Tambahkan situs ke bookmark

Petir dari sudut pandang kelistrikan

Sifat kelistrikan petir terungkap dalam penelitian fisikawan Amerika B. Franklin, yang atas inisiatifnya dilakukan eksperimen untuk mengekstraksi listrik dari awan petir. Pengalaman Franklin dalam menjelaskan sifat kelistrikan petir sudah dikenal luas. Pada tahun 1750, ia menerbitkan sebuah karya yang menggambarkan eksperimen menggunakan layang-layang yang diluncurkan ke dalam badai petir. Pengalaman Franklin dijelaskan dalam karya Joseph Priestley.

Panjang rata-rata petir adalah 2,5 km, beberapa pelepasannya mencapai 20 km di atmosfer.

Bagaimana petir terbentuk? Petir paling sering terjadi di awan kumulonimbus, kemudian disebut badai petir. Petir terkadang terbentuk di awan nimbostratus, serta selama letusan gunung berapi, tornado, dan badai debu.

Skema terjadinya petir: a - formasi; b - kategori.

Agar petir dapat terjadi, dalam volume awan yang relatif kecil (tetapi tidak kurang dari volume kritis tertentu), medan listrik dengan kekuatan yang cukup untuk memulai pelepasan listrik (~ 1 MV/m) harus terbentuk, dan di sebagian besar awan terdapat medan dengan kekuatan rata-rata yang cukup untuk mempertahankan pelepasan awal (~ 0,1-0,2 MV/m). Dalam petir, energi listrik awan diubah menjadi panas dan cahaya.

Petir linier biasanya diamati, yang termasuk dalam pelepasan tanpa elektroda, karena dimulai (dan berakhir) dalam akumulasi partikel bermuatan. Hal ini menentukan beberapa sifat yang masih belum dapat dijelaskan yang membedakan petir dari pelepasan muatan antar elektroda.

Jadi, petir tidak terjadi dalam jarak kurang dari beberapa ratus meter; mereka muncul di medan listrik yang jauh lebih lemah daripada medan selama pelepasan antarelektroda; Pengumpulan muatan yang dibawa oleh petir terjadi dalam seperseribu detik dari milyaran partikel kecil, terisolasi satu sama lain, dan terletak dalam volume beberapa kilometer persegi.

Proses perkembangan petir yang paling banyak dipelajari adalah di awan petir, sedangkan petir dapat melintas di awan itu sendiri (petir intracloud), atau dapat menyambar tanah (petir tanah).

Petir tanah

Diagram pengembangan petir tanah: a, b - dua tahap pemimpin; 1 - awan; 2 - pita; 3 - saluran pemimpin langkah; 4 - mahkota saluran; 5 - pulsa corona di kepala saluran; c - pembentukan saluran petir utama (K).

Proses pengembangan petir tanah terdiri dari beberapa tahap. Pada tahap pertama, di zona di mana medan listrik mencapai nilai kritis, ionisasi tumbukan dimulai, yang awalnya diciptakan oleh elektron bebas, yang selalu ada dalam jumlah kecil di udara, yang, di bawah pengaruh medan listrik, memperoleh kecepatan yang signifikan menuju tanah dan, bertabrakan dengan molekul-molekul yang membentuk udara, mengionisasinya.

Menurut konsep yang lebih modern, pelepasan muatan listrik diawali oleh sinar kosmik berenergi tinggi, yang memicu proses yang disebut pemecahan elektron tak terkendali (runaway electron breakdown). Dengan demikian, longsoran elektron muncul, berubah menjadi benang pelepasan listrik - pita, yang merupakan saluran berkonduksi baik, yang jika digabungkan, menghasilkan saluran terionisasi termal terang dengan konduktivitas tinggi - pemimpin petir berundak.

Pergerakan pemimpin menuju permukaan bumi terjadi dalam beberapa puluh meter dengan kecepatan ~ 50.000 kilometer per detik, setelah itu pergerakannya berhenti selama beberapa puluh mikrodetik, dan cahayanya sangat melemah; kemudian, pada tahap berikutnya, pemimpin kembali maju beberapa puluh meter.

Cahaya terang menutupi seluruh langkah yang dilalui, diikuti dengan berhenti dan melemahnya kembali cahaya tersebut. Proses ini berulang saat pemimpin bergerak ke permukaan bumi dengan kecepatan rata-rata 200.000 meter per detik. Saat pemimpin bergerak menuju tanah, intensitas medan di ujungnya meningkat, dan di bawah aksinya, aliran respons dikeluarkan dari objek yang menonjol di permukaan bumi, dan terhubung ke pemimpin. Fitur petir ini digunakan untuk membuat penangkal petir.

Pada tahap akhir, pelepasan petir terbalik (dari bawah ke atas), atau utama, mengikuti saluran yang terionisasi oleh pemimpin, ditandai dengan arus dari puluhan hingga ratusan ribu ampere, kecerahannya jauh melebihi kecerahan pemimpin, dan kecepatan kemajuan yang tinggi, awalnya mencapai ~100.000 kilometer per detik, dan pada akhirnya menurun menjadi ~10.000 kilometer per detik.

Suhu saluran selama pelepasan utama dapat melebihi 25.000 °C. Panjang saluran petir bisa dari 1 hingga 10 km, diameternya bisa beberapa sentimeter. Setelah pulsa arus lewat, ionisasi saluran dan pancarannya melemah. Pada tahap terakhir, arus petir bisa bertahan seperseratus bahkan sepersepuluh detik, mencapai ratusan bahkan ribuan ampere. Petir seperti ini disebut petir berkepanjangan dan paling sering menyebabkan kebakaran.

Debit utama seringkali hanya mengeluarkan sebagian dari awan. Muatan yang terletak di ketinggian dapat memunculkan pemimpin baru (tersapu) yang bergerak terus menerus dengan kecepatan ribuan kilometer per detik. Kecerahan pancarannya mendekati kecerahan pemimpin yang melangkah. Ketika pemimpin yang tersapu mencapai permukaan bumi, pukulan utama kedua terjadi, mirip dengan yang pertama.

Biasanya, petir mencakup beberapa pelepasan yang berulang, tetapi jumlahnya bisa mencapai beberapa lusin. Durasi beberapa petir bisa melebihi 1 detik. Perpindahan saluran beberapa petir oleh angin menciptakan apa yang disebut pita petir - pita bercahaya.

Petir intracloud

Petir intracloud biasanya hanya mencakup tahapan pemimpin; panjangnya berkisar antara 1 hingga 150 km. Proporsi petir intracloud meningkat ketika bergerak menuju ekuator, berubah dari 0,5 di garis lintang sedang menjadi 0,9 di zona ekuator. Lintasan petir disertai dengan perubahan medan listrik dan magnet serta emisi radio, yang disebut atmosfer.

Kemungkinan suatu benda di tanah tersambar petir meningkat seiring dengan bertambahnya ketinggiannya dan dengan meningkatnya konduktivitas listrik tanah di permukaan atau pada kedalaman tertentu (aksi penangkal petir didasarkan pada faktor-faktor ini). Jika terdapat medan listrik di awan yang cukup untuk mempertahankan pelepasan muatan listrik, namun tidak cukup untuk menyebabkan terjadinya, kabel logam panjang atau pesawat terbang dapat bertindak sebagai pemicu petir, terutama jika muatan listriknya sangat tinggi. Dengan cara ini, petir terkadang “terprovokasi” di awan nimbostratus dan awan kumulus yang kuat.

Setiap detik, sekitar 50 petir menyambar permukaan bumi, dan rata-rata setiap kilometer persegi disambar petir enam kali dalam setahun.

Manusia dan kilat

Petir merupakan ancaman serius bagi kehidupan manusia. Seseorang atau hewan yang tersambar petir sering kali terjadi di ruang terbuka, karena... Arus listrik mengikuti jalur terpendek “awan petir-tanah”. Seringkali petir menyambar pohon dan instalasi trafo di rel kereta api sehingga menyebabkan kebakaran.

Tidak mungkin tersambar petir linier biasa di dalam gedung, tetapi ada pendapat bahwa apa yang disebut petir bola dapat menembus celah dan jendela yang terbuka. Petir biasa berbahaya bagi antena televisi dan radio yang terletak di atap gedung bertingkat, serta peralatan jaringan.

Pada tubuh korban sambaran petir, perubahan patologis yang sama diamati seperti pada kasus sengatan listrik. Korban kehilangan kesadaran, terjatuh, mengalami kejang-kejang, dan sering berhenti bernapas dan detak jantungnya. Anda biasanya dapat menemukan “tanda arus” pada tubuh—tempat masuk dan keluarnya listrik.

Ini adalah garis-garis merah muda atau merah muda seperti pohon yang menghilang ketika ditekan dengan jari (bertahan selama 1-2 hari setelah kematian). Itu adalah hasil perluasan kapiler di area kontak petir dengan tubuh. Pada kasus kematian, penyebab terhentinya fungsi vital dasar adalah terhentinya pernafasan dan detak jantung secara tiba-tiba akibat efek langsung petir pada pusat pernafasan dan vasomotor medula oblongata.

Jika tersambar petir, pertolongan pertama harus segera dilakukan. Dalam kasus yang parah (berhentinya pernapasan dan detak jantung), resusitasi diperlukan; hal ini harus dilakukan oleh setiap saksi yang mengalami kemalangan tanpa menunggu petugas medis. Resusitasi hanya efektif pada menit-menit pertama setelah sambaran petir; setelah 10-15 menit, biasanya tidak lagi efektif. Rawat inap darurat diperlukan dalam semua kasus.

Korban petir

Dalam mitologi dan sastra:

• Asclepius (Aesculapius), putra Apollo, dewa dokter dan seni kedokteran, tidak hanya menyembuhkan, tetapi juga menghidupkan kembali orang mati. Untuk memulihkan tatanan dunia yang rusak, Zeus menyerangnya dengan petirnya;
• Phaeton, putra dewa matahari Helios, pernah mencoba mengemudikan kereta surya ayahnya, tetapi tidak dapat menahan kuda yang bernapas api dan hampir menghancurkan Bumi dalam kobaran api yang mengerikan. Zeus yang marah menusuk Phaeton dengan kilat.

Tokoh sejarah:

• Akademisi Rusia G.V. Richman - meninggal karena sambaran petir pada tahun 1753;
• Wakil Rakyat Ukraina, mantan gubernur wilayah Rivne V. Chervoniy meninggal karena sambaran petir pada 4 Juli 2009.

• Roy Sally Wang selamat setelah disambar petir sebanyak tujuh kali;
• Mayor Amerika Summerford meninggal setelah lama sakit (akibat tersambar petir ketiga). Petir keempat menghancurkan monumennya di kuburan;
• Di kalangan suku Indian Andean, sambaran petir dianggap perlu untuk mencapai tingkat inisiasi perdukunan tertinggi.

Pohon dan kilat

Pohon-pohon tinggi sering menjadi sasaran petir. Anda dapat dengan mudah menemukan banyak bekas sambaran petir di pohon peninggalan yang berumur panjang. Pohon yang berdiri sendiri diperkirakan lebih mungkin tersambar petir, meskipun di beberapa kawasan hutan, bekas petir dapat terlihat di hampir setiap pohon. Pohon-pohon kering terbakar jika disambar petir. Paling sering, sambaran petir ditujukan pada pohon ek, paling tidak pada pohon beech, yang tampaknya bergantung pada perbedaan jumlah minyak lemak di dalamnya, yang menunjukkan ketahanan yang besar terhadap listrik.

Petir merambat melalui batang pohon di sepanjang jalur yang hambatan listriknya paling kecil, melepaskan sejumlah besar panas, mengubah air menjadi uap, yang membelah batang pohon atau, lebih sering, merobek bagian kulitnya, menunjukkan jalur petir.

Pada musim-musim berikutnya, pepohonan biasanya memperbaiki jaringan yang rusak dan menutup seluruh luka, hanya menyisakan bekas luka vertikal. Jika kerusakannya terlalu parah, angin dan hama pada akhirnya akan mematikan pohon tersebut. Pohon adalah konduktor petir alami dan diketahui memberikan perlindungan dari sambaran petir ke bangunan di sekitarnya. Pohon-pohon tinggi yang ditanam di dekat gedung dapat menangkap petir, dan biomassa sistem akar yang tinggi membantu meredam sambaran petir.

Alat musik dibuat dari pohon yang tersambar petir, sehingga memiliki sifat yang unik.

Petir adalah pelepasan percikan listrik statis yang terakumulasi dalam awan petir. Berbeda dengan pelepasan muatan listrik yang dihasilkan di tempat kerja dan dalam kehidupan sehari-hari, muatan listrik yang terakumulasi di awan jauh lebih besar. Oleh karena itu, energi pelepasan percikan – petir dan arus yang ditimbulkannya sangat tinggi dan menimbulkan bahaya besar bagi manusia, hewan, dan bangunan. Petir disertai dengan impuls suara - guntur. Kombinasi petir dan guntur disebut badai petir.

Badai- Ini adalah fenomena alam yang sangat indah. Biasanya, setelah badai petir, cuaca membaik, udara menjadi transparan, segar dan bersih, jenuh dengan ion-ion yang terbentuk selama pelepasan petir. Meski demikian, harus diingat bahwa badai petir pada kondisi tertentu dapat menimbulkan bahaya besar bagi manusia. Setiap orang harus mengetahui sifat fenomena badai petir, aturan perilaku saat terjadi badai petir, dan metode perlindungan terhadap petir. Badai petir merupakan proses atmosfer yang kompleks dan kejadiannya disebabkan oleh pembentukan awan kumulonimbus. Kekeruhan yang tinggi merupakan akibat dari ketidakstabilan atmosfer yang signifikan. Badai petir ditandai dengan angin kencang, sering kali hujan lebat dan salju, terkadang disertai hujan es. Sebelum terjadi badai petir, “dalam satu atau dua jam”, tekanan atmosfer mulai turun dengan cepat, hingga angin tiba-tiba meningkat, dan kemudian mulai meningkat.

Badai petir dapat dibagi menjadi lokal, frontal, malam hari, dan di pegunungan. Paling sering seseorang menghadapi badai petir lokal atau termal. Uap air dalam aliran udara hangat yang naik mengembun di ketinggian, banyak panas yang dilepaskan, dan aliran udara yang naik menjadi panas. Dibandingkan dengan udara di sekitarnya, udara yang naik lebih hangat, volumenya bertambah hingga berubah menjadi awan petir . Awan petir besar mengandung kristal es dan tetesan air. Sebagai hasil dari fragmentasi dan gesekan satu sama lain dan dengan udara, muatan positif dan negatif terbentuk, di bawah pengaruh medan elektrostatis yang kuat timbul (kekuatan medan elektrostatis dapat mencapai 100.000 V/m). Dan perbedaan potensial antara masing-masing bagian awan, awan atau awan dan bumi mencapai nilai yang sangat besar. Ketika intensitas listrik kritis di udara tercapai, terjadi ionisasi udara seperti longsoran - pelepasan percikan petir.

Badai petir frontal terjadi ketika massa udara dingin bergerak ke area yang cuacanya hangat. Udara dingin menggantikan udara hangat, yang terakhir naik hingga ketinggian 5-7 km. Lapisan udara hangat menyerbu ke dalam pusaran berbagai arah, terbentuk badai, gesekan kuat antara lapisan udara, yang berkontribusi pada akumulasi muatan listrik. Panjang badai petir frontal bisa mencapai 100 km. Berbeda dengan badai petir lokal, cuaca biasanya menjadi lebih dingin setelah badai petir frontal. Badai petir malam hari berhubungan dengan pendinginan tanah di malam hari dan pembentukan arus eddy dari udara yang turun.

Badai petir di pegunungan disebabkan oleh perbedaan radiasi matahari yang tersingkap di lereng selatan dan utara pegunungan. Badai petir di malam hari dan gunung terjadi terus-menerus dan berumur pendek. Aktivitas badai petir bervariasi di berbagai wilayah di planet kita. Pusat badai petir dunia: Pulau Jawa - 220 badai petir per tahun; Afrika Khatulistiwa - 150; Meksiko Selatan - 142; Panama 132; Brasil Tengah - 106. Rusia: Murmansk - 5; Arkhangelsk - 10; Sankt Peterburg - 15; Moskow - 20. Biasanya, semakin jauh ke selatan “untuk belahan bumi utara” dan semakin jauh ke utara “untuk belahan bumi selatan”, semakin tinggi aktivitas badai petir. Badai petir sangat jarang terjadi di Arktik dan Antartika. Ada 16 juta badai petir di Bumi setiap tahunnya. Untuk setiap m2 permukaan bumi terjadi 2-3 sambaran petir per tahun. Tanah paling sering disambar petir dari awan bermuatan negatif.

Petir dibedakan berdasarkan jenisnya: linier, mutiara dan bola. Petir mutiara dan bola merupakan kejadian yang cukup langka. Ciri-cirinya: petir linier biasa, yang sering ditemui siapa pun, tampak seperti garis bercabang. Kuat arus pada saluran petir linier rata-rata 60 - 170 kA; tercatat petir dengan arus 290 kA. Petir rata-rata memiliki energi 0 kW/jam “900 MJ”. Debitnya berkembang dalam seperseribu detik; pada arus setinggi itu, udara di zona saluran petir hampir seketika memanas hingga suhu 30.000 - 33.000°C. Akibatnya, tekanan diberikan secara tajam, udara mengembang dan gelombang kejut muncul, disertai dengan impuls suara - guntur. *Petir mutiara adalah fenomena yang sangat langka dan indah. Muncul segera setelah petir linier dan menghilang secara bertahap. Paling sering, keluarnya petir mutiara mengikuti jalur yang diperbaiki. Petir tersebut tampak berjarak 12 m dan menyerupai mutiara yang dirangkai pada seutas tali. Pearl Lightning dapat disertai dengan efek suara yang luar biasa.

Petir bola juga cukup jarang terjadi. Untuk ribuan petir linier biasa, terdapat 2-3 bola petir. Petir bola, biasanya, lebih sering muncul menjelang akhir badai petir, lebih jarang muncul setelah badai petir. Bisa berbentuk bola, ellipsoid, pir, piringan, atau bahkan rantai bola. Warna Lightning adalah merah, kuning, oranye-merah. Terkadang petir berwarna putih menyilaukan dengan garis luar yang sangat tajam. Warna ditentukan oleh kandungan berbagai zat di udara. Bentuk dan warna petir dapat berubah selama pelepasan. Tidak mungkin mengukur parameter bola petir dan mensimulasikannya dalam kondisi laboratorium. Rupanya, banyak benda terbang tak dikenal "UFO" yang diamati memiliki kemiripan atau kemiripan sifat dengan bola petir.

Faktor bahaya petir: Petir linier. Karena petir dicirikan oleh arus, tegangan, dan suhu pelepasan yang besar, dampaknya terhadap seseorang, pada umumnya, menyebabkan kematiannya. Rata-rata, sekitar 3.000 orang meninggal akibat sambaran petir di dunia setiap tahunnya, dan diketahui ada kasus beberapa orang tersambar petir pada saat yang bersamaan. Pelepasan petir mengikuti jalur yang hambatan listriknya paling kecil: jika Anda menempatkan dua tiang bersebelahan - tiang logam dan tiang kayu tinggi, maka petir kemungkinan besar akan menyambar tiang logam, meskipun lebih rendah, karena konduktivitas listriknya logamnya lebih tinggi; petir juga lebih sering menyambar daerah berlempung dan basah dibandingkan daerah kering dan berpasir, karena daerah kering dan berpasir memiliki daya hantar listrik yang lebih besar; di hutan, petir juga bertindak selektif, pertama-tama menyambar pohon-pohon gugur seperti oak, poplar, willow, dan ash, karena banyak mengandung pati. Pohon jenis konifera - cemara, cemara, larch, dan pohon gugur seperti linden, kenari, beech - mengandung banyak minyak, sehingga memiliki hambatan listrik yang tinggi, dan lebih jarang disambar petir.

Dari 100 pohon, sambaran petir: 27 persen pohon poplar; 20 persen pir; 12 persen jeruk nipis; 8 persen pohon cemara dan hanya 0,5 persen pohon cedar. Selain merugikan manusia dan hewan, petir linier juga sering menyebabkan kebakaran hutan, serta bangunan perumahan dan industri, terutama di daerah pedesaan. Dalam hal ini, perlu dilakukan perlindungan khusus terhadap petir linier. Petir bola. Jika sifat petir linier sudah jelas sehingga perilakunya dapat diprediksi, maka sifat petir bola masih belum jelas. Bahaya tersambarnya bola petir terutama disebabkan oleh kurangnya metode dan aturan untuk melindungi orang dari petir tersebut.

Pada tahun 1753, fisikawan Rusia Georg Wilhelm Richmann, rekan M.V. Lomonosov, terbunuh oleh petir bola saat terjadi badai petir saat meneliti percikan api di atmosfer. Ada banyak kasus orang meninggal saat terkena petir bola. Sebuah insiden dramatis terjadi pada sekelompok lima pendaki Soviet pada 17 Agustus 1978 di Kaukasus pada ketinggian sekitar 4000m, di mana mereka berhenti untuk bermalam pada malam yang cerah dan dingin. Sebuah bola berwarna kuning muda seukuran bola tenis terbang menuju tenda pendaki. Bola tersebut melayang di atas kantong tidur tempat para pendaki berada, dan secara metodis, menurut suatu rencana, menembus ke dalam kantong tidur. Setiap “kunjungan” tersebut menyebabkan tangisan putus asa yang tidak manusiawi, orang-orang merasakan sakit yang luar biasa, seolah-olah mereka dibakar dengan gas autogenous, dan kehilangan kesadaran. Mereka tidak bisa menggerakkan tangan atau kaki mereka. Setelah bola “mengunjungi” kantong tidur masing-masing pendaki beberapa kali, bola itu menghilang. Semua pendaki menerima banyak luka serius. Ini bukan luka bakar, tapi laserasi: otot-ototnya terkoyak utuh, sampai ke tulang. Salah satu pendaki, Oleg Korovin, tewas terkena bola. Pada saat yang sama, bola petir tidak menyentuh satu benda pun di dalam tenda, melainkan hanya melukai orang.

Perilaku bola petir tidak dapat diprediksi. Dia tiba-tiba muncul dimana saja, termasuk di dalam ruangan. Kasus petir bola yang muncul dari gagang telepon, pisau cukur listrik, saklar, stopkontak, atau pengeras suara telah diamati. Seringkali ia memasuki gedung melalui pipa, jendela dan pintu yang terbuka. Ukuran bola petir berkisar dari beberapa sentimeter hingga beberapa meter. Biasanya mudah mengapung atau berguling di atas tanah, terkadang melompat. Bereaksi terhadap angin, angin kencang, naik dan bergeraknya arus udara. Namun, ada kasus ketika bola petir tidak bereaksi terhadap aliran udara.

Bola petir dapat muncul tanpa membahayakan seseorang atau ruangan, terbang melalui jendela dan menghilang dari ruangan melalui pintu atau cerobong asap yang terbuka, terbang melewati seseorang. Setiap kontak dengannya menyebabkan cedera parah, luka bakar, dan dalam banyak kasus, kematian. Petir lebar bisa meledak. Gelombang udara yang dihasilkan dapat melukai seseorang atau mengakibatkan kehancuran pada suatu bangunan. Ada kasus ledakan petir yang diketahui pada kompor dan cerobong asap, yang menyebabkan kehancuran cerobong asap. Bukti yang dikumpulkan tentang perilaku miopia bola menunjukkan bahwa dalam banyak kasus ledakan tidak berbahaya, konsekuensi parah terjadi pada 10 dari 100 kasus. Dipercaya bahwa petir bola memiliki suhu sekitar 5000 ° C dan dapat menyebabkan kebakaran.

`Aturan perilaku selama badai petir:

Kita melihat kilatan petir hampir seketika, saat cahaya bergerak dengan kecepatan 300.000 km/s. Cepat rambat bunyi di udara kira-kira 344 m/s, artinya dalam waktu sekitar 3 sekon, bunyi merambat sejauh 1 km. Petir berbahaya jika kilatan petir segera diikuti oleh gemuruh guntur, yang berarti ada awan petir di atas Anda, dan kemungkinan besar bahaya sambaran petir. Tindakan Anda sebelum dan selama badai petir harus ramah musim dingin: keluar rumah, tutup jendela, pintu, dan cerobong asap, pastikan tidak ada angin yang dapat menarik bola petir. Saat terjadi badai petir, jangan menyalakan kompor, karena asap yang keluar dari cerobong asap memiliki daya hantar listrik yang tinggi, dan kemungkinan sambaran petir ke cerobong asap yang naik di atas atap meningkat; Saat terjadi badai petir, jauhi kabel listrik, antena, jendela, pintu, dan segala sesuatu yang berhubungan dengan lingkungan luar. Jangan duduk di dekat tembok yang di sebelahnya terdapat pohon tinggi; putuskan sambungan radio dan televisi dari jaringan, jangan gunakan peralatan listrik dan telepon “ini sangat penting untuk daerah pedesaan”; “dan inilah waktunya untuk berjalan dan bersembunyi di gedung terdekat. Badai petir di lapangan sangatlah berbahaya. Saat mencari tempat berteduh, berikan preferensi pada struktur logam besar atau struktur dengan rangka logam, bangunan tempat tinggal atau fugue dibandingkan bangunan yang dilindungi penangkal petir; jika tidak memungkinkan untuk bersembunyi di dalam gedung, tidak perlu bersembunyi di gudang kecil atau di bawah pohon yang sepi; jangan tinggal di perbukitan dan tempat terbuka yang tidak terlindungi, di dekat pagar logam atau jaring, benda logam besar, dinding basah, landasan penangkal petir; jika tidak ada tempat berteduh, berbaringlah di tanah, dan preferensi harus diberikan pada tanah berpasir kering, jauh dari reservoir; Jika badai petir menimpa Anda di hutan, Anda perlu mengobrak-abrik area dengan pepohonan yang tumbuh rendah. Anda tidak bisa berteduh di bawah pohon yang tinggi, terutama pohon pinus, oak, dan pohon poplar. Sebaiknya jaraknya tidak lebih dari 30 m dari pohon tinggi yang terpisah. Perhatikan apakah ada pohon di dekatnya yang sebelumnya rusak akibat badai petir atau terbelah. Lebih baik menjauh dari tempat ini. Banyaknya pepohonan yang tersambar petir menandakan bahwa tanah di daerah tersebut memiliki daya hantar listrik yang tinggi, dan kemungkinan besar terjadi sambaran petir di daerah berlumpur Saat terjadi badai petir, Anda tidak boleh berada di atas air atau di dekat air - berenang atau memancing. Penting untuk menjauh dari baret, dan di pegunungan, menjauh dari punggung gunung dengan lompatan dan puncak yang menjulang tinggi. Saat badai petir mendekat di pegunungan, Anda harus turun serendah mungkin. Kumpulkan benda-benda logam - piton panjat, kapak es, pot - ke dalam ransel dan turunkan dengan tali 20-30 m menuruni lereng; selama badai petir, jangan berolahraga atau berlari di luar ruangan, karena diyakini bahwa keringat dan gerakan cepat “menarik” petir; jika Anda terjebak dalam badai petir dengan sepeda atau sepeda motor, berhentilah mengemudi, tinggalkan mereka dan tunggu badai petir tersebut pada jarak sekitar 30 m dari mereka; Jika badai petir menimpa Anda di dalam mobil, Anda tidak perlu meninggalkannya. Jendela harus ditutup dan antena mobil diturunkan. Tidak disarankan mengendarai mobil saat terjadi badai petir, karena badai petir biasanya disertai dengan hujan, sehingga mengganggu jarak pandang di jalan, dan sambaran petir dapat membutakan dan menimbulkan ketakutan serta mengakibatkan kecelakaan; Saat menghadapi petir bola, jangan menunjukkan aktivitas apapun ke arahnya, jika memungkinkan tetap tenang dan jangan bergerak. Tidak perlu mendekatinya atau menyentuhnya dengan apa pun, karena... ledakan mungkin terjadi. Anda sebaiknya tidak lari dari bola petir, karena dapat menyebabkannya mengalir bersama aliran udara yang dihasilkan.

Proteksi petir:

Sarana perlindungan yang efektif terhadap petir adalah penangkal petir. Prioritas penemuan penangkal petir adalah milik Benjamin Franklin “1749” dari Amerika. Beberapa saat kemudian, pada tahun 1758, secara independen dari dia, penangkal petir ditemukan oleh M.V. Lomonosov. Proteksi petir dengan memasang penangkal petir didasarkan pada sifat petir untuk menyambar struktur logam yang paling tinggi dan memiliki landasan yang kuat. Penangkal petir terdiri dari tiga bagian utama: terminal udara yang menerima sambaran petir; konduktor arus yang menghubungkan penangkal petir ke elektroda tanah, yang melaluinya arus petir mengalir ke tanah. Jenis terminal udara yang paling umum adalah batang dan kabel. Penangkal petir dibedakan menjadi: tunggal, ganda dan ganda.

Zona proteksi terbentuk di sekitar penangkal petir, yaitu ruang di mana suatu bangunan atau benda lain terlindung dari sambaran petir langsung. Tingkat perlindungan di kawasan ini lebih dari 95 persen. Artinya dari 100 sambaran petir, kurang dari 5 sambaran yang mungkin terjadi pada objek yang dilindungi; sisanya akan dirasakan oleh penangkal petir. Zona proteksi dibatasi oleh generatrice dua kerucut, salah satunya mempunyai tinggi h sama dengan tinggi penangkal petir dan jari-jari alas R = 0,75 jam, dan yang lainnya mempunyai tinggi 0,8 jam dan jari-jari alas sebesar 1,5 jam “dengan radius dasar kerucut kedua R = h, efisiensi perlindungan dipastikan sebesar 99 persen.”

Penangkal petir penangkal petir terbuat dari baja profil apa saja, biasanya berbentuk bulat, dengan penampang minimal 100 mm2 dan panjang minimal 200 mm. Untuk melindungi dari korosi, mereka dicat. Penangkal petir penangkal petir kabel terbuat dari kabel logam dengan diameter sekitar 7 mm. Penghantar arus harus tahan terhadap panas arus petir yang sangat tinggi yang mengalir dalam waktu singkat, sehingga terbuat dari logam dengan resistansi rendah. Penampang konduktor arus di udara tidak boleh kurang dari 48 mm2, dan di tanah - 160 mm2. Konduktor pembumian adalah elemen terpenting dari proteksi petir. Tujuannya adalah untuk memberikan resistensi yang cukup rendah terhadap penyebaran arus petir di dalam tanah. Sebagai konduktor pentanahan, Anda dapat menggunakan pipa logam, pelat, gulungan kawat dan jaring, potongan tulangan predator yang terkubur di dalam tanah hingga kedalaman 2 - 2,5 m. Disarankan untuk memasang penangkal petir di perbukitan untuk memperpendek jalur petir dan menambah ukuran zona proteksi. Cerobong asap, atap pelana, tonjolan di atap, antena televisi harus diarde menggunakan konduktor arus dan tangga yang menuju ke atap sebaiknya dihubungkan ke konduktor arus atau diarde secara terpisah.

Sebagai seorang anak, ketika saya tertidur, saya takut akan guntur dan kilat di luar jendela. Saya selalu takut petir akan menyambar rumah kami atau diri saya sendiri. Sulit untuk tertidur karena kilatan dan suara ini. Tapi entah kenapa saya berpikir, dari mana datangnya kilat dan guntur ini? Dan sekarang saya akan bercerita tentang apa yang saya pelajari sendiri.

Apa itu petir dan dari mana asalnya?

Pertama, petir- itu sangat kuat pelepasan listrik, mampu membunuh seseorang. Petir paling sering terlihat saat terjadi badai petir, yang muncul sebagai kilatan terang di langit dan biasanya disertai guntur.

Mungkin banyak yang mengira petir hanya terjadi di Bumi, padahal tidak. Badai petir yang disertai petir juga dapat terjadi di planet lain, misalnya: Uranus, Saturnus, Venus dan di beberapa planet lain.

Jadi izinkan saya beralih ke pertanyaan utama. Dari manakah datangnya petir? Petir berasal dari elektrifikasi bumi dan awan. Anda dapat mengamati elektrifikasi yang sama saat menyisir rambut. Elektrifikasi terjadi antara sisir dan rambut. Petir mungkin muncul:

• Di dalam awan itu sendiri.
• Di antara beberapa berdekatan awan yang dialiri listrik.
• Atau di antara awan dan bumi.

Tapi bagaimana elektrifikasi ini muncul di antara awan? Ini sangat sederhana, mereka bergesekan satu sama lain dan karenanya menjadi teraliri listrik. Setelah ini, awan sudah mengalami banyak ketegangan. Dan ketika satu awan bertabrakan dengan awan lainnya, awan itu muncul pelepasan petir. Selama pelepasan ini, sejumlah besar energi, dan karena ini kita melihat kilatan terang. Seluruh proses ini terjadi cukup cepat. Itu sebabnya kita tidak pernah melihat petir yang bertahan lebih lama satu detik.

Apa itu guntur

Guruh- fenomena di atmosfer yang biasa kita amati bersamaan dengan keluarnya petir. Semuanya lebih mudah dengan guntur. Guruh - gelombang suara, yang muncul karena tajam peningkatan tekanan. Tekanan meningkat karena petir menyambar awan, suhu awan naik, dan karena itu tekanannya berubah. gelombang suara dipantulkan dari satu awan ke awan lainnya dan karena itu guntur dapat terdengar hingga beberapa ratus kilometer jauhnya. Jaraknya juga tergantung dari panjang resleting itu sendiri. Semakin lama petirnya, semakin jauh suara itu akan menyebar.

Saya menceritakan semua yang saya bisa. Saya harap informasi ini membantu Anda. Nah, saat Anda tertidur di tengah badai petir, Anda akan tahu persis bagaimana guntur dan kilat muncul.

Petir adalah pelepasan listrik yang kuat. Hal ini terjadi ketika awan atau tanah sangat teraliri listrik. Oleh karena itu, pelepasan petir dapat terjadi baik di dalam awan, atau di antara awan berlistrik di dekatnya, atau antara awan berlistrik dan tanah. Pelepasan petir diawali dengan terjadinya beda potensial listrik antara awan tetangga atau antara awan dan tanah.

Elektrisasi, yaitu pembentukan gaya tarik menarik yang bersifat kelistrikan, telah diketahui semua orang dari pengalaman sehari-hari.

Apa yang menyebabkan awan menggemparkan? Lagi pula, mereka tidak bergesekan satu sama lain, seperti yang terjadi ketika muatan elektrostatis terbentuk pada rambut dan sisir.

Awan petir adalah sejumlah besar uap, beberapa di antaranya mengembun dalam bentuk tetesan kecil atau gumpalan es yang terapung. Bagian atas awan petir dapat berada pada ketinggian 6-7 km, dan bagian bawahnya dapat menggantung di atas permukaan tanah pada ketinggian 0,5-1 km. Di atas 3-4 km, awan terdiri dari gumpalan es yang terapung dengan berbagai ukuran, karena suhu di sana selalu di bawah nol. Potongan-potongan es ini terus bergerak akibat naiknya arus udara hangat dari permukaan bumi yang memanas. Potongan-potongan es yang kecil lebih mudah terbawa arus udara yang naik dibandingkan dengan potongan-potongan es yang berukuran besar. Oleh karena itu, bongkahan es kecil yang “gesit”, bergerak ke bagian atas awan, terus-menerus bertabrakan dengan bongkahan es besar. Setiap tabrakan menyebabkan elektrifikasi. Dalam hal ini, bongkahan es besar bermuatan negatif, dan bongkahan es kecil bermuatan positif. Seiring waktu, bongkahan es kecil yang bermuatan positif berakhir di bagian atas awan, dan bongkahan es besar yang bermuatan negatif berakhir di bagian bawah. Dengan kata lain, bagian atas awan petir bermuatan positif dan bagian bawah bermuatan negatif.

Medan listrik awan memiliki intensitas yang sangat besar - sekitar satu juta V/m. Ketika daerah besar yang bermuatan berlawanan berada cukup dekat satu sama lain, beberapa elektron dan ion, yang berjalan di antara keduanya, menciptakan saluran plasma bercahaya yang melaluinya partikel bermuatan lain akan mengejarnya. Ini adalah bagaimana pelepasan petir terjadi.

Selama pelepasan ini, energi yang sangat besar dilepaskan - hingga satu miliar J. Suhu saluran mencapai 10.000 K, sehingga menimbulkan cahaya terang yang kita amati selama pelepasan petir. Awan terus-menerus keluar melalui saluran-saluran ini, dan kita melihat manifestasi eksternal dari fenomena atmosfer ini dalam bentuk petir.

Media panas mengembang secara eksplosif dan menyebabkan gelombang kejut, yang dianggap sebagai guntur.

Kita sendiri bisa mensimulasikan petir, bahkan yang mini sekalipun. Eksperimen harus dilakukan di ruangan gelap, jika tidak, tidak ada yang terlihat. Kita membutuhkan dua balon lonjong. Mari kita kembangkan dan ikat. Kemudian, pastikan tidak bersentuhan, kami sekaligus menggosoknya dengan kain wol. Udara yang mengisinya dialiri arus listrik. Jika bola-bola tersebut didekatkan, dengan menyisakan jarak minimum di antara keduanya, percikan api akan mulai berpindah dari satu bola ke bola lainnya melalui lapisan tipis udara, menciptakan kilatan cahaya. Pada saat yang sama, kita akan mendengar suara berderak samar - tiruan mini guntur saat terjadi badai petir.

Setiap orang yang pernah melihat kilat pasti memperhatikan bahwa itu bukanlah garis lurus yang bersinar terang, melainkan garis putus-putus. Oleh karena itu, proses pembentukan saluran konduktif untuk pelepasan petir disebut “pemimpin langkah”. Masing-masing “langkah” ini adalah tempat di mana elektron, yang dipercepat hingga mendekati kecepatan cahaya, berhenti karena tumbukan dengan molekul udara dan mengubah arah pergerakannya.

Jadi, petir adalah pecahnya kapasitor yang dielektriknya adalah udara, dan pelatnya adalah awan dan bumi. Kapasitas kapasitor semacam itu kecil - sekitar 0,15 μF, tetapi cadangan energinya sangat besar, karena tegangannya mencapai satu miliar volt.

Satu petir biasanya terdiri dari beberapa pelepasan, yang masing-masing hanya berlangsung beberapa puluh sepersejuta detik.

Petir paling sering terjadi di awan cumulonimbus. Petir juga terjadi saat letusan gunung berapi, tornado, dan badai debu.

Ada beberapa jenis petir berdasarkan bentuk dan arah pelepasannya. Keputihan dapat terjadi:

• antara awan petir dan tanah,
• antara dua awan
• di dalam awan,
• meninggalkan awan menuju langit cerah.

Pelepasan petir ( petir) adalah sumber paling umum dari medan elektromagnetik kuat yang terjadi secara alami. Petir merupakan salah satu jenis pelepasan gas dengan panjang percikan yang sangat panjang. Panjang total saluran petir mencapai beberapa kilometer, dan sebagian besar saluran ini terletak di dalam awan petir. Petir Penyebab terjadinya petir adalah terbentuknya muatan listrik bervolume besar.

Biasa sumber petir adalah awan badai petir kumulonimbus yang membawa akumulasi muatan listrik positif dan negatif di bagian atas dan bawah awan dan membentuk medan listrik yang intensitasnya semakin meningkat di sekitar awan tersebut. Pembentukan muatan ruang dengan polaritas yang berbeda di awan (polarisasi awan) dikaitkan dengan kondensasi akibat pendinginan uap air dari aliran udara hangat yang naik menjadi ion positif dan negatif (pusat kondensasi) dan pemisahan tetesan uap air bermuatan di awan. awan di bawah pengaruh aliran udara panas yang naik secara intens. Karena kenyataan bahwa beberapa kelompok muatan yang terisolasi satu sama lain terbentuk di awan (terutama muatan dengan polaritas negatif terakumulasi di bagian bawah awan).

Pelepasan petir dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan tanda luarnya. Tipe biasa - petir linier, dengan variasi: pita, roket, zigzag dan bercabang. Jenis pelepasan yang paling langka adalah petir bola. Ada pelepasan yang diketahui disebut “Api St. Elmo” dan “Cahaya Andes.” Petir biasanya terjadi berkali-kali, yaitu terdiri dari beberapa pelepasan tunggal yang berkembang sepanjang jalur yang sama, dan setiap pelepasan, seperti halnya pelepasan yang diperoleh dalam kondisi laboratorium, dimulai dengan pelepasan utama dan diakhiri dengan pelepasan terbalik (utama). Kecepatan turunnya pemimpin debit tunggal pertama kira-kira 1500 km/s, kecepatan pemimpin debit berikutnya mencapai 2000 km/s, dan kecepatan turunnya kembali bervariasi antara 15000 -150000 km/s, yaitu dari Kecepatan 0,05 hingga 0,5 Sveta. Saluran pemimpin, seperti saluran streamer lainnya, diisi dengan plasma dan karenanya memiliki konduktivitas tertentu.

Ujung atas saluran pemimpin terhubung ke salah satu pusat muatan di cloud, sehingga sebagian muatan dari pusat ini mengalir ke saluran pemimpin. Distribusi muatan dalam saluran harus tidak merata, meningkat menjelang akhir saluran. Namun, beberapa pengukuran tidak langsung menunjukkan bahwa nilai absolut muatan pada kepala pemimpin adalah kecil dan, pada perkiraan pertama, saluran tersebut dapat dianggap bermuatan seragam dengan kepadatan muatan linier S. Total muatan dalam saluran pemimpin dalam kasus ini sama dengan Q = S*l, di mana l adalah panjang saluran, dan nilainya biasanya sekitar 10% dari nilai muatan yang mengalir ke tanah selama satu kali pelepasan petir. Dalam 70-80% dari semua kasus, muatan ini mempunyai polaritas negatif. Saat saluran pemimpin bergerak, di bawah pengaruh medan listrik yang tercipta di dalam tanah, muatan bergeser, dan muatan yang berlawanan tanda dengan muatan pemimpin (biasanya muatan positif) cenderung ditempatkan sedekat mungkin dengan kepala pemimpin. saluran. Dalam kasus tanah homogen, muatan-muatan ini terakumulasi langsung di bawah saluran pemimpin.

Jika tanahnya heterogen dan bagian utamanya memiliki resistivitas tinggi, muatan terkonsentrasi di daerah dengan konduktivitas tinggi (sungai, air tanah). Di hadapan benda-benda yang membumi dan menjulang tinggi (penangkal petir, cerobong asap, gedung-gedung tinggi, pohon-pohon yang basah kuyup oleh hujan), muatan akan tertarik ke bagian atas benda tersebut, sehingga menciptakan kuat medan yang signifikan di sana. Pada tahap pertama pengembangan saluran pemimpin, kekuatan medan listrik di bagian atasnya ditentukan oleh muatan pemimpin itu sendiri dan kelompok muatan ruang angkasa yang terletak di bawah awan. Lintasan pemimpin tidak berhubungan dengan benda-benda duniawi. Saat pemimpin turun, akumulasi muatan di tanah dan benda-benda yang ditinggikan mulai mempunyai pengaruh yang semakin besar. Dimulai dari ketinggian tertentu kepala pemimpin (orientation height), kekuatan medan pada salah satu arah ternyata paling besar, dan pemimpin berorientasi pada salah satu benda di tanah. Secara alami, dalam hal ini, objek yang ditinggikan dan area daratan dengan konduktivitas yang meningkat paling terpengaruh (kerentanan selektif). Dari objek yang sangat tinggi, counter leader berkembang menuju pemimpin, yang kehadirannya membantu mengarahkan petir ke objek tertentu.

Setelah saluran pemimpin mencapai tanah atau counter leader, pelepasan terbalik dimulai, di mana saluran pemimpin memperoleh potensi yang hampir sama dengan potensi tanah. Di bagian atas pelepasan balik yang berkembang ke atas terdapat area dengan peningkatan kekuatan medan listrik, di bawah pengaruh yang terjadi restrukturisasi saluran, disertai dengan peningkatan kepadatan muatan plasma dari 10^13 - 10 ^14 hingga 10^16 - 10^19 1/m3, sehingga konduktivitas saluran meningkat setidaknya 100 kali lipat. Selama pengembangan pelepasan muatan balik, arus iM = v melewati lokasi tumbukan, di mana v adalah kecepatan pelepasan muatan balik. Proses yang terjadi selama transisi pelepasan pemimpin ke pelepasan terbalik dalam banyak hal mirip dengan proses korslet kabel bermuatan vertikal ke ground.

Jika kawat bermuatan dihubungkan ke tanah melalui hambatan r, maka arus pada titik pembumian sama dengan: dimana z = impedansi karakteristik kawat. Jadi, bahkan ketika terjadi pelepasan petir, arus di lokasi sambaran akan sama dengan v hanya jika resistansi pentanahan adalah nol. Ketika resistansi pentanahan berbeda dari nol, arus pada titik tumbukan berkurang. Cukup sulit untuk mengukur penurunan ini, karena impedansi gelombang saluran petir hanya dapat diperkirakan secara kasar. Ada alasan untuk percaya bahwa impedansi karakteristik saluran petir menurun seiring dengan meningkatnya arus, dengan nilai rata-rata sekitar 200 - 300 Ohm. Dalam hal ini, ketika resistansi pentanahan suatu benda berubah dari 0 hingga 30 Ohm, arus dalam benda tersebut hanya berubah sebesar 10%. Berikut ini, kita akan menyebut benda-benda tersebut beralasan baik dan berasumsi bahwa arus petir penuh iM = v melewatinya. Parameter dasar petir dan intensitas aktivitas badai petir Petir dengan arus tinggi sangat jarang terjadi. Jadi, petir dengan arus 200 kA terjadi pada 0,7...1,0% kasus dari total jumlah pelepasan yang diamati.

Jumlah kasus sambaran petir dengan nilai arus 20 kA adalah sekitar 50%. Oleh karena itu, nilai amplitudo arus petir biasanya disajikan dalam bentuk kurva probabilitas (fungsi distribusi), yang mana probabilitas terjadinya arus petir dengan nilai maksimum diplot sepanjang sumbu ordinat. Ciri kuantitatif utama petir adalah arus yang mengalir melalui benda yang terkena dampak, yang dicirikan oleh nilai maksimum iM, kecuraman rata-rata bagian depan dan durasi pulsa ti, yang sama dengan waktu penurunan arus hingga setengah nilai maksimum. . Saat ini, jumlah data terbesar tersedia tentang nilai maksimum arus petir, yang pengukurannya dilakukan dengan alat ukur paling sederhana - perekam magnetik, yaitu batang silinder yang terbuat dari serbuk baja atau kabel yang ditekan ke dalam plastik. Alat perekam magnetik dipasang di dekat benda yang menjulang tinggi (penangkal petir, penyangga saluran transmisi) dan diletakkan di sepanjang garis medan magnet yang timbul bila arus petir melewati benda tersebut. Karena bahan dengan gaya koersif tinggi digunakan untuk memproduksi perekam, bahan tersebut mempertahankan sisa magnetisasi yang besar.

Dengan mengukur magnetisasi ini, dimungkinkan untuk menentukan nilai maksimum arus magnetisasi menggunakan kurva kalibrasi. Pengukuran dengan perekam magnetik tidak memberikan akurasi yang tinggi, namun kelemahan ini sebagian dikompensasi oleh banyaknya pengukuran, yang saat ini jumlahnya mencapai puluhan ribu. Dengan menempatkan bingkai yang tertutup pada kumparan induktif di dekat objek target, Anda dapat mengukur kemiringan arus petir menggunakan perekam magnetik yang ditempatkan di dalam kumparan. Pengukuran menunjukkan bahwa arus petir sangat bervariasi dari beberapa kiloamper hingga ratusan kiloamper, oleh karena itu hasil pengukuran disajikan dalam bentuk kurva probabilitas (fungsi distribusi) arus petir, dimana probabilitas arus petir dengan nilai maksimum melebihi nilai tersebut. ditunjukkan diplot pada sumbu absis.

Di Ukraina, saat menghitung proteksi petir, kurva digunakan. Untuk daerah pegunungan, ordinat kurva dikurangi 2 kali lipat, karena pada jarak pendek dari bumi ke awan, petir terjadi pada kepadatan muatan yang lebih rendah dalam kelompok, yaitu, kemungkinan arus besar berkurang. Jauh lebih sulit untuk menentukan secara eksperimental kecuraman dan durasi pulsa arus petir, sehingga jumlah data eksperimen mengenai parameter ini relatif kecil. Durasi pulsa arus petir terutama ditentukan oleh waktu perambatan pelepasan balik dari bumi ke awan dan, oleh karena itu, bervariasi dalam kisaran yang relatif sempit dari 20 hingga 80-100 s. Durasi rata-rata pulsa arus petir mendekati 50 s, yang menentukan pilihan pulsa standar.

Yang paling penting dari sudut pandang penilaian ketahanan petir RES adalah: jumlah muatan yang ditransfer oleh petir, arus dalam saluran petir, jumlah sambaran berulang sepanjang satu saluran dan intensitas aktivitas petir. Semua parameter ini tidak ditentukan secara jelas dan bersifat probabilistik. Muatan yang ditransfer oleh petir berfluktuasi selama proses pelepasan dalam kisaran dari pecahan satu coulomb hingga beberapa puluh coulomb. Muatan rata-rata yang dijatuhkan ke dalam tanah akibat sambaran petir berulang kali adalah 15 - 25 C. Mengingat rata-rata debit petir mengandung tiga komponen, maka dalam satu komponen sekitar 5 - 8 C ditransfer ke tanah. Dari jumlah tersebut, sekitar 60% dari seluruh akumulasi muatan mengalir ke saluran pemimpin, yang berjumlah 3 - 5 C. Sambaran petir di daerah datar permukaan bumi membawa muatan 10 - 50 C (rata-rata 25 C), jika sambaran petir di pegunungan - muatan 30 - 100 C (rata-rata 60 C), dengan pelepasan ke televisi menara muatannya mencapai 160 C.

Ketika petir menyambar tanah, sebagian besar (85 - 90%) mentransfer muatan negatif ke tanah. Muatan yang mengalir ke dalam tanah selama beberapa kali sambaran petir bervariasi dari sepersekian coulomb hingga 100 C atau lebih. Nilai rata-rata muatan ini mendekati 20 C. Muatan yang dilepaskan ke dalam tanah selama badai petir tampaknya memainkan peran penting dalam mempertahankan muatan negatif tanah. Intensitas aktivitas badai petir di berbagai wilayah iklim sangat bervariasi. Biasanya, jumlah badai petir sepanjang tahun minimal di wilayah utara dan secara bertahap meningkat ke selatan, di mana peningkatan kelembapan udara dan suhu tinggi berkontribusi pada pembentukan awan petir. Namun tren ini tidak selalu diikuti. Terdapat pusat aktivitas badai petir di garis lintang tengah (misalnya, di wilayah Kyiv), di mana kondisi yang menguntungkan tercipta untuk pembentukan badai petir lokal.

Intensitas aktivitas badai petir biasanya ditandai dengan jumlah hari badai petir per tahun atau total durasi tahunan badai petir dalam hitungan jam. Karakteristik yang terakhir ini lebih tepat, karena jumlah sambaran petir ke tanah tidak bergantung pada jumlah badai petir, tetapi pada durasi totalnya. Jumlah hari atau jam badai petir per tahun ditentukan berdasarkan pengamatan jangka panjang terhadap stasiun meteorologi, yang generalisasinya memungkinkan untuk menggambar peta aktivitas badai petir, di mana garis-garis dengan durasi badai petir yang sama diplot - garis isokeranik . Durasi rata-rata badai petir per hari badai petir di wilayah Rusia bagian Eropa dan Ukraina adalah 1,5-2 jam.