Dari mana awan mendapat listrik untuk membuat kilat?

Listrik adalah sesuatu yang kita bayangkan dibangkitkan di pembangkit tenaga listrik, bukan di dalam masa titik-titik air mirip kapas yang bisa ditembus tanganmu. Tetapi ada listrik di awan, dan di halaman ini, bahkan di dalam dirimu.
Segala sesuatu terdiri dari atom, dari awan sampai pepohonan sampai manusia setiap atom memiliki nukleus yang terdiri dari sejumlah proton yang bermuatan postif dan sejumlah neutron yang bermuatan netral. (Kecuali atom hidrogen yang paling sederhana. Yang tidak memiliki neutron). Di sekeliling nukleus mengorbit sejumlah elektron bermuatan negatif. Positif dan negatif saling tarik menarik. Jadi elektron mengitari nukleus seperti sekawanan lebah di sekeliling manisan.
Daya tarik antara proton dan elektron disebabkan oleh gaya elektromagnetik. Jadi listrik sudah ada di manapun kita menoleh. Hanya saja tersembunyi di dalam atom. Biasanya, muatan positif dan negatifsaling mengimbangidalam setiap atom. Jadi, objek yang terdiri dari atom-atom seperti kamu biasanya tidak memiliki muatan positif atau negatif. Dan biasanya kamu tidak menyengat orang lain dengan listrik tiap kali menyentuh mereka.
Namun kadang-kadang muatan listrik dalam sebuah objek menjadi tidak seimbang. Kamu mungkin pernah mengalami ini, mungkin pada musim dingin di rumahmu yang sangat hangat. Katakanlah ruangannya sangat kering. Kamu menyeret kaki di atas karpet. Dan tanpa kamu ketahui, sebagian elektron di karpet dan sepatumu terlepas dari atom-atomnya.  
Nah, sekarang kamu bermuatan listrik. Jumlah elektron dan proton pada dirimu tidak seimbang. Sentuhlah, tombol pintu logam, dan arus listrik yang kecil akan mengalir antara kamu dan tombol pintu itu. Kamu akan merasa kesetrum.
Apa yang terjadi adalah gaya listrik dengan dya tarik antara positif dan negatif menyebabkan tubuhmu yang bermuatan listrik menyeimbangkan dirinya kembali saat elektron mengalir antara kamu dan tombol pintu. Jika saat itu gelap kamu bahkan dapat melihat bunga api. (kilatan terang terjadi karena elektron mengeluarkan foton cahaya  saat melompat.) jika sunyi, kamu dapat mendengar suara berderak kecil.
Listrik selalu ada di dalam dan di sekeliling kita, dan awan bukan pengecualian. Hal itu tampaknya tidak cukup berbahaya pada hari cerah. Namun seperti kamu di ruang tengahmu, awan dapat menumpuk muatan listrik. Jika itu terjadi, maka berhati-hatilah. Ketika wan mengembalikan keseimbangan atom-atomnya, akan ada pertujunkan kembang api.
Apa yang terjadi ini adalah: di awan badai yang gelap menjulang, ada arus udara yang sangat kencang menyebabkan partikel-partikel garam di lautan, debu dan lain-lain saling bertabrakan. Seperti sepatumu yang menggosok karpet, membebaskan elektron begitu juga partikel-partikel yang saling bertubrukan melepaskan elektron. Maka pertikel-partikelpun bermuatan listrik positif kalau kehilangan elektron dan bermuatan negatif kalau mendapat banyak elektron.
Sebuah kilat mengandung cukup listrik untuk menerangi semua rumah dan usaha dalam suatu provinsi tetapi hanya untuk sepersekian detik. Untuk alasan-alsan yang belum diketahui sebelumnya, partikel yang lebih berat cenderungmenjadi bermuatan negatif, dan partikel yang lebih ringan bermuatan positif. Jadi, lapisan bawah awan, dimana partikel-partikel yang lebih berat jatuh, menjadi bermuatan negatif.
Dasar awan yang negatif menarik proton-proton yang bermuatan positif dan menolak setiap elektron yang berkeliaran di Bumi. Segera sajamuatan positif meningkat di tanah di bawah awan. Kemudian seperti juga elektron meloncat antara kamu dan tombol pintu, bunga api raksasa, dan kilat menghubungkan awan dan tanah. Elektron berzig-zag ke bawah, bertemu proton yang sedang dalam perjalanan ke atas tanah. Dan bukannya bunyi berderak kecil yang kau dengar ketika menyentuh tombol pintu, halilintar keras menggelegar.


Jika kita dapat menyaksikan seluruh proses itu dalam gerak lambat, inilah yang akan kita lihat: Kilat yang menyala redup disebut leader, keluar dari awan. Leader mulai bergerak tersentak-sentak ke tanah. Pertama-tama melompat 45 meter ke kanan bawah, kemudian 45 meter ke kiri. ( Itulah pola zig-zag yang kita lihat di langit). Perjalan leader ke bawah hanya memakan waktu sepersekian detik. Di titik ini, itu membawa arus listrik sekitar 200 amper (arus listrik normal di rumah 15 atau 20 amp).
Tetapi ketika kilat berjarak sekitar 18 meter dari tanah, sebuah bunga api mendadak melompat dari tanah untuk bergabung dengannya. Ketika kedua bunga api bergabung,  arus bergegas kembali ke atas awan, meningkat sampai lebih dari 10.000 amp saat melaju.
Leader lain meliuk-liuk turun, dan menghantam saluran yang diciptakan gerakan ke atas tadi. Kemudian bunga api lain melesat kembali ke atas awan. Suhu di saluran dapat mencapai 27.000°C. sembran kilat menembak bolak-balik berulang kali dalam waktu kurang dari sedetik. Itulah yang kita lihat sebagai suatu kilat.
Berapa besar daya satu kilat? Sampai 20.000 megawatt, atau cukup untuk menjalankan semua rumah dan usaha dalam satu provinsi, tetapi hanya untuk spersekian detik.
Previous
Next Post »
Thanks for your comment