Petir

 

Kilat, petir dan guntur mungkin sudah akrab dalam kehidupan kita sehari-hari terutama di musim hujan. Cahaya kilat yang begitu terang dengan diikuti suara yang memekakkan telinga merupakan salah satu fenomena alam yang ajaib dan istimewa, maha karya sang pencipta Allah Azza wa Jalla. Fenomena ajaib ini terjadi ketika ada awan gelap atau ketika hari akan hujan.

“…Atau seperti orang-orang yang ditimpa hujan lebat dari langit disertai gelap gulita, guruh dan kilat; mereka menyumbat telinganya dengan anak jarinya sebab takut akan mati. Dan Allah meliputi orang-orang yang kafir. Hampir-hampir kilat itu menyambar penglihatan mereka, setiap kali kilat menyinari mereka, mereka berjalan di bawah sinar itu dan bila gelap menimpa mereka, mereka berhenti. Jikalau Allah menghendaki niscaya dia melenyapkan pendengaran dan penglihatan mereka sesungguhnya Allah maha berkuasa atas segala sesuatu… (QS Al-Baqaraah : 19-20).

Menurut Wikipedia Indonesia, petir atau halilintar merupakan gejala alam yang biasanya muncul pada musim hujan, ditunjukkan dengan munculnya kilatan cahaya di langit yang menyilaukan sesaat (kilat), kemudian disusul dengan suara menggelegar (guruh). Perbedaan waktu kemunculan ini disebabkan adanya perbedaan antara kecepatan suara dan kecepatan cahaya. Prinsip dasarnya kira-kira sama dengan lompatan api pada busi.

Energi dari pelepasan muatan listrik di awan begitu besarnya sehingga menimbulkan rentetan cahaya, panas, dan bunyi yang sangat kuat yaitu geluduk, guntur, atau halilintar. Geluduk, guntur, atau halilintar ini dapat menghancurkan bangunan, membunuh manusia, dan memusnahkan pohon. Sedemikian raksasanya sampai-sampai ketika petir itu melesat, tubuh awan akan terang dibuatnya, sebagai akibat udara yang terbelah, sambarannya yang rata-rata memiliki kecepatan 150.000 km/detik itu juga akan menimbulkan bunyi yang menggelegar. Ketika akumulasi muatan listrik dalam awan tersebut telah membesar dan stabil, lompatan listrik (electric discharge) yang terjadi pun akan merambah massa bermedan listrik lainnya, dalam hal ini adalah Bumi. Besar medan listrik minimal yang memungkinkan terpicunya petir ini adalah sekitar 1.000.000 volt per meter. 

Kapan Petir Datang?

Petir datang ketika langit tiba-tiba menjadi gelap disertai angin datang begitu cepatnya dan awan yang menjulang tinggi menyerupai bunga kol berwarna keabuan-abuan, kemudian udara terasa pengap. Awan ini biasanya disebut dengan awan petir CB (Comulunimbus) Dalam musim penghujan seperti saat inilah awan-awan jenis ini banyak terbentuk. Bangunan bumi yang kerap sebagai penghantar petir di bumi, merujuk Hukum Faraday, tak lain adalah bangunan, pohon, atau tiang-tiang metal berujung lancip.

Proses Terjadinya Petir
Secara fisika, petir merupakan gejala alam yang bisa kita analogikan dengan sebuah kapasitor raksasa, dimana lempeng pertama adalah awan (bisa lempeng negatif atau lempeng positif) dan lempeng kedua adalah bumi (dianggap netral). Seperti kita ketahui, kapasitor adalah sebuah komponen pasif pada rangkaian listrik yang bisa menyimpan energi sesaat (energy storage). Petir juga dapat terjadi dari awan ke awan (intercloud), dimana salah satu awan bermuatan negatif dan awan lainnya bermuatan positif. 

Petir terjadi karena ada perbedaan potensial antara awan dan bumi atau dengan awan lainnya. Proses terjadinya muatan pada awan yaitu 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 salah satu sisi (atas atau bawah), sedangkan muatan positif berkumpul pada sisi sebaliknya. Jika perbedaan potensial antara awan dan bumi cukup besar, maka akan terjadi pembuangan muatan negatif (elektron) dari awan ke bumi atau sebaliknya untuk mencapai kesetimbangan. Pada proses pembuangan muatan ini, media 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 bermuatan positif, maka petir juga bisa terjadi antar awan yang berbeda muatan.

Sedangkan terjadinya sendiri secara lebih detail disebabkan oleh 2 teori, yaitu 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 maka inilah yang disebut petir.
b.Gesekan antar awan
Pada awalnya awan bergerak mengikuti arah angin, selama proses bergeraknya awan ini maka saling bergesekan satu dengan yang lainya , dari proses ini terlahir electron-electron bebas yang memenuhi permukaan awan. proses ini bisa digambarkan secara sederhana pada sebuah penggaris plastic yang digosokkan pada rambut maka penggaris ini akan mampu menarik potongan kertas. Pada suatu saat awan ini akan terkumpul di sebuah kawasan, saat inilah petir dimungkinkan terjadi karena electron-elektron bebas ini saling menguatkan satu dengan lainnya. Sehingga memiliki cukup beda potensial untuk menyambar permukaan bumi.

Tipe-Tipe Petir

Secara umum petir itu 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 :

• Petir dari awan ke Tanah (CG) petir ini tergolong berbahaya dan paling merusak, berasal dari muatan yang lebih rendah lalu mengalirkan muatan negatif ke tanah. Terkadang petir jenis ini mengandung muatan positif (+) terutama pada musim dingin.
• Petir dalam awan (IC), merupakan tipe yang paling sering terjadi antara pusat muatan yang berlawanan pada awan yang sama.
• Petir antar awan (CC), terjadi antara pusat muatan dari dua awan yang berbeda. Pelepasan muatan nya sendiri terjadi saat udara cerah antara awan tersebut.
• Petir awan ke udara (CA) terjadi jika udara di sekitaran awan yang bermuatan positif (+) berinteraksi dengan udara yang bermuatan negatif (-). Jika ini terjadi pada awan bagian bawah maka merupakan kombinasi dengan petir tipe CG. Petir CA tampak seperti jari-jari yang berasal dari petir CG

Menurut muatannya sendiri, petir dibagi menjadi dua yaitu petir negatif (+) dan petir positif (-). Perbedaannya yaitu petir negatif cenderung menyambar berulang ulang dan bercabang cabang seperti sebuah akar pohon, sedangkan petir positif, hanya menyambar sekali. 

Dampak Negatif dan Cara Menghindari

Umumnya petir-petir mengincar korban di wilayah datar yang terbuka. Besar medan listrik minimal yang memungkinkan terpicunya petir ini adalah sekitar 1.000.000 volt per meter. Bayangkan betapa mengerikannya jika lompatan bunga api ini mengenai tubuh makhluk hidup! Korban tiba-tiba terpental ketika sebuah petir menyambar. Seperti juga korban lainnya, ia tewas seketika dengan tubuh terbakar. Apabila petir menyambar rumah, rumah tersebut akan rusak dan perabotan elektronik akan rusak seperti telepon, televisi, atau yang lainnya. Kebanyakan disebabkan karena kelebihan voltase yang mengalir melalui media listrik (kabel) terlalu besar sehingga mampu membakar komponen elektronis didalamnya.

Bagaimana menghindarinya ?

1. Apabila sebuah bangunan yang tinggi dengan penangkal petir, maka jika ada petir akan menyambar alat penangkal kemudian disalurkan melalui kawat besar yang terbuat dari tembaga atau kuningan menuju ke tanah.
2. Apabila terjadi hujan dan petir, lebih baik kita menghindari di tempat terbuka.
3. Untuk menhindari kerusakan alat listri di rumah apabila terjadi hujan dan petir adalah mematikan listri, mencabut saluran antene di televisi, dan mencabut kabel telepon.

Keuntungan Adanya Petir

Menurut Djoko Darmanto Kepala Lab. Teknik Tegangan Tinggi Departemen Teknik Elektro petir berfaedah dalam membersihkan udara dari polusi dan teknologi buatan manusia belum ada yang mampu menyamai kemampuan ini. Petir merupakan penetral udara dalam waktu singkat. Dan dengan kemampuannya ini petir mampu membuat seluruh partikel polusi udara sirna.

Selain itu petir juga membantu penyediaan makanan bagi tumbuh-tumbuhan. Tumbuh-tumbuhan ini memerlukan nitrogen. Unsur ini diserap melalui akar bukan dalam bentuk murni, melainkan dalam bentuk senyawa yang disebut nitrat meskipun udara banyak mengandung nitrogen, tetapi unsur ini tidak dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan karena tidak bersenyawa dengan unsur lain untuk membentuk nitrat. Setiap terjadi kilat sejumlah nitrogen di udara bersenyawa dengan oksigen. Setelah berkali-kali bersenyawa nitrogen berubah menjadi nitrat yang dapat di serap oleh tumbuh-tumbuhan.

Selain dua keuntungan di atas, petir juga dapat membahayakan kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya. Karena muatan listrik yang amat besar maka petir sanggup menghanguskan apa saja benda yang disentuhnya. Termasuk hutan dan juga manusia. Entah sudah berapa banyak kerugian materi yang diakibatkan oleh petir ini. Maka berhati-hatilah dengan petir.

Tetapi walaupun demikian petir, tetap merupakan fenomena eksotis dan dahsyat. Karenanya sampai saat ini belum ada yang dapat menirunya. Seindah-indahnya kembang api tahun baru buatan manusia tidak akan bisa menandingi keeksotisan kilat dan petir buatan Allah. Wallahu`alam bisshawab.

Daftar Pustaka:

www.wikipedia.com

Anonim. 1990. Ilmu Pengetahuan Populer Jilid 3 Ilmu Pengetahuan Bumi Dan Energi. Grolier international, Inc, United States.

Arena. 2002. Apa Dan Mengapa 200 Tanya Jawab Tentang Bumi Dan Alam Semesta. Penerbit Arena Jakarta.
Bintaro dkk. 2000. Geografi SMU I Kelas I. Penerbit Erlangga Jakarta.
Rubrik Mozaik. 2003. Berkawan Dengan Petir. Majalah Insani Edisi 2003.

Posted in: IPA