Friday, 4 September 2015

Proses terjadinya petir

Jika sebelumnya kami membahas tentang Bagaimanakah Proses terjadinya Pelangi dan Bentuknya yang begitu indahPada kesempatan kali ini saya akan membahas fenomena yang tak kalah indahnya sekaligus berbahaya, yaitu Petir.

Apa itu Petir ?
Petir merupakan fenomena alam yang sangat indah sekaligus sangat berbahaya bagi makhluk hidup yang ada dibumi, termasuk bagi manusia. 
Petir biasanya terjadi mengikuti peristiwa hujan, baik hujan air maupun hujan es. Kalian tentunya sudah pernah melihat petir. Gambar di bawah ini adalah salah petir di South Wales, Australia, yang berhasil diabadikan dengan kamera.


Bagaimana proses terjadinya petir ? 
Terjadinya petir ternyata erat dengan ilmu Fisika, terutama konsep muatan listrik, muatan negatif (elektron) dan muatan positif (proton)

Fenomena ini dimulai dengan munculnya lidah api listrik yang bercahaya terang yang memanjang kearah bumi kemudian diikuti suara yang menggelegar. Petir berbahaya bagi makhluk hidup karena temperatur/suhu sambaran melebihi panas matahari dan kekuatan benturannya menyebar kesegala arah. Proses terjadinya petir disebabkan oleh perpindahan muatan negatif (elektron) menuju ke muatan positif (proton).

Ada beberapa tahapan yang biasanya dilalui, tahap pertama adalah pemampatan muatan listrik pada awan bersangkutan. Bagian paling atas awan adalah listrik muatan negatif. Bagian tengah listrik bermuatan positif. Bagian dasar adalah muatan negatif yang berbaur dengan muatan positif (tempat petir biasanya berlontaran). Besar medan listrik minimal yang memungkinkan terpicunya petir adalah sekitar 1.000.000 volt per meter.

Pada saat terjadi beda potensial yang tinggi antara awan dengan bumi, maka awan akan melepaskan muatan negatifnya agar terjadi kesetimbangan muatan. Elektron atau muatan negatif yang mengalir ke bumi itulah yang sebut dengan petir.


Suara petir berasal dari loncatan elekron yang menembus batas isolasi udara. Loncatan elektron yang berupa bunga api tersebut sangat besar dan sangat panas. Pada saat bunga api itu melewati udara, udara tersebut akan memuai. Kilat petir terjadi dalam bentuk setidaknya dua sambaran. 

Sambaran pertama muatan negatif (-) mengalir dari awan ke permukaan tanah. Sejumlah kilat percabangan biasanya dapat terlihat menyebar keluar dari jalur kilat utama. Ketika sambaran pertama ini mencapai permukaan tanah, maka sebuah muatan berlawanan terbentuk pada titik yang akan disambarnya dan arus kilat kedua yang bermuatan positif terbentuk dari dalam jalur kilat utama tersebut langsung menuju awan (sambaran kedua). 

Dua kilat tersebut biasanya beradu sekitar 50 meter di atas permukaan tanah. Arus pendek terbentuk di titik pertemuan antara awan dan permukaan tanah tersebut, dan hasilnya sebuah arus listrik yang sangat kuat dan terang mengalir dari dalam jalur kilat utama itu menuju awan. Perbedaan tegangan pada aliran listrik antara awan dan permukaan tanah ini melebihi beberapa juta volt.

Selain itu, ada 2 teori terbentuknya petir, yaitu sebagai berikut:

Proses Ionisasi

Petir terjadi karena terkumpulnya ion bebas bermuatan negatif dan positif di awan. Proses ionisasi disebabkan oleh perubahan bentuk air mulai dari cair menjadi gas atau sebaliknya, bahkan padat (es) menjadi cair.
Ion bebas menempati permukaan awan dan bergerak mengikuti angin yang berhembus. Bila awan-awan terkumpul di suatu tempat, maka awan bermuatan akan memiliki beda potensial yang cukup untuk menyambar permukaan bumi.

Gesekan antar awan

Mulanya awan bergerak mengikuti arah angin, selama proses ini maka awan saling bergesekan satu dengan yang lainya yang menyebabkan munculnya elektron-elektron bebas yang memenuhi permukaan awan. Proses ini bisa digambarkan secara sederhana pada sebuah penggaris plastik yang digosokkan pada rambut maka penggaris ini akan mampu menarik potongan kertas. Pada suatu saat, awan ini akan terkumpul di sebuah kawasan. Saat itulah petir dimungkinkan terjadi karena elektron-elektron bebas ini saling menguatkan satu dengan lainnya, sehingga memiliki cukup beda potensial untuk menyambar permukaan bumi

Kesimpulan:
Secara singkat, fenomena petir terjadi karena beda potensial yang tinggi. Pada awan yang memiliki kelebihan muatan negatif, pada lapisan bawah permukaan awan akan dibuang ke bumi untuk menyeimbangkan muatannya, Sedangkan di bumi terdapat muatan positif. Pada proses pembuangan elektron itulah terjadinya petir

Tahukah Kamu?
  1. Energi yang dihasilkan oleh satu sambaran Petir sangat besar, lebih besar daripada energi listrik yang dihasilkan oleh seluruh pembangkit listrik di Amerika serikat
  2. Suhu pada jalur dimana petir terbentuk mencapai 10.000oC
  3. Cahaya petir lebih terang daripada cahaya 10.000.000 bola lampu pijar berdaya 100 watt.
  4. Sebuah sambaran kilat berukuran rata-rata mengandung kekuatan listrik sebesar 20.000 amp
  5. Kilat bergerak dengan kecepatan 150.000 km/detik (Setengah dari kecepatan cahaya
SSekian, semoga bermanfaat

5 comments

Pa Guru, apakah muatan ion negatif permukaan tanah berbeda-beda antara daerah yg satu dengan daerah yg lainnya?

Urutan proses terjadi nya petir yang benar apa pak??


EmoticonEmoticon