Proses Terjadinya Petir Dan Cara Kerja Penangkal Petir [PDF]

Citation preview

PROSES TERJADINYA PETIR DAN CARA KERJA PENANGKAL PETIR



OLEH :



1. PENGERTIAN PETIR Petirmerupakanperistiwaalamberupapelepasanenergisesaat (energy storage) beruparangkaianaliranlistrik yang sangatbesar yang akan di lepaskanolehalamsemestadengantujuankebumi yang bersifatnetral.



1.2 PROSES TERJADINYA PETIR Petirterjadikarenaadaperbedaanpotensialantaraawandanbumiataudenganawanlainnya. Proses terjadinyamuatanpadaawankarenadiabergerakterusmenerussecarateratur, danselamapergerakannyadiaakanberinteraksidenganawanlainnyasehinggamuatannegatifakanb erkumpulpadasalahsatusisi (atasataubawah), sedangkanmuatanpositifberkumpulpadasisisebaliknya. Jikaperbedaanpotensialantaraawandanbumicukupbesar, makaakanterjadipembuanganmuatannegatif (elektron) dariawankebumiatausebaliknyauntukmencapaikesetimbangan. Pada proses pembuanganmuatanini, media yang dilaluielektronadalahudara. Padasaatelektronmampumenembusambangbatasisolasiudarainilahterjadiledakansuara Untuk pemahaman yang lebih mudah, kita memakai analogi sebuah kapasitor besar, yang dimana lempengan pertama yaitu awan, lempengan ini bisa negatif ataupun positif dan lempengan kedua yaitu bumi yang mempunyai sifat netral. Seperti yang sudah kita ketahui, kapasitor merupakan sebuah elemen negatif di dalam hubungan listrik yang dapat menyimpan daya sejenak atau bisa disebut energy storage. Seperti juga petir, dimana terdapat awan yang bermuatan negatif dan positif. Proses terjadinyamuatan di dalamawan, karenaawanberjalansecarateratur, danselamaperjalanannyadiaakanberhubungandenganawan-awanlainnya yang mengakibatkanberkumpulnyamuatannegatif di salahsatusisi, entahitu di atasatau di bawah. Sedangkanmuatanpositifberkumpul di sisilainnya. Apabilaperbedaanpotensialdiantaraawandanbumibesar, akanmengakibatkanterjadinyapemgbuanganmuatannegatifataudisebutele ktron. Dalam proses pembuanganini, udaramerupakan media yang akandilaluielektron. Apabilapadasaatmuatanelektrondapatmenembusbatasisolasiudarainilahm enjadikansuaraledakanatau Guntur.



Saat terjadinya petir, mengapa terlebih dahulu kita melihat kilat (cahaya)dan beberapa saat kemudian baru terdengar suara (guntur)? Ini terjadi karena adanya perbedaan waktu kemunculan yang diakibatkan adanya selisih antara kecepatan suara dengan kecepatan cahaya. Cahayakilatternyatalebihcepatmerambat di udarakira-kira 300.000 meter per sekon. Sedangkanbunyimerambat di udaradengankecepatan 340 meter per sekon. Bandingkanselisihantarakecepatancahayadengankecepatanbunyimerambat di udara. Makawajarlahmengapacahayaterlihatlebihduludibandingkandenganterdengarnyabunyimeskip unterjadinyasecarabersamaan.



Kenapa Petir lebih sering terjadi di musim penghujan? Karena pada saat musim penghujan, udara mengandung lebih banyak kadar air yang tinggi, yang mengakibatkan daya isolasi udara turun dan arus lebih gampang melewati.



2. JENIS-JENIS PENANGKAL PETIR Penangkal Petir Faraday atau Franklin atau biasa di istilahkan Penangkal Petir Pasif atau istilah umumnya penangkal petir konvensional. Penangkal Petir Elektrostatik atau Membran Sistem atau biasa disebut Penangkal Petir Aktif atau istilah umumnya penangkal petir modern.



2.1 PenangkalpetirNeoflash Ketikaawanbermuatanlistrikmelintasdiatassebuahbanguna



yang



terpasangpenangkalpetirNeoflash, makanelektrodapenerimapadabagiansampingpenangkalpetirneoflashinimengumpulkandanme nyinpamenergilistrikawanpada



unit



kapasitornya.



Setelahenergiinicukupbesarmakadilepasdandiperbesarbedapotensialnyapadabagian generator.



Pelepasanmuatanlistripada



unit



ion



generator



di



yakniketikalidahapimenyambarpermukaanbumimakasemuamuatanlistrik



ion



picuolehsambaran, di



bagian



ion



genertordilepaskankeudaramelalui Central Pick Up agarmenimbulkanlidahapipenuntun. atas



(streamer



leader



untukmenyambutsambaranpetir



yang



terjadikemuadianmenuntunnyamasukkedalamsatutitiksambar yang terdapat unit neoflashini.



2.2 PenangkalPetirPasif( Faraday / Franklin ) Keduailmuandiatas Faraday danFrangklinmengketengahkan system yang hampirsamayakni: system penyaluraruslistrik yang menghubungkanantarabagianatasbangunandan grounding .



Sedangkan system perlindunga yang dihasilkanujungpenerima / Splitzeradalahsamapadarentang 30 ~ 45 derajat. Perbedaannyaadalah system yang dikembangkanoleh Faraday bahwaKabelpenghantarterletakpadasisiluarbangunandenganpertimbanganbahwakabelpengha ntarjugaberfungsisebagaipenerimasambaran, Berupasangkarelektrisataubiasadisebutsangkar Faraday.



2.3PenangkalPetirRadioAktif Penelitianterusberkembangakansebabterjadinyapetir ,dandihasilkankesimpulanbahwapetirterjadikarenaadamuatanlistrik di awan yang dihasilkanoleh proses ionisasi , makapenggagalan proses ionisasi di lakukandengancaramemakaiZatberradiasimisl. Radiun 226 danAmeresium241 ,karena 2 bahaninimampumenghamburkan ion radiasinya yang bisamenetralkanmuatanlistrikawan. Sedangmanfaat lain adalahhamburan ion radiasiakanmenambahmuatanpada Ujung Finial / Splitzerdanbilamanaawan



yang



bermuatanbesar



yang



tidakmampu



di



netralkanzatradiasikemuadianmenyambarmakaakancondongmengenaipenangkalpetirini. Keberadaanpenangkalpetirjenisinisudahdilarangpemakaiannya ,berdasarkankesepakataninternasionaldenganpertimbanganmengurangipemakaianzatberadiasi dimasyarakat.



2.4 Penangkal Petir Aktif (Elektrostatic) PrinsipkerjapenangkalpetirElektrostatikmengadopsisebagian penangkalpetirRadioaktif



,yakni:



menambahmuatanpadaujung



system finial



/



splitzer



agar



petirselalumemilihujunginiuntukdisambar . PerbedaandarisistenRadioaktifdanElektrostatikadapadaenergi



yang



UntukPenangkalPetirRadioaktifmuatanlistrikdihasilkandari



dipakai. proses



hamburanzatberradiasisedangkanpadapenangkalpetirelektrostatikenergilistrikdihasilkandariLi strikAwan yang menginduksipermukaanbumi.



Mengapa penangkal petir harus selalu dihubungkan dengan tanah? Karena petir itu sebenernya electron (muatannegatif) yang memiliki potensial cukup besar di hantarkan oleh udara apabila di awan kelebihan electron. Jadi bumi itu meiliki muatan positif atau punnegatif yang tak terhingga... sifat bumi ini, dapat dimanfaatkan untuk menetralkan muatan negatifdaripetir agar tidak membahayakan jiwa.



Mengapa batang penangkal petir dibuat runcing? Jadi,Penangkal petir adalah batang tembaga berbentuk bar yang ujungnya di buatruncing, dibuatruncingkarena muatan listrik mempunyai sifat mudah berkumpul dan lepas pada ujung logam yang runcing. Dengan demikian dapat memperlancar proses tarik menarik dengan muatan listrik yang ada di awan.



PERTANYAAN 1. Apabila terdapat pohon kelapa yang dekat sama rumah yang berisi penangkal petir dan tingginya sama, yang mana akan disambar petir ?



JAWAB : Apabila pohon kelapa berada berdekatan dengan penangkal petir dan tingginya sama, petir akan menyambar penangkal petir terlebih dahulu lalu merembet menyambar pohon kelapa. Apabila pohon kelapa berada cukup jauh dengan penangkal petir dan tingginya sama, petir akan menyambar penangkal petir dan tidak menyambar pohon kelapa karena jaraknya cukup jauh.



2. Kenapa terdapat 2 kotak dalam ground di tanah ?



JAWAB :



Karena terdapat 2 elektroda yang berfungsi menetralkan sambaran petir yang mengalir pada kabel BC (kabel telanjang).



3. Kenapa kabel yang dipakai di penangkal petir tidak berisolasi ?



JAWAB : Karena kekuatan tegangan pada petir kurang lebih 100.000 volt. Jika kabel di beri tegangan maka otomatis isolasi kabel akan meleleh karena tidak kuat menerima muatan listrik dari petir itu sendiri. Pada pemasangannya antara kanel dengan logam penangkal petir diberi space agar tidak merambat atau terjadi kebakaran.