Prinsip Kerja Penangkal Petir Yang Dapat Melindungi Bangunan

Fungsi dan Prinsip Kerja Penangkal Petir

penangkalpetir.web.id – Pada saat cuaca sedang bergemuruh, pernahkah anda memikirkan pertanyaan seperti ini: Mengapa pada saat cuaca sedang terjadi badai, segala jenis pohon, terutama yang berada di area terbuka, selalu rentan terhadap sambaran petir dan patah atau terbakar, sedangkan beberapa bangunan bertingkat tinggi. bahan tersebut sering disambar petir dan kilat, namun dapatkah bahan tersebut berdiri tegak dan tanpa cedera? Apakah hanya karena bangunan lebih kuat dari pada pohon? Lalu apa fungsi utama penangkal petir? Apakah karena dipasang penangkal petir dan fasilitas penangkal petir terkait sehingga petir dapat menghindari gedung ini?

Fungsi Utama Penangkal Petir

Penangkal petir memiliki fungsi utama untuk melindungi bangunan, struktur, dan area tertentu dari kerusakan akibat sambaran petir dengan menyediakan jalur yang aman bagi muatan listrik untuk mencapai tanah. Berikut adalah penjelasan rinci mengenai fungsi dan cara kerja penangkal petir:

1. Menangkap Sambaran Petir:
   • Air Terminal: Bagian ini bertindak sebagai titik penerima sambaran petir. Ditempatkan di titik tertinggi bangunan, air terminal menangkap muatan listrik petir karena sifatnya yang konduktif dan ujungnya yang runcing.
2. Menyalurkan Muatan Listrik:
   • Konduktor Bawah: Muatan listrik yang ditangkap oleh air terminal dialirkan melalui konduktor bawah. Konduktor ini terbuat dari bahan konduktif seperti tembaga atau aluminium, yang memiliki resistansi rendah sehingga dapat menyalurkan muatan listrik dengan cepat dan efisien.
3. Membuang Muatan ke Tanah:
   • Grounding System: Sistem grounding menyalurkan muatan listrik dari konduktor bawah ke dalam tanah. Grounding yang baik memastikan bahwa muatan listrik tersebar dengan aman di dalam tanah, menghindari kerusakan pada struktur dan bahaya bagi manusia.

Dengan memasang penangkal petir yang efektif, risiko kerusakan dan bahaya yang disebabkan oleh sambaran petir dapat diminimalkan, memastikan keselamatan dan keamanan bangunan serta penghuninya.

Prinsip Kerja Penangkal Petir

Prinsip kerja penangkal petir didasarkan pada beberapa konsep dasar fisika dan teknik yang bertujuan untuk menangkap dan menyalurkan energi petir ke tanah dengan aman. Berikut adalah penjelasan rinci tentang prinsip kerja penangkal petir:

1. Penangkapan Muatan Listrik (Air Terminal)

Air terminal atau batang penangkal petir adalah bagian dari sistem yang dipasang di titik tertinggi bangunan. Prinsip dasar penangkapannya adalah:

• Induksi Elektrostatis: Saat awan badai mendekat, medan listrik yang kuat terbentuk antara awan dan tanah. Ujung runcing air terminal meningkatkan konsentrasi medan listrik lokal, menarik muatan petir.
• Ujung Runcing: Karena medan listrik paling kuat di ujung yang runcing, air terminal memiliki ujung yang tajam untuk memaksimalkan efisiensi penangkapan petir.

2. Pengaliran Muatan (Konduktor Bawah)

Konduktor bawah adalah kabel konduktif yang menghubungkan air terminal ke grounding system. Prinsip kerjanya melibatkan:

• Konduktivitas Tinggi: Terbuat dari tembaga atau aluminium, yang memiliki resistansi rendah dan kemampuan konduktif yang tinggi, memungkinkan aliran listrik yang cepat dan efisien.
• Jalur Terpendek dan Terlurus: Untuk mengurangi resistansi dan hambatan, konduktor bawah dipasang sedekat mungkin dengan jalur terpendek dan paling lurus ke tanah.

3. Pembuangan Muatan ke Tanah (Grounding System)

Grounding system adalah bagian yang membuang muatan listrik ke dalam tanah. Prinsip kerjanya adalah:

• Distribusi Energi: Sistem ini menyalurkan muatan listrik dari petir ke tanah, menyebarkannya secara aman agar tidak menimbulkan kerusakan.
• Resistansi Tanah Rendah: Sistem grounding dirancang untuk memiliki resistansi yang sangat rendah (biasanya kurang dari 10 ohm) untuk memastikan muatan petir dapat dengan mudah mengalir ke dalam tanah.

Proses Kerja Penangkal Petir Secara Keseluruhan

1. Pembentukan Medan Listrik:
   • Petir terbentuk karena adanya perbedaan muatan antara awan dan tanah. Medan listrik yang kuat ini menyebabkan pemisahan muatan listrik di atmosfer.
2. Penangkapan oleh Air Terminal:
   • Ujung runcing air terminal di atas bangunan menciptakan medan listrik yang sangat kuat di sekitarnya, menarik muatan petir dan memberikan jalur untuk aliran listrik.
3. Pengaliran Melalui Konduktor Bawah:
   • Setelah petir menyambar air terminal, muatan listrik dialirkan melalui konduktor bawah yang terbuat dari bahan konduktif. Konduktor ini menyalurkan listrik dengan resistansi minimal ke sistem grounding.
4. Pembuangan ke Tanah:
   • Grounding system menerima muatan listrik dari konduktor bawah dan menyalurkannya ke tanah. Energi listrik kemudian tersebar di tanah tanpa menimbulkan kerusakan pada bangunan atau peralatan.

Prinsip Dasar Fisika yang Digunakan

• Induksi Elektrostatis: Medan listrik yang kuat dari petir menginduksi muatan listrik di ujung runcing air terminal.
• Konduksi Listrik: Penyaluran muatan melalui bahan konduktif dengan resistansi rendah.
• Hukum Coulomb: Gaya antara muatan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, sehingga medan listrik yang kuat di ujung air terminal menarik petir lebih efisien.
• Prinsip Kandang Faraday: Bangunan dengan sistem penangkal petir bertindak seperti kandang Faraday, di mana muatan listrik cenderung mengalir di permukaan konduktor tanpa memasuki interior bangunan.

Dengan memahami dan menerapkan prinsip-prinsip ini, penangkal petir mampu melindungi bangunan dan struktur dari kerusakan akibat sambaran petir, menjaga keselamatan penghuni dan properti.