Proses Terjadinya Petir.
Petir terjadi karena adanya 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 negative akan berkumpul pada salah satu sisi (atas/bawah). Sedangkan muatan positif berkumpul pada sisi sebaliknya. Jika perbedaan potensial antara awan dan bumi cukup besar maka akan terjadi pembuangan electron (muatan negative) dari awan ke bumi. Pada proses pembuangan electron ini, media yang dilalui electron adalah udara. Pada saat electron mampu menembus ambang batas isolasi udara. 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. Petir juga bisa terjadi antar awan yang berbeda muatan.
Sebenarnya proses terbentuknya suara ini terjadi secara bersamaan, namun yang biasanya terjadi, guruh terdengar setelah adanya kilatan. Keterlambatan suara guruh itu terjadi karena adnya perbedaan antara kecepatan cahaya ( 3 x 108 m/s ) dengan kecepatan bunyi di udara (340 m/s ).
Aplikasi Energi Listrik pada Peristiwa Petir.
Dalam ilmu fisika, satu kilatan petir adalah cahaya terang yang terbentuk selama pelepasan listrik di atmosfir saat hujan badai. Petir dapat terjadi saat ketika tegangan listrik pada kedua titik terpisah di atmosfir masih dalam satu awan atau dalam satu permukaan tanah mencapai tingkat tinggi. Kilat petir terjadi dalam bentuk setidaknya dua sambaran. Pada sambaran pertama muatan negative () mangalir dari awan ke permukaan tanah. Ini bukanlah kilatan yang sangat terang, sejumlah kilat percabangan biasanya dapat terlihat menyebar keluar dari jalur kilat utama, ketika samaran pertama ini mencapai permukaan tanah, sebuah muatan berlawanan terbentuk pada titik yang akan di sambarnya dan arus kilat kedua yang bermuatan positif terbentuk dari dalam jalur kilat utama tersebut langsung menuju awan. Dua kilat tersebut biasanya beradu sekitar 50 meter diatas permukaan tanah. Arus pendek terbentuk di titik pertemuan antara awan dan permukaan tanah tersebut dan hasilnya sebuaharus listrik yang sangat terang dan kuat mengalir dari dalam jalur kilat utama itu menuju awan. Perbedaan tegangan pada aliran listrik antara awan dan permukaan tanah ini melebihi beberapa juta volt.
Energi Petir.
Energi petir adalah energi yang dilepaskan oleh sambaran petirlebih besar dari pada yang di hasilkan oleh seluruh pusat pembangkit tenaga listrik di Amerika. Suhu pada jalur dimana petir terbentuk dapat mencapai 10000 C, suhu di dalam tanur untuk meleburkan besi adalah 1050 C dan 1100 C. Panas yang di hasilkan oleh sambaran petir terkecil dapat mencapai 10 kali lipatnya. Panas yang luar biasa ini berarti bahwa petir dapat dengan mudah membakar dan menghancurkan seluruh unsur yang ada di bumi. Perbandingan lainnya suhu permukaan matahari tingginya 700000 C. Dengan kata lain, suhu petir adalah 1/70 dari suhu permukaan matahari. Cahaya yang di keluarkan oleh petir lebih terang daripada cahaya 10 juta bola lampu pijar berdaya 100 watt.
Sebuah sambaran petir berukuran rata-rata memiliki energi yang dapat menyalakan sebuah bola lampu100 watt selama lebih dari tiga bulan. Sebuah sambaran kilat berukuran rata-rata mengandung kekukatan listrik sebesar 20000 Ampere. Sebuah las menggunakan (250 – 400) Ampere untuk mengelas baja. Kilat bergerak dengan kecepatan 150000 km/s atau setengah kecepatan cahaya dan 100000 kali lipat lebih cepat dari pada kilatan yang terbentuk turun sangat cepat ke bumi dengan kecepatan 98000 km/jam. Sambaran pertama mencapai titik pertemuan atau permukaan bumi dalam waktu 20 milidetik dan sambaran dengan arah berlawanan menuju kea wan dalam tempo 70 mikrodetik. Secara keseluruhan petir berlansung dalam waktu setengah detik. Suara gemuruh yang mengikutinya di sebabkan oleh pemanasan mendadak dari udara di sekitar jalur petir. Akibatnya udara tersebut menuai dengan kecepatan melebihi kecepatan suara, meskipun gelombang kejutnya kembali ke gelombang suara normal dalam rentang beberapa meter. Gelombang suara terbentuk mengikuti udara atmosfir dan bentuk permukaan setelahnya itulah alasan terjadinya guntur. Para peneliti mendapati arus petir negative berkuatan sekitar 379,2 kA (kiloampere) dan petir positif mencapai 441,1 kA. Dengan kekuatan arus sebesar itu, petir mampu meratakan bangunan gedung yang terbuat dari beton sekalipun.
