fisika listrik

Proses terjadinya petir

Secara ilmiah, fenomena alam ini dapat diartikan sebagai proses perpindahan elektron antar awan dan bumi melalui medium udara. Penyebab terjadinya petir adalah perbedaan potensial antara awan dan bumi. Proses terjadinya petir kira-kira seperti ini, awan itu selalu bergerak terus menerus dan selama pergerakannya akan terus berinteraksi dengan awan lainnya sehingga menyebabkan muatan negatif dan positif pada awan memisah. Muatan negatif akan menempati salah satu sisi ( atas atau bawah ) dan muatan positif di sisi yang lain. Oleh karena itu lah awan bisa mengandung muatan. Sedangkan di saat yang bersamaan bumi itu selalu netral, sehingga terjadi perbedaan potensial antara awan dan bumi. Jika perbedaan potensial itu cukup besar, akan terjadi proses pembuangan elektron supaya tercapai kesetimbangan. Nah, proses pembuangan elektron inilah yang menyebabkan perpindahan arus listrik yang biasa kita lihat sebagai kilatan cahaya di musim hujan.

Yang jadi pertanyaan sekarang adalah, mengapa musim hujan? Mengapa petir biasa terjadi saat akan hujan sehingga petir bisa menjadi salah satu petunjuk akan turun hujan? Jawabannya adalah, karena pada saat hujan atau akan hujan, kadar air di udara menjadi tinggi sehingga daya isolator udara menurun dan menyebabkan arus lebih mudah mengalir. Terkadang petir juga terjadi antar awan karena seperti yang telah ditulis di atas, ada awan yang bermuatan positif dan ada yang bermuatan positif.

Biasanya petir disertai dengan suara gemuruh yang biasa disebut guruh atau biasanya sih dibilang geledek, suara yang kencang itu terjadi karena saat udara dilewati petir, terjadi pemanasan dan pemuaian udara dengan sangat cepat sehingga udara menjadi plasma dan meledak menghasilkan suara yang menggelegar.Sebenarnya proses terbentuknya suara ini terjadi bersamaan dengan saat terjadi petir, namun biasanya guruh baru terdengar setelah petir terlihat. Keterlambatan suara guruh itu terjadi karena perbedaan antara kecepatan cahaya ( 3x10⁸ m/s ) dan kecepatan bunyi di udara ( 340 m/s ).

Sesuai dengan rumus kecepatan :

S = V x t

Dengan S : jarak (m)

    V : kecepatan (m/s)

    t   : waktu (s)

dapat dihitung jarak antara petir dan pengamat dengan berpedoman pada berapa lama suara guntur terdengar setelah petir ( karena kecepatan cahaya sangat cepat maka diabaikan ) :

                                   

                                                1 km = 340 m/s x t

                                            1000 m = 340 m/s x t

                                                   t     =  1000  s

                                                              340

                                                   t     = 2.941 s

                                                   t     = 3 s

Jadi biasanya jika suara guntur terdengar setelah selang waktu 3 detik berarti petir itu terletak sekitar 1 kilometer dari kita. Semakin kecil selang waktunya, berarti semakin dekat letak petir itu.

                       

Prinsip kerja alat penangkal petir

Saat muatan listrik negatif di bagian bawah awan sudah tercukupi, maka muatan listrik positif di tanah akan segera tertarik. Muatan listrik kemudian segera merambat naik melalui kabel konduktor , menuju ke ujung batang penangkal petir. Ketika muatan listrik negatif berada cukup dekat di atas atap, daya tarik menarik antara kedua muatan semakin kuat, muatan positif di ujung-ujung penangkal petir tertarik ke arah muatan negatif. Pertemuan kedua muatan menghasilkan aliran listrik. Aliran listrik itu akan mengalir ke dalam tanah, melalui kabel konduktor, dengan demikian sambaran petir tidak mengenai bangunan. Tetapi sambaran petir dapat merambat ke dalam bangunan melalui kawat jaringan listrik dan bahayanya dapat merusak alat-alat elektronik di bangunan yang terhubung ke jaringan listrik itu, selain itu juga dapat menyebabkan kebakaran atau ledakan. Untuk mencegah kerusakan akibat jaringan listrik tersambar petir, biasanya di dalam bangunan dipasangi alat yang disebut penstabil arus listrik

Posted in: