Proses Terjadinya Petir

(fenomena terjadinya petir)

 Petir merupakan gejala alam yang ditunjukkan dengan munculnya kilatan cahaya di langit yang menyilaukan sesaat, kemudian disusul dengan suara menggelegar (guruh). Perbedaan waktu kemunculan ini disebabkan adanya perbedaan antara kecepatan suara dan kecepatan cahaya. Karena cahaya memiliki kecepatan yang sangat tinggi v = 3 x 10⁸ m/s dan kecepatan bunyi di udara v = 342 m/s menyebabkan cahaya lebih cepat merambat daripada bunyi. Energi dari pelepasan muatan listrik di awan begitu besarnya sehingga menimbulkan rentetan cahaya, panas, dan bunyi yang sangat kuat berupa guntur atau halilintar.

Proses Terjadinya Petir

gambaran polarisasi muatan

Pada awan akan terjadi polarisasi muatan yaitu penyearahan muatan-muatan listrik pada awan. Pada awan bagian atas akan terkumpul semua muatan positif dan pada awan bagian bawah akan terkumpul semua muatan negatif. Di waktu yang sama di bumi (biasanya pada bangunan/tempat yang posisinya lebih tinggi atau lebih dekat dengan awan) akan terjadi polarisasi muatan juga. Proses polarisasi muatan pada awan ini terjadi karena partikel-partikel penyusun awan bergerak terus menerus secara teratur, dan selama pergerakannya dia akan berinteraksi dengan awan lainnya sehingga muatan negatif akan berkumpul pada sisi bawah, sedangkan muatan positif berkumpul pada sisi sebaliknya. Karena pada awan bagian bawah terkumpul muatan negatif, maka pada bumi bagian atas akan terkumpul muatan positif dan di bagian bawahnya terkumpul muatan negatif. Hal ini menyebabkan adanya perbedaan potensial antara awan dan bumi. Jika perbedaan potensial antara awan dan bumi cukup besar, maka akan terjadi loncatan muatan negatif (elektron) dari awan ke bumi untuk mencapai kesetimbangan muatan. Pada proses loncatan muatan ini, mediium yang dilalui elektron adalah udara. Pada saat elektron mampu menembus ambang batas isolasi udara inilah terjadi ledakan suara. Petir lebih sering terjadi pada musim hujan, karena pada keadaan tersebut udara mengandung kadar air yang lebih tinggi sehingga daya isolasinya turun dan arus lebih mudah mengalir. Karena ada awan bermuatan negatif dan awan lainnya bermuatan positif, maka petir juga bisa terjadi antar awan yang berbeda muatan, karena itulah bentuk petir tidak lurus langsung menuju bumi/berkelok-kelok.

Ada 2 proses yang menyebabkan terjadinya petir yaitu proses ionisasi dan gesekan antar awan.

a. Proses Ionisasi

Petir terjadi diakibatkan terkumpulnya ion bebas bermuatan negatif dan positif di awan, ion listrik dihasilkan oleh gesekan antar awan dan juga kejadian Ionisasi ini 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.

b. Gesekan antar Awan

Pada awalnya awan bergerak mengikuti arah angin, selama proses bergeraknya awan ini maka saling bergesekan satu sama lain. Dari proses ini terlahir electron-electron bebas yang memenuhi permukaan awan. Pada suatu saat awan ini akan terkumpul di sebuah kawasan, saat inilah petir dimungkinkan terjadi karena elektron-elektron bebas ini saling menguatkan satu dengan lainnya. Sehingga memiliki cukup beda potensial untuk memicu loncatan electron.

Tipe-Tipe Petir

Secara umum petir dapat terjadi di dalam awan itu sendiri, antara awan dengan awan, antara awan dengan udara, dan awan dengan bumi (tanah). Kemungkinan-kemungkinan tersebut melahirkan empat tipe petir, yaitu:

1. Petir dari awan ke tanah: petir yang berasal dari muatan yang lebih rendah lalu mengalirkan muatan negatif ke tanah dan tergolong berbahaya dan paling merusak.
2. Petir dalam awan: petir yang paling sering terjadi antara pusat muatan yang berlawanan pada awan yang sama.
3. Petir antar awan: petir yang terjadi antara pusat muatan dari dua awan yang berbeda. Pelepasan muatan nya sendiri terjadi saat udara cerah antara awan tersebut.
4. Petir awan ke udara: petir yang terjadi jika udara di sekitar awan yang bermuatan positif berinteraksi dengan udara yang bermuatan negatif.

Dampak yang Ditimbulkan Petir

Pada umumnya petir mengincar korban di wilayah yang terbuka karena polarisasi muatan yang terjadi di tempat terbuka lebih besar. Besar medan listrik minimal yang memungkinkan terpicunya petir ini adalah sekitar 1.000.000 volt/meter. Jjika lompatan bunga api ini mengenai tubuh makhluk hidup, maka akibat yang ditimbulkannya sangat berbahaya dan bisa menimbulkan kematian. Jika petir menyambar rumah, rumah tersebut akan rusak dan peralatan elektronik pun akan mengalami kerusakan. Hal ini disebabkan karena munculnya tegangan yang sangat besar sehingga menyebabkan komponen elektronik didalamnya.

Cara Menghindari Petir

Berikut ini adalah beberapa tindakan preventif dalam menghindari petir:

1. Memasang penangkal petir agar muatan listrik yang sangat besar disalurkan melalui kawat besar yang terbuat dari tembaga atau kuningan menuju ke tanah.
2. Menghindari tempat terbuka.ketika terjadi hujan untuk menghindari polarisasi muatan yang besar di permukaan bumi.
3. Mencabut saluran antene televise, mencabut kabel telepon, menonaktifkan modem, dan menonaktifkan segala hal yang berhubungan dengan koneksi jarak jauh untuk meminimalisir terjadinya loncatan elektron.