Teknologi Penangkal Petir
Teknologi Penangkal Petir
Petir, kilat, atau halilintar adalah gejala alam yang biasanya muncul pada musim hujan di saat langit memunculkan kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan. Beberapa saat kemudian disusul dengan suara menggelegar yang disebut guruh. Perbedaan waktu kemunculan ini disebabkan adanya perbedaan antara kecepatan suara dan kecepatan cahaya.
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 yang sudah diketahui 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 karena dia 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.
Riset awal
Pada awal penyelidikan listrik melalui tabung Leyden dan peralatan lainnya, sejumlah orang (Dr. Wall, Gray, Abbé Nollet) mengusulkan spark skala kecil memiliki beberapa kemiripan dengan petir.
Benjamin Franklin, yang juga menemukan penangkal petir, berusaha mengetes teori ini dengan menggunakan sebuah tiang yang didirikan di Philadelphia. Selagi dia menunggu penyelesaian tiang tesebut, beberapa orang lainnya (Dalibard dan De Lors) melakukan di Marly diPerancis apa yang kemudian dikenal sebagai eksperimen Philadelphia yang Franklin usulkan di bukunya.
Franklin biasanya mendapatkan kredit untuk menjadi yang pertama mengusulkan eksperimen ini, karena dia tertarik dalam cuaca.
Riset modern
Meskipun eksperimen dari masa Franklin menunjukkan bahwa petir adalah sebuah discharge dari listrik statik, hanya ada sedikit peningkatan dalam teori ini selama lebih dari 150 tahun. Pendorong untuk riset baru berasal dari bidang teknik tenaga: jalur transmisi tenagadigunakan dan teknisi ingin mengetahui lebih banyak tentang petir. Meskipun sebabnyadiperdebatkan (dan masih berlanjut sampai sekarang), riset menghasilkan banyak informasi baru tentang fenomena petir, terutama jumlah arus dan energi yang terdapat.
Perlindungan terhadap Sambaran Petir
Manusia selalu mencoba untuk menjinakkan keganasan alam, salah satunya adalah bahaya sambaran petir. Ada beberapa metode untuk melindungi diri dan lingkungan dari sambaran petir. Metode yang paling sederhana tapi sangat efektif adalah metode Sangkar Faraday. Yaitu dengan melindungi area yang hendak diamankan dengan melingkupinya memakai konduktor yang dihubungkan dengan pembumian.
Benjamin Franklin ( Penemu Penangkal Petir )
Karir Benjamin Franklin yang mengesankan mencakup pekerjaan sebagai penerbit, penulis, penemuan, ilmuwanm dan diplomat. Dialah Ilmuwan terkenal pertama di wilayah jajahan Amerika. Franklin adalah anak ke-15 dari 17 bersaudara, anak yang dilahirkan seorang pembuat lilin yang miskin. Ia hanya 2 tahun sekolah dasar. Ia bekerja pertama-tama bagi ayahnya lalu bagi kakak lelakinya, seorang penerbit. Pada tahun 1723, di usia 17 tahun, ia sudah hidup mandiri.
Tahun berikutnya seorang pemilik toko di Philadelphia mengirimnya ke Inggris sebagai pembeli. Masalah letter of credit membuatnya terkatung di London. Ia tinggal di Inggris selama 18 bulan sebelum menemukan jalan pulang ke wilayah jajahan. Di Philadelphia, ia buka toko percetakannya sendiri. Ia mulai mencetak surat kabar dan menerbitkan Poor Richard's Almanack.
Mengarahkan minatnya pada ilmu pengetahuan, pada tahun 1743, Franklin menyatakan bahwa jalur badai utama di Amerika Utara adalah dari barat-daya. Studinnya tentang kompor panas menuntunnya untuk membangun sebuah kompor besi cor yang diletakkan di sebuah ruangan dan lebih efisien sebagai pemanas daripada perapian. Ia gambarkan Kompor Franklin itu dalam sebuah pamflet pada tahun 1744 tetapi tidak mematenkannya. Belakangan kompor Franklin menjadi alat pemanas yang umum di wilayah jajahan maupun di Eropa.
Eksperimen-eksperimen listrik Franklin dimulai pada tahun 1747 ketika ia dapatkan sebuah wadah Leyden , suatu bentuk kapasitor , alay yang menyimpan muatan listrik. Ia gunakan plus (+) dan minus (-) untuk mewakili kelebihan atau kekurangan listrik. Ia menerapkan 3 hukum listrik statis.
1) Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik
2) Muatan listrik yang sejenis saling tolak-menolak.
3) Suatu benda yang bermuatan akan menarik non-konduktor yang tidak berkekuatan
Franklin mengirimkan surat-surat tentang eksperimen-eksperimennya kepada teman-temannya di Inggris yang membacakannya di hadapan Royal Society. Pada tahun 1751, Franklin pun menjadi terkenal di seluruh penjuru eropa sebagai seorang ilmuwan dan dipilih menjadi anggota Society tersebut.
Franklin mengirimkan surat-surat tentang eksperimen-eksperimennya kepada teman-temannya di Inggris yang membacakannya di hadapan Royal Society. Pada tahun 1751, Franklin pun menjadi terkenal di seluruh penjuru eropa sebagai seorang ilmuwan dan dipilih menjadi anggota Society tersebut.
Pada tahun 1752, Franklin membuktikan bahwa petir adalah pembuangan muatan kistrik statis dengan mengadakan eksperimen layang-layangnya yang spektakuler dan berbahaya ketika sedang terjadi badai guntur. Petir yang ia tangkap dalam wadah Leyden mempunyai aspek-aspek yang sama seperti listrik statis. Franklin mengamati bahwa listrik statis itu menghilang ketika didekatkan dengan sebuah konduktor yang berujung tajam. Maka ia menemukan Penangkal petir untuk melindungi gedung-gedung kayu terhadap kebakaran akibat tersambar petir.
Dari tahun 1757-1775 Franklin mewakili kepentingan wilayah jajahan di Inggris. Ketika itu ia menemukan kacamata bifokal dan mempublikasikan keberadaan Gulf Stream. Sementara pemerintahan Inggris semakin menindas, ia melihat kemerdekaan dari Inggris adalah satu-satunya solusi. Pada tahun 1776, ia bantu menyusun Deklarasi Kemerdekaan dan menjadi salah seorang yang menandatanganinya. Dialah yang mewakili Amerika Serikat di Prancis selama perang Revolusioner. Franklin sungguh seorang negarawan besar sekaligus ilmuwan besar.
Dari tahun 1757-1775 Franklin mewakili kepentingan wilayah jajahan di Inggris. Ketika itu ia menemukan kacamata bifokal dan mempublikasikan keberadaan Gulf Stream. Sementara pemerintahan Inggris semakin menindas, ia melihat kemerdekaan dari Inggris adalah satu-satunya solusi. Pada tahun 1776, ia bantu menyusun Deklarasi Kemerdekaan dan menjadi salah seorang yang menandatanganinya. Dialah yang mewakili Amerika Serikat di Prancis selama perang Revolusioner. Franklin sungguh seorang negarawan besar sekaligus ilmuwan besar.
Penangkal Petir
Penangkal petir adalah rangkaian jalur yang difungsikan sebagai jalan bagi petir menuju ke permukaan bumi, tanpa merusak benda-benda yang dilewatinya. Ada 3 bagian utama pada penangkal petir:
- Batang penangkal petir
- Kabel konduktor
- Tempat pembumian
Batang penangkal petir
Kabel konduktor
Kabel konduktor terbuat dari jalinan kawat tembaga. Diameter jalinan kabel konduktor sekitar 1 cm hingga 2 cm . Kabel konduktor berfungsi meneruskan aliran muatan listrik dari batang muatan listrik ke tanah. Kabel konduktor tersebut dipasang pada dinding di bagian luar bangunan.
Tempat pembumian
Tempat pembumian (grounding) berfungsi mengalirkan muatan listrik dari kabel konduktor ke batang pembumian (ground rod) yang tertanam di tanah. Batang pembumian terbuat dari bahan tembaga berlapis baja, dengan diameter 1,5 cm dan panjang sekitar 1,8 - 3 m .
Cara kerja
Saat muatan listrik negatif di bagian bawah awan sudah tercukupi, maka muatan listrik positif di tanah akan segera tertarik. Muatan listrik kemudian segera merambat naik melalui kabel konduktor , menuju ke ujung batang penangkal petir. Ketika muatan listrik negatif berada cukup dekat di atas atap, daya tarik menarik antara kedua muatan semakin kuat, muatan positif di ujung-ujung penangkal petir tertarik ke arah muatan negatif. Pertemuan kedua muatan menghasilkan aliran listrik. Aliran listrik itu akan mengalir ke dalam tanah, melalui kabel konduktor, dengan demikian sambaran petir tidak mengenai bangunan. Tetapi sambaran petir dapat merambat ke dalam bangunan melalui kawat jaringan listrik dan bahayanya dapat merusak alat-alat elektronik di bangunan yang terhubung ke jaringan listrik itu, selain itu juga dapat menyebabkan kebakaran atau ledakan. Untuk mencegah kerusakan akibat jaringan listrik tersambar petir, biasanya di dalam bangunan dipasangi alat yang disebut penstabil arus listrik (surge arrestor).
NAMA KELOMPOK II :
JHONI HARI WIJAYA
YON INDRA JAYA
RA'UF GAFFAR HADI
Tidak ada komentar:
Posting Komentar