Upload
febby-hadi-prakoso
View
20
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
PETIR
Citation preview
MEKANISME SAMBARAN PETIR
Medan listrik yang ditimbulkan oleh awan bermuatan gambar 2.1 (a), akan
menyebabkan ionisasi udara disekitarnya. Proses ionisasi udara berkembang terus dan
membentuk kanal yang sangat konduktip dengan didahului oleh alur pandu yang
diikuti cahaya dan disebut pelopor pelepasan. Alur pandu bergerak turun mendekati
bumi sebagai pelopor kebawah seperti ditunjukan pada gambar 2.1 (b). Muatan akan
mengalir melalui kanal dan akan mempercepat proses ionisasi pada ujung kanal atau
alur pandu, sehingga kanal bertambah panjang. Proses pertambahan panjang kanal
terjadi secara lompat-lompat sekitar 3 sampai dengan 50 m, dengan interval waktu
sekitar 10 sampai dengan 100 μdet dan kecepatan sekitar 1 sampai dengan 80 m/μdet
[Golde, 1977 ]. Arah lompatan setiap langkah berubah-ubah, tergantung proses
ionisasi ujung kanal, sehingga secara keseluruhan akan terbentuk kanal yang berliku-
liku.
Gambar 2.1. Proses sambaran petir
Pada saat alur pandu mencapai titik yang dekat dengan permukaan bumi, maka medan
listrik pada celah antara alur pandu dan permukaan bumi mencapai harga yang dapat
4
terbentuknya kanal bermuatan dari bumi menuju awan , gambar 2.1 (c). Kedua kanal
tersebut akan saling bertemu (gambar 2.1 (d)), yang selanjutnya terjadi sambaran
balik pertama, seperti ditunjukan pada gambar 2.1 (e).
Pada saat terjadinya sambaran balik dari bumi ke awan akan mengalir arus yang
sangat besar dengan kecepatan pada umumnya 20 sampai dengan 110 m/µdet [Golde,
1977 ]. Muatan tersebut untuk menetralisir muatan pada pusat muatan awan, sehingga
potensial muatan awan tersebut turun dengan cepat. Akibatnya terjadi perbedaan
potensial antara pusat muatan pertama yang sudah dinetralisir dengan pusat muatan
kedua pada awan yang sama. Perbedaan potensial ini mengakibatkan berlanjutnya
gerakan sambaran petir memasuki awan dan terjadilah loncatan antara kedua pusat
muatan tersebut, dengan demikian terbentuklah sebuah jalur dari pusat muatan kedua
di awan ke bumi. Pelepasan muatan dari pusat muatan kedua ke bumi dimulai dengan
pelopor pelepasan yang bergerak melalui jalur yang dilalui sambaran balik
sebelumnya. Pelopor pelepasan pada sambaran kedua tidak meloncat-loncat, tidak ada
percabangan dan kecepatannya tinggi sekitar 2 m/μdet. Interval waktu antara
sambaran balik sebelumnya dengan pelopor panah berikutnya sekitar 40 μdet. Setelah
pelopor pelepasan mencapai bumi akan terjadi sambaran balik dari bumi ke awan
seperti sambaran balik sebelumnya.
Muatan dari pusat muatan kedua akan tersalurkan atau dinetralisir oleh sambaran
balik. Kemudian timbul proses yang sama pada muatan ketiga seperti proses pada
muatan kedua, sehingga terjadilah sambaran beruntun. Hasil pemotretan dengan
kamera biasa dan kamera putaran cepat (kamera Boys) pada proses sambaran petir
ditunjukan pada gambar 2.2 .[Uman,1969]
5
Gambar 2.2. Potret proses sambaran petir.
ARUS PETIR
Arus petir merupakan pelepasan muatan awan yang dialirkan ke bumi dengan bentuk
gelombang yang naik dengan cepat sekali kemudian disusul dengan penurunan yang
lebih lambat menuju nol. Bentuk umum dari besar gelombang arus petir dinyatakan
dalam bentuk persamaan hiperbolik sebagai berikut :
( )tt eeAI β−α− −= 2.1
dengan:
A = Konstante penentu harga puncak
α = konstanta penentu muka gelombang
β = konstanta penentu ekor gelombang
Besar arus petir sambaran langsung yang terukur diatas tower 500 kV di Jakarta
minimum 0,2 kA polaritas negatif dan maksimum 102 kA, sedangkan polaritas positif
minimum 1 kA dan maksimum 61 kA. Probabilitas arus sambaran petir dapat dilihat
pada gambar 2.4 [Soetjipto S. et al., 1993], di San Salvatore minimum 2 kA dan
maks. 80 kA negatif; maksimum 250 kA positif [Golde, R.H., 1977].
6
Gambar 2.4 Kemungkinan sambaran arus petir dengan magnetic link
7