uap air dengan temperatur tinggi. sehingga akan meningkatkan konsentrasi muatan negatif di awan. Akibat konsentrasi muatan yang amat tinggi sehingga melebihi harga kritisnya, menyebabkan terbentuknya lidah muatan negatif. lidah bermuatan negatif adalah gejala aliran muatan sebagian yang di kenal dengan nama sambaran perintis (stepped leader). Langkah dari sambaran perintis selalu diikuti oleh titik titik cahaya yang bergerak turun ke bumi dan melompat lompat lurus, dengan arah lompatan langkah yang berubah, sehingga keseluruhan jalannya tidak lurus dan patah patah. Sselama pusat muatan di awan dapat memberikan muatan untuk mempertahankan gradien tegangan di ujung sambaran perintis maka ia akan terus bergerak turun. sebaliknya bila gradien tegangan di ujung sambaran perintis lebih kecil di kuat medan tembus utara maka tidak terjadi lidah berikutnya dan sambaran perintis berhenti. bila perintis ini telah dekat dengan bumi, akan terbentuk kanal muatan positif dari bumi yang naik menyongsong turunnya sambaran perintis. pertemuan kedua kanal akan menyebabkan ujung sambaran perintis terhubung singkat ke tanah dan seketika gelombang muatan positif di bumi bergerak naik menuju ke pusat awan. peristiwa ini di kenal dengan sambaran balik (return stroke) Apabila arus sambaran balik telah berhenti dan ternyata di bagian lain dari awan masih tersedia cukup muatan untuk mengawali sambaran berikutnya, maka akan terjadi sambaran perintis kedua. Sambaran perintis kedua ini di sebut dengan pelopor tanh (dari leader), yang diikuti oleh sambaran balik kedua. Sambaran pelopor tanah dan sambaran balik yang mengikutinya di sebut dengan sambaran urutan (multiple stroke). sumber : FENOMENA PETIR penerbit: penerbit universitas trisakti penulis : syamsir abduh