Bagaimana Terjadinya Petir

Petir atau halilintar | Petir Mengandungi Kuasa Elektrik yang Tinggi

     Semua orang pasti pernah mendengar 'PETIR' bukan? Tetapi mereka kebanyakan nya tidak tahu asal bagaimana terjadinya petir tersebut, pada kali ini Serambi Awam akan menjelaskan sedikit sebanyak tentang petir yang diketahui dari beberapa artikel di wikipedia (Rujukan).

Bagaimana terjadinya petir?

     Petir atau halilintar adalah kejadian alam yang biasanya muncul pada musim hujan di mana di langit muncul kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan biasanya disebut kilat yang beberapa saat kemudiannya disusuli dengan bunyi yg menggegarkan, ianya sering disebut sebagai Guruh. Perbezaan waktu kemunculannya disebabkan adanya perbezaan antara kecepatan bunyi dan kecepatan cahaya.

Petir merupakan kejadian alam yang boleh kita analogikan dengan sebuah kapasitor raksasa, dimana aras pertama adalah awan (samaada aras negatif atau aras positif) dan aras kedua adalah bumi (dianggap neutral). Seperti yang sudah diketahui kapasitor adalah sebuah komponen pasif pada rangkaian elektrik yang boleh menyimpan tenaga sesaat (energy storage). Petir juga boleh terjadi dari awan ke awan (intercloud), dimana salah satu awan bermuatan negatif dan awan lainnya bermuatan positif.

     Petir terjadi kerana ada perbezaan potensi antara awan dan bumi atau dengan awan yang lain. Proses terjadinya muatan pada awan kerana ianya bergerak terus menerus secara teratur, dan selama pergerakannya ianya akan berinteraksi dengan awan yang lain sehingga muatan negatif akan berkumpul pada salah satu sisi (atas atau bawah), sedangkan muatan positif berkumpul pada sisi sebaliknya. Jika perbezaan berpotensi antara awan dan bumi cukup besar, maka akan berlaku pembuangan muatan negatif (elektron) dari awan ke bumi atau sebaliknya untuk mencapai keseimbangan. Pada proses pembuangan muatan ini, media yang dilalui elektron adalah udara. Pada saat elektron mampu menembus ambang batas isolasi udara inilah yang mengakibatkan letupan suara. Petir lebih sering terjadi pada musim hujan, kerana pada keadaan tersebut udara mengandungi kadar air yang lebih tinggi sehingga daya isolasinya turun dan arus lebih mudah mengalir. Kerana ada awan bercas negatif dan awan bercas positif, maka petir juga boleh berlaku antara awan yang berbeza muatan.

     Petir pada alam merupakan peristiwa alami loncatnya muatan muatan elektrik antara awan ke awan atau awan ke permukaan bumi. Syarat utama terjadinya locatan muatan elektron di awan bermula dari pergerakan angin ke atas didalam awan Cumulus yang kuat. Dilaporkan kelajuan yang boleh dicapai mencapai 150 km/Jam. Di dalam awan, wap-wap air berkondensasi menjadi zarah air yang lebih kecil lagi namum zarahnya lebih stabil. Bila ketinggian awan Cumulus tersebut cukup tinggi, maka pergerakan angin di dalam awan tersebut boleh mempunyai suhu di bawah 0 darjah celcius. Hal ini menyebabkan zarah air di dalam awan membeku, membentuk zarah ais. Melalui proses resublimasi, berubahlah fizikal zarah air ini. Selaras dengan masa, gabungan beberapa zarah ais menjadi zarah kumpulan ais yang besar dan berat. Zarah salji ini akan jatuh kerana daya graviti atas beratnya sendiri ke permukaan bumi. Pada peringkat ini, terpecah beberapa kristal ais yang lebih kecil dan ringan daripada kumpulan-kumpulan ais yang lebih berat. Perpecahan ini menyebabkan terpecah juga struktur elektron di dalamnya. Hal ini mengakibatkan kumpulan ais yang lebih berat akan jatuh ke lapisan awan dibawahnya dan kumpulan ini mempunyai muatan negatif. Sedangkan zarah ais yang berasingan daripada kumpulan ais berat, akan ditiup angin didalam awan ke arah lapisan atas awan. Hal ini menjadikan lapisan awan di bahagian atas mempunyai muatan positif. Peristiwa ini mengakibatkan terhasilnya elektrik di awan atas 2 kutub berbeza (positif dibahagian atas dan negatif dibahagian bawah awan). Besarnya muatan atas pembentukan elektrik di awan bergantung pada volume dari awan tersebut.

    
 Rata-rata setiap petir mempunyai 4 hingga 5 jalur utama akibat ionisasi. Persiapan pelepasan elektron melalui jalur ini memerlukan waktu sekitar 0,01 saat, setelah itu terjadi petir dengan waktu menghantar sekitar 0,0004 saat. Setelah terjadinya petir, memerlukan waktu istirahat (0,03 – 0,05 saat) untuk menghasilkan kembali petir yang seterusnya. Diketahui pernah terjadi hingga 42 petir secara terus menerus tanpa henti. Rata-rata kuat arus dalam petir sebesar 20.000 ampere. Dengan kekuatan arus ini, mengalir elektron dari awan menuju permukaan tanah. Hal ini disebut juga, petir negatif. Pada kes yang jarang, kadang-kala dijumpai loncatan elektrik pendek dari permukaan tanah (hujung pohon, hujung menara dan sebagainya). Ini disebut petir positif. Petir positif diketahui hanya mempunyai satu jalur utama terjadinya loncatan. Tetapi petir positif mempunyai kuat arus yang lebih tinggi dari petir negatif (sebesar 300.000 Ampere). Terjadinya petir positif hanya sekitar 5% dari jumlah terjadinya petir. Loncatan petir dihasilkan sejauh beberapa kilometer, antara awan dengan permukaan tanah.

Itulah sedikit yang boleh kita pelajari tentang petir, semoga dengan membaca artikel ini pengetahuan kita makin bertambah.

- Serambi Awam -