MEKANISME SAMBARAN
PETIR
Medan listrik yang
ditimbulkan oleh awan bermuatan gambar 2.1 (a), akanmenyebabkan ionisasi udara
disekitarnya. Proses ionisasi udara berkembang terus danmembentuk kanal yang
sangat konduktip dengan didahului oleh alur pandu yangdiikuti cahaya dan
disebut pelopor pelepasan. Alur pandu bergerak turun mendekati bumi sebagai
pelopor kebawah seperti ditunjukan pada gambar 2.1 (b). Muatan akanmengalir
melalui kanal dan akan mempercepat proses ionisasi pada ujung kanal ataualur pandu,
sehingga kanal bertambah panjang. Proses pertambahan panjang kanalterjadi
secara lompat-lompat sekitar 3 sampai dengan 50 m, dengan interval waktusekitar
10 sampai dengan 100μdet dan kecepatan sekitar 1 sampai dengan 80 m/μdet
[Golde, 1977 ]. Arah lompatan setiap langkah berubah-ubah, tergantung
prosesionisasi 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 medanlistrik pada celah antara alur pandu dan
permukaan bumi mencapai harga yang dapat terbentuknya kanal bermuatan dari bumi
menuju awan , gambar 2.1 (c). Kedua kanaltersebut 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 yangsangat 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 muatankedua pada awan yang sama. Perbedaan potensial
ini mengakibatkan berlanjutnyagerakan sambaran petir memasuki awan dan
terjadilah loncatan antara kedua pusatmuatan tersebut, dengan demikian
terbentuklah sebuah jalur dari pusat muatan keduadi 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 antarasambaran balik
sebelumnya dengan pelopor panah berikutnya sekitar 40μdet. Setelah pelopor
pelepasan mencapai bumi akan terjadi sambaran balik dari bumi ke awanseperti
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 padamuatan kedua, sehingga terjadilah sambaran beruntun.
Hasil pemotretan dengankamera biasa dan kamera putaran cepat (kamera Boys) pada
proses sambaran petir ditunjukan pada gambar 2.2 .[Uman,1969]
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 yanglebih lambat menuju nol. Bentuk umum dari
besar gelombang arus petir dinyatakandalam bentuk persamaan hiperbolik sebagai
berikut :
dengan :A = Konstante penentu harga puncak
α= konstanta penentu muka gelombang
β= konstanta penentu ekor gelombangBesar arus
petir sambaran langsung yang terukur diatas tower 500 kV di Jakartaminimum 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 danmaks.
80 kA negatif; maksimum 250 kA positif [Golde, R.H., 1977].
Gambar
2.4 Kemungkinan sambaran arus petir dengan magnetic link
