Kelistrikan

Kelistrikan

Dalam materi ini kita akan lebih banyak membahas mengenai Petir dan Kilat. Kedua hal ini bagi masyarakat umum adalah sama. Namun sebenarnya cukup sederhana perbedaan dari kedua hal tersebut, yaitu Petir merupakan bunyi yang ditimbulkan akibat loncatan elektron di udara, sedangkan Kilat  adalah cahaya yang tampak saat terjadi lompatan elektron di udara.

Sering kita dengan sebuah mitos bahwa jika tidak ada hujan, maka kita tidak akan terkena petir. Hal ini tidak selamanya benar. Memang betul bahwa tidak ada hujan kemudian kita aman dari petir,. Namun ada tidaknya petir tidaklah bergantung pada hujan yang terjadi, melainkan bergantung pada jenis awan konvektif. Untuk kasus petir dan halilintar, awan jenis Cumulunimbus lah yang satu-satunya dapat menghasilkan kedua fenomena tersebut.

Lightning dan Thunderstorm adalah peristiwa pelepasan muatan listrik dari awan jenis konvektif yaitu Cumulunimbus menuju permukaan bumi ataupun antar awan akibat perbedaan beda pontensial. Perbedaannya apabila Lighting hanya berupa cahaya tampak seperti listrik dilangit tanpa ada suara gemuruh. Sedangkan Thunderstroms adalah cahaya listrik yang disertai dengan suara gemuruh yang terus menerus. Fenomena ini sangat berbahaya bagi penerbangan, oleh sebab itu parameter cuaca seperti ini harus segera dilaporkan apabila terjadi. Lightning dan Thunderstorms bisa tampak karena udara yg tiba-tiba diberi energi dan dipanasi  (hingga 54,000^oF), sehingga dapat mengemisikan radiasi tampak (visible).

Menurut fisika, Petir adalah lompatan bunga api raksasa anara dua massa yang mempunyai perbedaan medan listrik. Prinsip dasarnya sama dengan lompatan api pada Busi. Selain itu petir merupakan pelepasan muatan listrik dari awan. Energi dari pelepasan itu begitu besar sehingga menimbulkan rentetan cahaya , panas dan bunyi yang sangat kuat yaitu gemuruh atau halilintar. Besarnya muatan listrik yang bisa memicu terjadinya petir adalah 1.000.000 volt/meter

Jenis-jenis Petir

Petir dibedakan menjadi 4, yaitu :

ü  Intra Cloud

Jenis ini merupakan petir yang terjadi di dalam satu awan yang sama. Petir tersebut terjadi akibat lompatan elektron di awan tersebut akibat perbedaan beda potensial di dalam awan tersebut.

ü  Cloud to Cloud

Untuk jenis petir ini hampir sama dengan IntraCloud. Hanya saja bedanya terletak pada lompatan elektron yang terjadi dari satu awan ke awan yang lain.

ü  Cloud to Ground

Ini adalah jenis petir yang dapat membahayakan nyawa kita. Karena petir jenis ini merupakan lompatan elektron dari dasar awan menuju permukaan bumi, dan sangat besar sekali kemungkinan kita menjadi sasaran dari lompatan elektron tersebut. Oleh karena itu, kita harus waspada apabila terdapat awan jenis Cumulunimbus yang berada di atas area kita.

ü  Cloud to Air

Jenis petir ini juga sering kita lihat di sekitar kita. Petir ini terjadi karena lompatan dari elektron di dalam petir menuju udara. Sehingga terlihat seperti cahaya di atas langit. 

Dasar teori tentang Lightning

Lightning adalah cahaya (lompatan api) yang biasanya terjadi di dalam petir. Kejadian lightning 80% terjadi antar awan, sedangkan hanya 20% terjadi antara awan dengan permukaan bumi.

Lighting dapat terjadi dimanapun lokasinya, tergantung pada letak awan cumulunimbus. Lebih dari 6000 kali per menit dan 40.000 kali per hari lightning dapat terjadi di dunia ini

Tipe dari arus elektron di dalam Awan

Untuk penjelasan nomor 1 adalah contoh dari petir jenis IntraCloud, yaitu petir yang terjadi akibat lompatan elektron di bagian bawah awan menuju bagian puncak awan yang terdapat banyak proton. Lompatan elektron tersebut terjadi pada awan yang sama sehingga akan mengahasilkan petir jenis IntraCloud.

Untuk penjelasan nomor 2 merupakan contoh dari petir jenis Cloud to Ground, dimana petir ini terjadi akibat lompatan elektron dari dasar awan menuju muatan positif yang berada di permukaan bumi. Petir jenis ini sangatlah berbahaya bagi kita karena dapat menyambar kita saat berada di dalam maupun luar ruangan.

Untuk penjelasan nomor 3 merupakan contoh dari petir jenis Cloud to Cloud, dimana pada prinsipnya sama dengan 2 jenis petir sebelumnya yaitu lompatan elektron akibat perbedaan potensial di antara awan. Perbedaannya hanya pada letak lompatan elektron tersebut. Untuk jenis petir Cloud to Cloud adalah lompatan elektron yang terjadi antara awan yang berbeda.

Penyebaran Muatan pada awan Cumulunimbus

Seperti yang kita lihat pada gambar diatas, bagian puncak dari awan Cumulunimbus memiliki muatan Positif, sedangkan bagian tengah dan bawah dari awan tersebut memiliki muatan Negatif ( ilustrasi yang lingkaran kuning ). Pergerakan muatan yang terjadi dalam awan ditunjukan oleh simbol E, yaitu dari muatan negatif yang bergerak menuju muatan positif

Petir merupakan lompatan elektron dari awan cumulunimbus menuju permukaan bumi yang bermuatan positif. Namun tidak selalu permukaan bumi kita ini memiliki muatan positif, seperti gambar diatas.

Gambar di atas merupakan contoh-contoh petir yang sering terjadi di sekitar kita. Ke empat petir tersebut bukan dibedakan berdasarkan arah lompatan elektron, andaikan dibedakan menurut arah lompatan elektron, jenis petir adalah seperti yang kita bahas pada awal materi ini (Cloud to Cloud, IntraCloud, Cloud to Ground, Cloud to Air)

Bahaya dari Petir

Semua dari kita sangatlah berpeluang untuk terkena sambaran petir apabila berada di luar ruangan saat keadaan dimana terdapat awan jenis Cumulunimbus  di atas daerah kita berada. Namun yang paling berbahaya adalah saat kita sedang berada di dekat atau di bawah pohon yang tinggi, kemudian berada diatas atau di dalam air, serta berada di gedung tinggi ataupun di puncak gunung. Keadaan tersebut sangat mendukung untuk membuat kita tersambar petir. Oleh karena itu, saat terdapat awan cumulunimbus, sebaiknya kita tidak berada di luar ruangan, di bawah / dekat pohon tinggi, dan di bangunan yang tinggi.

Tanda-tanda terjadinya Petir

Alam ini sangatlah unik dan luar biasa. Setiap kali hendak terjadi suatu fenomena alam, pasti memiliki ciri-ciri khusus sehingga kita bisa mengantisipasi bahaya dan dampak dari fenomena alam yang dapat merugikan kita semua.

Petir pun juga demikian. Saat hendak terjadi petir, kita juga harus mengetahui apa saja tanda-tanda sebelum terjadi fenomena ini agar kita dapat mengurangi dampak negatif yang disebabkan oleh terjadinya petir. Berikut ini adalah tanda-tanda saat hendak terjadi petir :

v  Angin yang bertiup semakin kencang

Ya memang karakteristik dari awan jenis Cumulunimbus adalah terjadinya arus angin yang kencang di sekitar awan. Apabila di atas kita terdapat awan hitam yang mengumpal dan angin yang tiba-tiba menjadi kencang, maka kita harus waspada dengan bahaya petir yang akan terjadi.

v  Cahaya dari Kilat

Terkadang kilat yang kita lihat tidak selalu memiliki suara gemuruh. Namun apabila terdapat cahaya kilat di sekitar kita, hal tersebut menandakan bahwa terdapat juga awan jenis Cumulunimbus di tempat tersebut. Untuk itu kita harus waspada dengan petir yang kemungkinan besar terjadi.

v  Suara dari Gemuruh

Saat terjadi gemuruh petir, kita harus waspada dengan dampak petir yang akan terjadi, sebaiknya kita segera masuk ke dalam ruangan dan tidak melakukan kegiatan yang berhubungan dengan listrik

v  Gangguan pada radio AM

Pada era sekarang ini memang sudah sangat jarang masyarakat yang menggunakan radio AM. Apabila kebetulan kita sedang menggunakan peralatan ini, maka apabila terjadi petir, akan ada gangguan pada frekuensi radio sehingga akan ada suara penganggu saat radio dinyalakan.

Cara menghitung jarak kita dengan Petir

Bila kita ingin mengetahui berapakah jarak petir yang terjadi dari tempat kita berada, berikut ini adalah langkah-langkah yang dapat kita praktikan langsung saat terjadi petir.

1. Hitung berapa detik selisih dari kilat yang terjadi dengan suara gemuruh petir.
2. Kemudian hasil tersebut dibagi dengan 5
3. Hasilnya adalah prakiraan jarak petir dengan tempat kita berada dalam satuan Miles.
4. Ingatlah, saat kalian mendengar suara gemuruh petir, berarti kalian sedang berada di daerah yang berpotensi untuk tersambar petir. Oleh karena itu segeralah menuju tempat yang aman

Cara berlindung dari Petir

Hal yang terpenting saat terjadi petir adalah jangan berada di dekat atau berteduh di bawah pohon yang tinggi. Pohon tersebut memiliki muatan listrik yang akan berinteraksi dengan muatan dalam awan cumulunimbus sehingga menyebabkan petir menyambar pohon tersebut. Apabila kita berteduh di bawah pohon ataupun berada di dekat pohon tersebut, maka kemungkinan kita juga akan tersambar oleh petir tadi.

Apabila petir menyambar sebuah mobil, maka aliran listrik dari petir tersebut akan mengalir melalui logam pada mobil menuju permukaan tanah. Petir tersebut dapat membuat ban mobil meletus.

Tidak selamanya seseorang yang berada di dalam ruangan akan terlindungi dari bahaya petir. Tergantung pada aktivitas orang tersebut. Petir dapat mengalir melalui kabel listrik dan kabel telepon yang ada di rumah kita. Apabila sedang terjadi petir, jangan sekali-kali kalian menggunakan alat komunikasi berupa handphone karena petir dapat merambat melalui sinyal dari handphone tersebut. Selain itu, petir juga dapat menyambar seseorang yang sedang mandi menggunakan shower ataupun berendam di dalam air.

Jika kalian melihat sambaran kilat yang begitu dekat dengan posisi kalian saat itu, maka segeralah melakukan hal ini 

1.         Buatlah kalian menjadi sekecil mungkin, agar petir memiliki peluang yang kecil untuk menyambar kalian
2.     Jongkok dengan posisi dengkul menempel ke tangan, kemudian tutup kedua telinga dengan menggunakan telapak tangan.
3.      Minimalisir kontak langsung dengan petir, jangan melakukan posisi terlentang di tanah. Karena posisi tersebut membuat kita sebagai target yang memiliki ukuran lebih besar, sehingga petir akan lebih mudah menyambar kita.

Thunderstorm (Badai Guntur)

Fenomena ini sangat berbahaya dan dapat mengancam keselamatan jiwa kita semua. Awal mula fenomena ini sama saja dengan terjadinya kilat, yaitu akibat lompatan elektron dari awan Cumulunimbus

.

Fenomena ini terjadi saat keadaan atmosfer di wilayah tersebut cenderung labil, sehingga hal tersebut akan menyebabkan awan yang muncul adalah awan jenis konvektif, yaitu Cumulunimbus.

Beberapa tipe Thunderstorms yang kita harus tahu adalah Single Cell, MultiCell, Squall Cell, MesoScale Convective Complexes, dan Super Cell.

Terjadinya thunderstorm dan lighting adalah karena perbedaan potensial antara atmosfer dan permukaan bumi. Perbedaan potensial tersebut sekitar 200.000 – 500.000 Volt. Sedangkan aliran listrik yang terjadi di atmosfer adalah sekitar 2 x 10^-12 Ampere/meter.