Fenomena Listrik sehari-hari

Permasalahan kontektual tentang Konsep Listrik Magnet

Berita yang tertera pada harian Kompas pada edisi Jumat, 4 Januari 2008 memang sedikit mengerikan. Dalam surat kabar tersebut diberitakan bahwa empat orang tewas tersambar petir di Kabupaten Brebes, Jawa Tengah, pada hari Kamis, 3 Januari 2008 sekitar pukul 14.30. Peristiwa itu terjadi saat hujan lebat serta angin puting beliung melanda wilayah tersebut. Selain korban jiwa, puluhan rumah warga rusak. Korban tewas adalah Khodijah (35), warga Desa Sigentong, Kecamatan Wanasari, Sofyan (25), warga Desa Tegal Glagah, Kecamatan Bulakamba, serta Soimah (25) dan Sodik (65), warga Desa Banjaratma, Kecamatan Bulakamba. Saat kejadian, Khodijah dan Soimah sedang menutup bawang merah dengan plastik di pinggir sawah. Sofyan baru selesai menanam padi. Saat tersambar petir, ia sedang di pematang dalam perjalanan pulang. Adapun Sodik sedang mencari rumput. Mungkin karena hal itulah orang tua kita sering memberi nasehat, ketika mendung tiba kita tidak diijinkan berada di tanah yang lapang. Lain lagi halnya ketika ada berita tentang gedung-gedung tinggi yang terbakar dan merusak beberapa peralatan elektronik yang ada di dalamnya. Dan masih banyak lagi fenomena-fenomena sejenis yang terjadi di sekitar kita, yang tanpa kita sadari semua itu sangat erat kaitannya dengan ilmu yang kita pelajari saat ini

(http://64.203.71.11/kompas-cetak/0801/04/daerah/4124987.htm).

Kajian Analitis

Tewasnya empat warga Brebes, terbakarnya gedung yang tinggi dan rusaknya beberapa peralatan elektronik disebabkan oleh petir/kilat. Petir merupakan gejala alam yang tidak bisa dihilangkan atau dicegah. Kejadian petir dapat melibatkan arus impuls yang tinggi, dalam waktu yang singkat dengan akibat bahaya yang besar. Peluahan muatan listrik antara awan dengan tanah terjadi karena adanya kuat medan listrik antara muatan di awan dengan muatan induksi di permukaan tanah. Semakin besar muatan yang terdapat di awan, semakin besar pula medan listrik yang terjadi. Apabila kuat medan ini melebihi kuat medan tembus udara, maka akan terjadi peluahan muatan. Peristiwa peluahan muatan ini dinamakan kilat atau petir (http://one.indoskripsi.com/judul-skripsi-tugas-makalah/teknik-elektro/penangkal-petir).

Petir terjadi akibat perpindahan muatan negatif (elektron) menuju ke muatan positif (proton). Para ilmuwan menduga lompatan bunga api listriknya sendiri terjadi, ada beberapa tahapan yang biasanya dilalui. Pertama adalah pemampatan muatan listrik pada awan bersangkutan. Umumnya, akan menumpuk di bagian paling atas awan adalah listrik muatan negatif, di bagian tengah adalah listrik bermuatan positif, sementara di bagian dasar adalah muatan negatif yang berbaur dengan muatan positif. Pada bagian bawah inilah petir biasa berlontaran. Besar medan listrik minimal yang memungkinkan terpicunya petir ini adalah sekitar 1.000.000 volt per meter. Timbulnya petir dicirikan dengan adanya gumpalan awan comulunimbus (CB), yaitu awan hitam yang menjulang tinggi. Selain membuat angin kencang dan hujan deras, awan CB juga bisa menimbulkan petir (http://www.e-dukasi.net/pengpop/pp_full.php?ppid=185&fname=all.htm).

Petir dapat terjadi antara:

• Awan dengan awan

• Dalam awan itu sendiri

• Awan ke udara

• Awan dengan tanah (bumi)

Umumnya petir-petir mengincar korban di wilayah datar yang terbuka. Besar medan listrik minimal yang memungkinkan terpicunya petir ini adalah sekitar 1.000.000 volt per meter. Bayangkan betapa mengerikannya jika lompatan bunga api ini mengenai tubuh makhluk hidup! Korban tiba-tiba terpental ketika sebuah petir menyambarnya. Seperti juga korban lainnya, ia tewas seketika dengan tubuh terbakar. Apabila petir menyambar rumah, rumah tersebut akan rusak dan perabotan elektronik akan rusak seperti telepon, televisi, atau yang lainnya.

Penelitian yang dilakukan oleh seorang fisikawan menunjukkan bahwa pola lintasan arus listrik yang begitu tinggi dari sang petir nampak mengikuti jalur pembuluh darah vena. Lintasannya mulai dari leher atas bahu sebelah kanan lalu melintas dada hingga rongga perut depan bagian bawah. Pola yang terjadi memang tak selalu demikian, namun nampaknya listrik petir mencari bagian tubuh yang memiliki resistensi rendah.

Hujan yang disertai petir akan mengganggu alat komunikasi antara lain telepon, televisi, radio, atau alat komunikasi lainnya. Hal ini karena frekuensi yang dipancarkan terganggu oleh loncatan listrik yang besar di udara sehingga suara atau gambar yang dikirim akan tidak jelas, terputus-putus, bunyi gemeresek.

Dampak lain dari sambaran listrik dalam jumlah besar (petir) dapat menyuburkan tanah karena dapat meningkatkan konsentrasi nitrogen/hara pada tanah.

Cara Mengantisipasi Kerusakan Akibat Petir

1. Apabila sebuah bangunan yang tinggi dengan memasang penangkal petir. Sesuai dengan ketentuan International Electrotechnical Commission TC 81 yang disahkan bulan Agustus 1989 maka sistem penangkal petir yang sempurna harus terdiri atas 3 bagian:

a. Proteksi External

Yang disebut Proteksi External adalah instalasi dan alat-alat di luar sebuah struktur untuk menangkap dan menghantar arus petir ke sistem pembumian atau berfungsi sebagai ujung tombak penangkap muatan listrik/arus petir di tempat tertinggi.Proteksi External yang baik terdiri atas:

– Air Terminal atau Interseptor.

– Down Conductor.

– Equipotensialisasi.

b. Proteksi Pembumian/Pentanahan

Bagian terpenting dalam instalasi sistem penangkal petir adalah sistem pembumiannya. Kesulitan pada sistem pembumian biasanya karena berbagai macam jenis tanah. Hal ini dapat diatasi dengan menghubungkan semua metal (Equipotensialisasi) dengan elektrode tunggal yang ke bumi. Hal ini sesuai dengan IEC TC 81 Bab 2.3.

c. Proteksi Internal

Proteksi Internal berarti proteksi peralatan elektronik terhadap efek dari arus petir. Terutama efek medan magnet dan medan listrik pada instalasi metal atau sistem listrik. Sesuai dengan standar DIV VDE 0185, IEC 1024-1.

Proteksi Internal terdiri atas:

– Pencegahan sambaran langsung.

– Pencegahan sambaran tidak langsung.

– Equipotesialisasi.

Apabila ada petir akar menyambar alat penangkal kemudian disalurkan melalui kawat besar yang terbuat dari tembaga atau kuningan menuju ke tanah.

2. Apabila terjadi hujan dan petir, lebih baik kita menghindar di tempat terbuka.

3. Untuk menghindari kerusakan alat listri di rumah apabila terjadi hujan dan petir adalah mematikan listrik, mencabut saluran antena di televisi, dan mencabut kabel telepon.

Kearifan Lokal

Di balik semua fenomena yang diakibatkan oleh petir, mungkin masih ada satu fenomena yang masih menjadi pertanyaan dalam benak kita, yaitu kenapa bangunan suci umat Hindu yang tinggi khususnya padmasana atau meru, jarang ada yang terbakar karena tersambar petir. Tentu saja ini merupakan fenomena yang cukup menarik bila dikaji dari ilmu fisika.

Padmasana sebagai bangunan yang suci sangat erat hubungannya dengan kehidupan manusia bahkan bangunan itu dipandang bukan saja benda mati, melainkan sebagai benda yang memiliki kekuatan spiritual, karena di dalam bangunan itu telah diisi dengan sarana upacara yang disebut Panca Dhatu. Panca Dhatu adalah lima jenis unsur-unsur logam (Panca dhatu) yaitu: emas, perak, tembaga, timah dan besi. Kelima unsur logam ini dipakai sebagai sarana upacara yang dipergunakan untuk membuat upacara pedagingan atau sarana upacara untuk menghadirkan kekuatan spiritual pada bangunan. Sehingga bangunan tersebut memiliki daya hidup/kekuatan spiritual yang dapat memberikan pengaruh kejiwaan terhadap yang umat Hindu.

Selain mengandung simbol mistis, dalam Panca Dhatu juga terkandung sebuah penerapan pengetahuan ilmiah yang bersifat teknis teologis yaitu sebagai penangkal petir. Alasan logisnya adalah Padmasana merupakan bangunan yang paling tinggi di antara bangunan lainnya, dengan demikian mempunyai kemungkinan yang paling besar untuk disambar petir. Sehubungan dengan itu, maka diperlukan pengamanan yang berupa instalasi penangkal petir. Hal ini sangat penting menyangkut keamanan, kenyamanan dan keselamatan umat dalam melakukan sembahyang. Pemasangan instalasi penangkal petir bukan berarti tidak akan disambar petir, petir tetap saja akan menyambar, namun sambaran kilat itu akan segera disalurkan ke tanah, sehingga listrik alam yang bermuatan tinggi itu segera dapat dinetralkan dalam tanah, sehingga bangunan dan segala isinya menjadi terlindung.

Pemasangan instalasi penangkal petir pada bangunan Padmasana dilakukan pertama kali oleh Rsi Markandeya (Rsi sebutan orang suci Hindu) yaitu dengan menanam Panca Dhatu (lima jenis logam) pada tempat dimana Pura Besakih sekarang berdiri. Pedagingan Panca Dhatu pada Padmasana yang berukuran besar ditanam secara vertikal yaitu dasar, tengah dan puncak. Menurut Adri (1968) sebagaimana yang dikutip oleh Donder (dalam http://www.pontianakpost.com/berita/index.asp?Berita=Hindu&id=159097) menyebutkan pedagingan pada Puncak bangunan seperti Meru, Padmasana dan Sanggar Agung terdiri dari sampian emas (padma emas) atau slake, perak, tembaga, timah dan besi.

Analisis Secara Fisika

Petir adalah gejala alam yang bisa kita analogikan dengan sebuah kapasitor raksasa, di mana lempeng pertama adalah awan (bisa lempeng negatif atau lempeng positif) dan lempeng kedua adalah bumi (dianggap netral ataupun umumnya dianggap bermuatan positif). Bila kita tinjau secara muatan saja, kita dapat menganalogikan awan dan bumi merupakan dua muatan yang berbeda dan petir timbul sebagai akibat gaya tarik antara kedua muatan tersebut.

Menganalisa lebih dalam, petir merupakan suatu bentuk lompatan bunga api raksasa antara dua massa dengan medan listrik berbeda yang sangat besar. Dalam hal ini petir dapat terjadi karena ada perbedaan potensial antara awan dan bumi. 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.

Dalam suatu kondisi, Bumi sebagai dasar dari bangunan Padmasana dapat berperan sebagai peredam listrik statis, bisa pula ikut berinteraksi seperti bermuatan positif. Hal ini dimungkinkan jika pada suatu luasan tertentu terjadi pengkonsentrasian listrik bermuatan positif. Ketika beda muatan antara dasar awan dengan ujung bangunan pura (Padmasana) sudah mencapai batas tertentu, akan terjadi perpindahan listrik. Maka secara fisik kita akan melihatnya sebagai petir menyambar bangunan Padmasana. Muatan yang begitu besar selanjutnya akan segera menyebar ke seluruh bagian Padmasana dan mengingat bahwa pada ujung, tengah, dan dasar Padma berisi logam (Panca Dhatu) maka dengan demikian akan menyediakan jalur yang aman untuk listrik di awan mengalir ke tanah untuk kemudian ternetralisasi pada kedalaman yang mengandung air tanah. Mengutip dari http://www.pontianakpost.com/berita/ index.asp?Berita=Hindu&id=159097 telah dipaparkan bahwa Pedagingan Panca Dhatu pada Padmasana yang berukuran besar ditanam secara vertikal yaitu dasar, tengah, dan puncak setelah diulas dan dikolaborasikannya dengan konsep Fisika maka sebenarnya cara kerja Padmasana dengan penanaman Panca Dhatu secara vertikal untuk mentransfer listrik mirip dengan cara kerja alat penangkal petir yang kita kenal.

Berbicara tentang fenomena yang lain, yang sejenis di atas misalnya pohon kelapa, antena transmisi dari radio dan alat elektronik lainnya sering menjadi sasaran dari petir dapat dijelaskan secara Fisika. Pembahasan secara fisika yang menjadi jembatan menjawab hal terkait dengan fenomena ini adalah tentang konsep Medan listrik. Dilihat dari struktur fisiknya semua benda yang dianalisis gejalanya termasuk Padmasana memiliki bentuk secara umum runcing dan makin ke bawah makin membesar. Panca Dhatu pada Padmasana yang berukuran besar ditanam secara vertikal yaitu dasar, tengah dan puncak akan menjadi konduktor yang berpotensi menghantarkan listrik. Mendukung pernyataan kualitatif ketika sebuah konduktor memiliki ujung-ujung yang runcing, medan listrik pada titik-titik ini lebih kuat daripada yang terdapat pada bagian konduktor yang jari-jarinya lebih besar. Medan E pada ujung Padmasana (sebagai konduktor) jauh lebih kuat dari pada bagian lainnya. Ketika 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 menuju ke Padmasana dan diteruskan ke Bumi, hal ini tidak lain karena adanya kontribusi dari peranan logam yaitu Panca Dhatu itu juga.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: