Home / Fenomena / Bagaimana Proses Terjadinya Petir ?

Bagaimana Proses Terjadinya Petir ?

kelas-fisika.com – Bagaimana Proses Terjadinya Petir ?

Pernahkah Anda melihat cahaya terang berwarna putih, biru, atau merah muda yang muncul di langit malam? Jika iya, maka Anda adalah salah satu dari orang-orang yang telah melihat fenomena alam yang paling indah. Bentuk cahaya terang di langit malam terlihat mirip dengan akar tanaman.

Cahaya berwarna putih, biru, atau merah jambu yang tampak di langit malam terlihat indah namun suara yang Anda dengar karena cahaya terang ini membuat Anda takut.

Petir adalah salah satu fenomena alam yang paling indah. Ini juga salah satu fenomena alam yang paling mematikan.

Setiap tahun ribuan orang sekarat di seluruh dunia karena petir.

Definisi Petir

Petir adalah debit elektrostatik mendadak (sudden electrostatic discharge) yang terjadi di atmosfer antara dua awan atau antara awan dan tanah.

Untuk lebih memahami bagaimana petir bekerja, mari kita lihat dulu kapasitor dan discharge elektrostatis.

Apa itu kapasitor?

Kapasitor adalah komponen elektronik pasif yang digunakan untuk menyimpan energi dalam bentuk medan listrik.

Sebuah kapasitor terdiri dari dua pelat konduktif yang dipisahkan oleh bahan dielektrik (isolator). Kedua pelat konduktif kapasitor dengan mudah memungkinkan arus listrik melewatinya. Jadi pelat konduktif adalah konduktor listrik yang baik.

Di sisi lain, bahan dielektrik antara dua pelat konduktif tidak memungkinkan arus listrik melewatinya. Jadi bahan dielektrik adalah konduktor listrik yang buruk.

Pelat konduktif kadang-kadang disebut sebagai elektroda. Satu pelat konduktif bertindak sebagai katoda (elektrode bermuatan negatif) dan pelat konduktif lainnya bertindak sebagai anoda (elektroda bermuatan positif).

Bila voltase diaplikasikan, elektron mulai bergerak dari terminal negatif baterai. Ketika elektron-elektron ini masuk ke pelat sebelah kanan, muatan keseluruhan pelat samping kanan menjadi negatif. Hal ini disebabkan adanya penambahan elektron ekstra. Dengan demikian, pelat sisi kanan menjadi bermuatan negatif.

Di sisi lain, elektron di sisi kiri memiliki gaya tarik yang kuat dari terminal positif baterai. Akibatnya, sejumlah besar elektron meninggalkan pelat samping kiri dan bergerak menuju terminal positif baterai. Karena hilangnya elektron, muatan keseluruhan plat sisi kiri menjadi positif. Dengan demikian, pelat sisi kiri menjadi bermuatan positif.

Kita tahu bahwa perbedaan muatan akan menyebabkan saling menarik. Jadi elektron dari sisi kanan mencoba bergerak ke arah pelat samping kiri. Begitu pula, lubang dari sisi kiri mencoba bergerak ke arah sisi plat kanan . Namun, dielektrik antara pelat blok aliran elektron dan lubang.

Akibatnya, muatan terakumulasi di kedua pelat.

Bahan dielektrik tidak memungkinkan aliran elektron dan lubang (hole). Namun, hal itu memungkinkan medan listrik diberikan oleh pelat bermuatan positif dan bermuatan negatif. Dengan demikian, energi disimpan dalam bentuk medan listrik antara lempeng.

Pelepasan elektrostatik (electrostatic discharge)

Pelepasan muatan listrik statis berarti arus listrik yang tiba-tiba antara dua benda atau plat bermuatan listrik.

Bila baterai yang terhubung ke kapasitor dilepas, kapasitor berhenti mengisi daya. Jika kapasitor ini terhubung ke perangkat eksternal seperti bola lampu listrik, kapasitor mulai melepas elektron.

Selama proses pengosongan, kelebihan elektron akan meninggalkan pelat bermuatan negatif dan bergerak menuju bola lampu listrik. Ketika elektron-elektron ini masuk ke dalam bohlam listrik, mereka memasok cukup energi ke bohlam listrik. Akibatnya, bola lampu akan menyala. Elektron yang tersisa akan bergerak menuju pelat bermuatan positif.

Sebelum penemuan elektron dan proton, Benjamin Franklin mengamati bahwa pembawa muatan selalu bergerak dari daerah konsentrasi yang lebih tinggi ke daerah konsentrasi rendah.

Jadi selama proses pengosongan kapasitor, elektron atau pembawa muatan bergerak dari elektroda bermuatan negatif (daerah elektron berlebih) ke elektroda bermuatan positif (lebih sedikit daerah elektron) untuk menetralisir secara elektrik.

Bagaimana proses terjadinya Petir ?

Petir adalah salah satu fenomena alam tertua yang teramati di bumi. Pada saat yang sama, ini juga salah satu yang paling tidak mengerti.

Petir dapat dilihat pada letusan gunung berapi, badai salju lebat, kebakaran hutan yang sangat intens, dan badai besar. Namun, ini paling sering terlihat pada badai petir.

Pada saat tertentu, bisa terjadi sebanyak 2.000 badai petir yang terjadi di seluruh dunia. Setiap tahun, sekitar 14 juta badai petir terjadi di seluruh dunia. NASA mengindikasikan badai ini menghasilkan kilat berkobar sekitar 40 kali per detik.

Memprediksi kapan dan dimana petir akan mogok belum memungkinkan dan kemungkinan besar tidak akan pernah terjadi.

Bagaimana petir itu tercipta?

Tidak ada yang tahu bagaimana sebenarnya petir dibuat. Kita umumnya tahu kondisi apa yang dibutuhkan untuk menghasilkan petir.

Bagaimana sebenarnya bentuk petir belum pernah diverifikasi, jadi masih merupakan konsep yang bisa diperdebatkan.

Teori utama memusatkan perhatian pada pemisahan muatan listrik dan pembangkitan medan listrik di dalam badai petir.

Penelitian terbaru menemukan bahwa es, hujan es (bola keras es), dan tetesan air semi beku yang dikenal sebagai graupel (partikel salju) sangat penting untuk pengembangan petir.

Beberapa teori menunjukkan bahwa, saat partikel es dan tetes air saling bergesekan dan saling bertabrakan, mereka menjadi bermuatan listrik (bermuatan positif atau bermuatan negatif).

Selama badai petir, muatan ini terpisah. muatan negatif terbentuk di awan bawah dan muatan positif terbentuk di awan atas. Dengan kata sederhana, awan atas bermuatan positif dan awan bawah bermuatan negatif.

Bagaimana petir terjadi di antara awan?

Kita tahu bahwa muatan yang berbeda saling tarik menarik. Jadi muatan selalu mencoba beralih dari awan atas ke awan yang lebih rendah dan dari awan bawah ke awan atas.

Awan atas dan awan bawah bertindak sebagai pelat konduktif dari sebuah kapasitor. Udara antara awan atas dan awan bawah bertindak sebagai dielektrik kapasitor.

Awan atas dan awan bawah adalah konduktor listrik yang baik. Jadi arus listrik dengan mudah mengalir di dalam awan.

Di sisi lain, udara adalah konduktor listrik yang buruk. Jadi udara tidak memungkinkan transfer muatan antara awan atas dan awan bawah. Dengan demikian, udara bertindak sebagai penghalang transfer muatan antara awan.

Namun, udara memungkinkan medan listrik diberikan oleh awan atas dan awan bawah. Dengan demikian, ada medan listrik antara awan atas dan awan bawah.

Agar bisa melewati penghalang udara yang mengisolasi, sejumlah besar muatan harus dibangun di atas dan bawah awan.

Ketika awan atas dan bawah menyimpan sejumlah besar muatan, mereka mengatasi penghalang isolasi dari udara. Akibatnya, muatan ditransfer antara awan. Kilat yang kita lihat di langit adalah karena transfer muatan ini.

Bagaimana petir terjadi antara awan dan tanah?

Kita tahu bahwa awan atas bermuatan positif dan awan bawah bermuatan negatif. Objek di lapangan bermuatan positif. Jadi ada medan listrik antara awan bawah dan tanah.

Karena lawan menarik, muatan negatif dari awan bawah selalu mencoba bergerak menuju tanah (bumi). Begitu pula, muatan positif dari tanah selalu mencoba bergerak menuju awan bawah. Namun, udara (isolator) antara awan bawah dan ground blok transfer muatan ini.

Bila muatan yang tersimpan di awan bawah dan tanah meningkat, mereka mengatasi penghalang isolasi dari udara. Akibatnya, muatan ditransfer antara awan bawah dan tanah. Kilat yang kita lihat di langit malam adalah karena transfer muatan ini.

Objek yang lebih tinggi seperti bangunan, gunung, dan pepohonan biasanya disambar petir.

Semakin rendah jarak antara awan bawah dan tanah (bumi), semakin besar daya tariknya. Jadi petir dengan mudah menargetkan benda-benda yang lebih tinggi di permukaan bumi.

Apa itu guntur (thunder) ?

Perpindahan muatan antar awan atau antara awan dan tanah tidak hanya menghasilkan petir tapi juga menghasilkan suara yang luar biasa.

Suara yang membuat petir dikenal sebagai guntur. Energi dari saluran petir memanaskan udara sekitar 18.000 derajat Fahrenheit. Hal ini menyebabkan udara berkembang dengan cepat, menciptakan gelombang suara yang dikenal sebagai guntur. Guntur bisa didengar sampai jarak 25 mil dari debit petir.

Bagaimana petir terjadi antara awan atas dan tanah?

Pengalihan muatan tidak hanya terjadi antara awan bawah dan tanah tapi juga antara awan atas dan tanah. Kilat yang terjadi antara awan atas dan tanah disebut petir positif.

Petir positif menghasilkan kurang dari 5% dari semua sambaran petir. Namun, meskipun tingkat kejadiannya jauh lebih rendah, petir positif sangat berbahaya karena berbagai alasan.

Jarak antara awan atas dan tanah tinggi dibandingkan dengan jarak antara awan bawah dan tanah. Jadi jumlah udara yang harus terbakar untuk mencapai tanah biasanya jauh lebih besar.

Oleh karena itu, medan listrik yang dihasilkan antara awan atas dan tanah jauh lebih kuat daripada medan listrik yang dihasilkan antara awan bawah dan tanah. Sebuah petir positif menghasilkan sekitar 300.000 ampere arus.

Analogi kapasitor untuk petir

Dalam sebuah kapasitor, pelat konduktif menyimpan muatan listrik. Dengan cara yang sama, awan juga menyimpan muatan listrik. Itu berarti awan dibebankan objek.

Awan mungkin bermuatan positif atau bermuatan negatif. Jika awan memiliki sejumlah besar elektron dari pada proton maka awan tersebut bermuatan negatif. Di sisi lain, jika awan memiliki jumlah elektron lebih rendah daripada proton maka awan tersebut bermuatan positif.

Awan adalah konduktor listrik yang baik. Jadi awan bertindak sebagai pelat konduktif dari sebuah kapasitor.

Udara di antara awan adalah konduktor listrik yang buruk. Jadi udara bertindak sebagai kapasitor dielektrik.

Bila sebuah kapasitor dilepaskan dari baterai dan kemudian dihubungkan ke perangkat eksternal, muatan dipindahkan dari satu piring ke piring lainnya.

Seperti kapasitor, transfer muatan juga terjadi di awan. Saat awan terisi penuh, mereka mengatasi penghalang udara yang mengisolasi. Akibatnya, tagihan ditransfer dari satu awan ke awan lain.

Jenis kilat

awan ke tanah

Petir petir ke darat adalah jenis petir yang paling berbahaya. Sebagian besar petir dari darat ke darat terjadi di antara awan dan tanah yang lebih rendah.

Dalam petir dari awan ke bawah, partikel bermuatan negatif di awan bawah bergerak menuju partikel bermuatan positif di tanah.

Petir di darat hanya menabrak benda-benda tinggi seperti bangunan dan pepohonan.

Petir intra-awan

Petir intra-awan terjadi di dalam awan yang sama. Dalam petir intra-awan, muatan positif dan negatif terakumulasi dalam awan yang sama. Akibatnya, pelepasan muatan listrik atau petir juga terjadi di dalam awan yang sama.

Petir awan ke awan

Petir awan ke awan adalah petir yang terjadi di antara awan. Di petir Cloud-to-cloud, kilat bergerak di udara di antara awan.

Petir jernih

Petir jernih ke udara adalah kilat yang bergerak di udara namun tidak sampai ke tanah.

Spider petir

Spider petir adalah kilat yang bergerak secara horisontal, sering terlihat di awan bawah.

Mungkinkah mendengar suara guntur tanpa petir?

Tidak, tidak mungkin mendengar suara guntur tanpa petir. Karena bunyi guntur itu disebabkan oleh petir. Namun, Anda bisa melihat kilat tanpa mendengar suara guntur jika petir jauh dari Anda.

Apakah petir selalu dihasilkan oleh badai petir?

Tidak, kilat bisa diproduksi tanpa awan petir. Petir juga bisa diproduksi akibat letusan gunung berapi, kebakaran hutan yang sangat intens, dll.

Berapa volt dan watt yang menyala?

Petir bisa memiliki 100 juta sampai 1 miliar volt dan mengandung miliaran watt.

Warna apakah kilat itu?

Petir bisa tampak dalam berbagai warna. Tapi biasanya, itu putih atau biru.

Tindakan pencegahan keselamatan saat terjadi petir

Setiap tahun ribuan orang sekarat di seluruh dunia karena petir. Memprediksi kapan petir tidak mungkin dilakukan. Tapi dengan mendidik diri sendiri tentang petir dan mempelajari beberapa peraturan dasar akan melindungi Anda, keluarga Anda, dan teman Anda.

  • Bila Anda melihat petir di langit dan Anda berada di luar, masuk ke dalam rumah atau bangunan besar.
  • Jauhi pohon tinggi atau benda tinggi lainnya
  • Jauhi air dan barang basah.
  • Jauhi logam.
  • Di dalam rumah, hindari menggunakan telepon.
  • Jauhi jendela dan pintu.
  • Hindari lapangan terbuka, pantai, atau perahu di atas air.
  • Hindari piknik

Check Also

apa itu fisika

Apa itu Fisika ?

kelas-fisika.com – apa itu fisika ? Definisi kamus, fisika diartikan sebagai “studi materi, energi, dan …

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Powered by themekiller.com