Usulan program kreativitas mahasiswa ini membahas perbandingan tembaga, emas, dan platina sebagai bahan penghantar pada penangkal petir untuk meningkatkan keselamatan manusia. Tujuannya adalah mengembangkan teknologi penangkal petir yang efektif dan ramah lingkungan serta mempelajari keunggulan setiap bahan tersebut."

1. USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
PERBANDINGAN TEMBAGA, EMAS, PLATINA
SEBAGAI BAHAN PENGHANTAR PADA PENANGKAL
PETIR UNTUK KESELAMATAN MANUSIA
BidangKegiatan :
PKM Penelitian
TIM :
DZULFIKAR M. AZHAR 21060110083030 ANGKATAN 2010
RIZKY DRAJAT P. 21060110060033 ANGKATAN 2010
SULKHAN MAISA A. 21060110083032 ANGKATAN 2010
NUR ANNISA RIZKY P. L0F 008054 ANGKATAN 2008
DIMAS BAGUS DWI K. L0F 009001 ANGKATAN 2009
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2010
1

2. HALAMAN PENGESAHAN
PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
1. Judul Kegiatan :Perbandingan Tembaga, Emas,
Platina Sebagai Bahan Penghantar
Pada Penangkal Petir Untuk
Keselamatan Manusia
2. Bidang Kegiatan : PKM Penelitian
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
Nama Lengkap : Dzulfikar Muhammad Azhar
NIM : 21060110083030
Fakultas/ Jurusan : Teknik/ D3 Elektro
Universitas/ Institut/ Politeknik : Universitas Diponegoro
4. Anggota Pelaksana : 5 (lima) orang
5. Dosen Pembimbing :Yuniarto, S.T, M.T
6. Biaya Kegiatan Total :Rp. 6.400.000,00
7. Jangka Waktu Pelaksanaan :1 Bulan
Semarang, 9 Oktober 2010
Menyetujui :
Ketua Jurusan D3Teknik Elektro Ketua Pelaksana Kegiatan
(Yuniarto, S.T, M.T) (Dzulfikar M. Azhar)
NIP. 197106151998021001 NIM. 21060110083030
Mengetahui PRIII Dosen Pembimbing
Universitas Diponegoro
(……………………) (Yuniarto, S.T, M.T)
NIP. NIP.197106151998021001
2
ii

3. I. Judul Program
PERBANDINGAN TEMBAGA, EMAS, PLATINA SEBAGAI BAHAN
PENGHANTAR PADA PENANGKAL PETIR UNTUK KESELAMATAN
MANUSIA
II. Latar Belakang Masalah
Petir atau halilintar adalah gejala alam yang biasanya muncul pada musim
hujan di mana di langit muncul kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan biasanya
dan beberapa saat kemudian disusul dengan suara menggelegar. Kekuatan petir
sangat dahsyat karena udara dalam petir panasnya mencapai 50.000 derajat
fahrenheit dengan voltase mencapai 300.000 volt. Karena kekuatan petir yang
sangat berbahaya itu manusia selalu mencari cara untuk berlindung dari bahaya
petir. Salah satunya dengan penangkal petir.
Penangkal petir yang umumnya dipasang pada bagian atap
bangunan.rangkaian jalur yang difungsikan sebagai jalan bagi petir menuju ke
permukaan bumi, tanpa merusak benda-benda yang dilewatinya. Umumnya bahan
konduktor penangkal petir terbuat dari tembaga.Tembaga dipilih karena
mempunyai daya hantar yang cukup tinggi.Namun ada juga penangkal petir yang
bahan konduktor terbuat dari emas, contohnya penangkal petir yang dipasang
pada Gedung Sate, Bandung.
Selain emas dan tembaga, masih banyak logam yang bias dipakai sebagai
kabel penghantar penangkal petir. Salah satunya adalah platina. Platina
merupakan bahan yang tidak berkarat, dapat ditempa, regang, tetapi sukar
dicairkan dan tahan dari sebagian besar bahan-bahan kimia; merupakan logam
terberat dengan berat jenis 21,5. Titik cairnya mencapai 1774°C, sedang tahanan
jenisnya 0,42 ohm.mm2/m. Warnanya putih keabu-abuan. Pemurnian platina
dilakukan secara kimia.Platina dapat ditarik menjadi kawat halus dan filamen
yang tipis.
Dari persoalan inilah penyusun ingin meneliti kelebihan dan kekurangan
antara tembaga, emas, dan platina pada aplikasi penangkal petir.Dengan penelitian
3

4. ini, diharapkan dapat membantu masyarakat untuk memilih jenis penangkal petir
pada jenis bangunan tertentu.
III. Perumusan masalah
Berdasarkan latar belakang yang dipaparkan di atas dapat diketahui bahwa
untuk mendapatkan penangkal petir yang lebih tahan lama diperlukan pemikiran
kreatif sebagai upaya mengatasi permasalahan tersebut. Dalam penelitian ini
langkah kreatif yang diusulkan adalah memilih bahan antara emas, tembaga, dan
platina sebagai teknologi penangkal petir.Sebagai solusi penangkal petir yang
lebih bagus dan maksimal dalam kondisi dan keadaan tertentu. Untuk langkah
tersebut dirumuskan beberapa permasalahan sebagai berikut:
1. Bagaimana menciptakan alat yang efektif, dapat dipakai berulang-ulang
serta ramah lingkungan untuk penangkal petir?
2. Bagaimana perbandingan kualitas antara emas, tembaga, dan platina
sebagai bahan penghantar pada penangkal petir ?
3. Bagaimana analisis lingkungan dan ekonomi pada kegiatan
penangkalan petir dengan bahan tembaga, emas, dan platina?
IV. Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam program adalah:
1. Mengembangkan teknologi yang tepat dalam penangkalan petir dengan
bahan konduktor emas, tembaga dan platina.
2. Merancang dan membuat alat penangkal petir yang efektif, dapat
dipakai berulang-ulang serta ramah lingkungan.
3. Melakukan studi kelayakan lingkungan untuk mengetahui dampak
terhadap lingkungan akibat pelaksanan kegiatan penangkalan petir
dengan konduktor tembaga, emas, dan platina.
V. Luaran Yang Diharapkan
1. Bagi Masyarakat
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran tentang
4

5. penangkal petir mana yang cocok dengan tipe bangunan yang dibuat.
2. Bagi Ilmu Pengetahuan
Penelitian ini diharapkan dapat dijadikan bahan pertimbangan bagi
penelitian selanjutnya dan pengembangan ilmu pengetahuan
selanjutnya.
VI. Kegunaan
Kegunaan dari penelitian ini adalah memberikan sumber referensi pada
masyarakat luas tentang keunggulan dan kelemahan penangkal petir berbahan
emas, tembaga, ataupun platina sehingga masyarakat dapat cerdas memilih bahan
tersebut dilihat dari aspek harga, kualitas hantar, dan ketahanan terhadap suhu
yang sangat ekstrim.
VII. Tinjauan pustaka
7.1 Pengertian dan Bahaya petir
Petir a0.288(p)-0.295585(e)]TJ281.20
5

6. Petir terjadi karena ada perbedaan potensial antara awan dan bumi
atau dengan awan lainnya. 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. Pada saat
elektron mampu menembus ambang batas isolasi udara inilah terjadi
ledakan suara. 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. Karena ada awan
bermuatan negatif dan awan bermuatan positif, maka petir juga bisa terjadi
antar awan yang berbedamuatan.
(sumber :www.wikipedia.org)
7.2 Wilayah indonesia yang sering tersambar petir
Indonesia bisa disebut sebagai surganya petir. Karena Indonesia
memiliki semua bahan yang diperlukan petir untuk membentuk diri.Wilayah
Indonesia yang terdiri atas darat dan laut, terbentang luas sepanjang 5.110
kilometer dari barat hingga timur khatulistiwa.Garis meridiannya sendiri
membujur dari utara ke selatan sepanjang 1.888 km.
Luasnya wilayah darat dan laut Indonesia, membuat bahan-bahan
pembentuk petir tersedia dalam jumlah melimpah. Seperti udara naik,
6

7. 7.2.1. Bogor
Bogor identik dengan sebutan kota hujan. Nggak mengherankan,
karena curah hujan pertahunnya rata-rata 2.500 mm-4.400 mm. Kota yang
dikelilingi Gunung salak, Pangrango dan Gunung Gede ini juga memiliki
kelembapan cukup tinggi. Yakni, sekitar 40% dengan suhu rata-rata 26
derajat Celcius.Konon, dalam 365 hari setahun, petir menyambar-nyambar
di langit Bogor sebanyak 322 hari.
7.2.2. Kalimantan Tengah
Propinsi ini memiliki sambaran petir sangat banyak.Dikarenakan awan
petir yang terbentuk relatif rendah, yakni sekitar 900 kaki saja dari
permukaan tanah.Potensi terjadinya petir semakin besar karena topografi
daerah ini datar dan tingkat elevasinya (ketinggian) rendah.Stasiun Badan
Meteorologi dan Geofisika Bandara Tjilik Riwut Palangka Raya, mencatat
sambaran petir di daerah ini bisa mencapai 90 ribu kali sehari.Baik
sambaran dalam awan sendiri, dari awan ke awan, awan ke udara, maupun
dari awan ke tanah.
Dalam bulan November 2007 lalu rata-rata tiap hari di wilayah Kalteng
terjadi 17.385 kali sambaran petir atau tiap menit terjadi petir sebanyak 12,1
kali. Sambaran petir tertinggi dalam bulan itu mencapai 95.855 kali per hari
dan terendah 63 kali per hari.Tingginya frekwensi petir ini membuat
Kalimantan Selatan dijuluki Tunjung Nyaho, dalam bahasa Dayak.Nyaho
artinya petir.
7.2.3. Depok
Bila di Kalimantan tengah, petir menyambar paling banyak, maka di
Depok, petir menyambar dengan energi paling tinggi di dunia. arus petir
negatif di Depok mencapai kekuatan 379,2 kiloampere, sedang arus
positifnya mencapai 441,1 kiloampere. Dengan kekuatan sehebat itu, satu
sambaran petir bisa menghancurkan bangunan terbuat dari beton sekalipun.
7

9. Tembaga terdapat di Amerika Utara, Chili, Siberia, Pegunungan Ural, Irian
Jaya dan sebagainya.Produksi tembaga sebagian besar dipergunakan dalam
industri kelistrikan, karena tembaga mempunyai daya hantar listrik yang
tinggi. Kotoran yang terdapat dalam tembaga akan
memperkecil/mengurangi daya hantar listriknya.Selain mempunyai daya
hantar listrik yang tinggi, daya hantar panasnya juga tinggi; dan tahan karat.
Oleh karena itu tembaga juga dipakai untuk kelengkapan bahan radiator,
ketel, dan alat kelengkapan pemanasan.
Tembaga mempunyai sifat dapat dirol, ditarik, ditekan, ditekan tarik
dan dapat ditempa (meleable).
Titik cair tembaga adalah 1083° Celcius, titik didihnya 2593° Celcius,
massa jenis 8,9, kekuatan tarik 160 N/mm^2.
Kegunaan lain dari tembaga ialah sebagai bahan untuk baut penyolder,
untuk kawat-kawat jalan traksi listrikl (kereta listrik, trem, dan sebagainya),
unsur hantaran listrik di atas tanah, hantaran penangkal petir, untuk lapis
tipis dari kolektor, dan lain-lain.
(Sumber :dunia-listrik.blogspot.com)
VIII. Gambaran Lengkap Karya
Saat muatan listrik negatif di bagian bawah awan sudah tercukupi, maka
muatan listrik positif di tanah akan segera tertarik. Muatan listrik kemudian segera
merambat naik melalui kabel konduktor , menuju ke ujung batang penangkal petir.
Ketika muatan listrik negatif berada cukup dekat di atas atap, daya tarik menarik
antara kedua muatan semakin kuat, muatan positif di ujung-ujung penangkal petir
tertarik ke arah muatan negatif. Pertemuan kedua muatan menghasilkan aliran
listrik. Aliran listrik itu akan mengalir ke dalam tanah, melalui kabel konduktor,
dengan demikian sambaran petir tidak mengenai bangunan.
9

10. Desain alat ini Lebih Kurang berdimensi seperti gambar berikut :
d=0,0 Keterangan gambar :
2-
0,03m
P = Panjang (m)
P = 1,8-3m L = Lebar (m)
d = 0,015 cm D= Diameter (m)
Gambar 2. Desain Penangkal Petir
Pada desain ini daya hantar akan lebih besar sehingga petir akan lebih cepat
menuju bumi tanpa mengenai rangkaian listrik gedung.
IX. Metode Pelaksanaan
Penangkal Petir terdiri atas tiga komponen penting, yaitu alat
penerima logam (Spit), Kabel Penghantar (Konduktor), dan Grounding
(Pembumian). Saat muatan listrik negatif di bagian bawah awan sudah
tercukupi, maka muatan listrik positif di tanah akan segera tertarik. Muatan
listrik kemudian segera merambat naik melalui kabel konduktor , menuju ke
ujung batang penangkal petir. Ketika muatan listrik negatif berada cukup
dekat di atas atap, daya tarik menarik antara kedua muatan semakin kuat,
muatan positif di ujung-ujung penangkal petir tertarik ke arah muatan
negatif. Pertemuan kedua muatan menghasilkan aliran listrik. Aliran listrik
itu akan mengalir ke dalam tanah, melalui kabel konduktor, dengan
demikian sambaran petir tidak mengenai bangunan.
10

11. Gambar 3. Penangkal Petir
9.1. Waktu dan tempat Penelitian
Di mulai pada bulan Oktober 2010 sampai dengan bulan November
2010. Tempat pelaksanaan di lakukan di kampus d3 Teknik elektro UNDIP.
9.2. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang di gunakan, antara lain:
1. Platina, emas, dan tembaga pucuk dari penangkal petir
2. Kabel, ini yang akan menghubungkan spit dengan tanah
3. Strep Plat, digunakan untuk menempelkan kabel ke badan struktur.
Untuk strep plat ini anda dapat membuat sendiri dari bahan seng.
9.3. Deskripsi Penangkal Petir
Deskripsi lengkap tentang Penangkal Petir emas, tembaga, dan platina
dijelaskan secara umum dalam sketsa sistem Penagkal Petir yang terdiri atas
susunan komponen-komponen utama Penagkal Petir .
9.3.1. Sketsa Penangkal Petir masing-masing bahan
Prinsip kerja penangkal petir konduktor emas, tembaga, dan
platinadidasarkan pada ketertarikan petir akan muatan negatif, muatan
positif di ujung-ujung penangkal petir tertarik ke arah muatan negatif.
Pertemuan kedua muatan menghasilkan aliran listrik. Aliran listrik itu akan
mengalir ke dalam tanah, melalui kabel konduktor berbahan platina,
kemudian dialirkan ke tanah melalui kabel grounding. dengan demikian
sambaran petir tidak mengenai bangunan. Tetapi sambaran petir dapat
merambat ke dalam bangunan melalui kawat jaringan listrik
11

12. Platina, emas,
Kabel
Plat
ground
Gambar 4. Susunan Penangkal Petir Emas, Tembaga, dan Platina
9.3.2. Komponen Penangkal Petir Tembaga, Emas, dan Platina
Komponen-komponen utama dalam penelitian ini terdiri atas Alat
Penerima Logam, Kabel Penghantar, dan grounding atau pembumian.
1. Alat penerima logam
Batang penangkal petir berupa batang logam yang ujungnya
runcing. Pada pembuatannya, penyusun akan membuat batang
penangkal petir berbahan tembaga, emas, dan platina. Pucuk
penangkal petir, dibuat runcing karena muatan listrik mempunyai sifat
mudah berkumpul dan lepas pada ujung logam yang runcing. Dengan
demikian dapat memperlancar proses tarik menarik dengan muatan
listrik yang ada di awan. Batang runcing ini dipasang pada bagian
puncak suatu bangunan.
2. Kabel Penghantar
Kabel penghantar terbuat dari jalinan kawat kabel. Diameter
jalinan kabel penghantar sekitar 1 cm hingga 2 cm. Kabel konduktor
berfungsi meneruskan aliran muatan listrik dari batang muatan listrik
ke tanah. Kabel konduktor tersebut dipasang pada dinding di bagian
luar bangunan.
3. Grounding (Pembumian)
Tempat pembumian (grounding) berfungsi mengalirkan muatan
12

13. listrik dari kabel penghantar ke batang pembumian (ground rod) yang
tertanam di tanah. Batang pembumian biasanya berukuran dengan
diameter 1,5 cm dan panjang sekitar 1,8 - 3 m.
9.4. Prosedur Penelitian
Prosedur Penelitian dimulai dengan melakukan perancangan
penangkal petir sejumlah tiga buah. Kemudian pada masing-masing
penangkal petir dipasang konduktor emas, tembaga, dan platina. Kemudian
ketiga penangkal petir yang berbeda bahan penghantar tersebut dipasang
ditempat yang kondisi fisiknya hampir sama dan berdekatan, tetapi tidak
dalam jarak lindungan penangkal petir tersebut. Ketika petir menyambar,
akan diamati penangkal petir mana yang disambar petir, dan kondisi akhir
penangkal petir tersebut. Pada peristiwa ini akan diketahui tingkat
konduktifitas dan ketahanan terhadap suhu pada masing-masing bahan
tersebut.
Penangkal Petir Platinum secara skematis dijelaskan dalam gambar
MULA
I
PERSIAPAN ALAT DAN BAHAN
PEMASANGAN KONDUKTOR EMAS,
INSTALASI PADA GEDUNG YANG
PENGAMATAN TERHADAP REAKSI
ANALISIS
SELESAI
Gambar 5. Skema Kerja Penangkal Petir Emas, Tembaga dan Platinu
13

14. 9.5. Variabel dan Data
Variabel pada penelitian ini dibagi atas variabel tetap dan tidak tetap.
Variabel tetap yang digunakan yakni :
1. Ukuran logam platina tembaga dan emas
2. Ukuran kerangka
3. Ukuran diameter kabel
4. Ukuran Batang Pembumian .
Sedangkan variabel tidak tetap yang digunakan pada penelitian ini
adalah :
1. Petir
Data yang diperoleh dalam penelitian ini adalah
1. Besar tahanan jenis pada Platina dan Emas
2. Daya hantar
3. Ketahanan terhadap pengaruh suhu
X. Jadwal Kegiatan
NO Uraian Kegiatan Minggu
1 2 3 4 5
1 Membeli dan
mempersiapkan
bahan – bahan
2 Merancang
penangkal petir
dengan tiga bahan
3 Pemasangan Pada
Gedung
4 Manguji alat dan
menyusun lapotran
5 Presentasi hasil
14

15. XI. Rancangan Biaya
11.1. Bahan habis pakai
No Keterangan banyak Jumlah
. nya
1 Penangkal petir (Lengkap) 3 Rp.100.000,00
2 Platina 1 Rp.3.500.000,00
3 Emas 1 Rp . 2.000.000,00
Biaya habis pakai sejumlah Rp 5.600.000,00
11.2. Peralatan penunjang penelitian
No Keterangan Jumlah
.
1 Peralatan instalasi (lengkap) Rp 400.000,00
Biaya peralatan penunjang sejumlah Rp.400.000,00
11.3. Operasional
No. Keterangan Jumlah
1 Dokumentasi Rp 100.000,00
2 Akomodasi Rp 200.000,00
Biaya operasional sejumlah :Rp300.000,00
Perhitungan total :
Biaya habis pakai sejumlah :Rp.5.600.000,00
Biaya peralatan penunjang sejumlah :Rp. 400.000,00
Biaya operasional sejumlah :Rp. 300.000,00 +
Total biaya keseluruhan :Rp. 6.400.000,00
15

16. DAFTAR PUSTAKA
Penangkal Petir, www.wikipedia.org, 3 Oktober 2010.
Petir, www.wikipedia.org, 3 Oktober 2010.
Harga Logam Mulia, www.hargalogammulia.com, 2 Oktober 2010.
Hanif Guntoro, Ilmu Bahan Listrik : Logam Non Ferro, www.dunia-
listrik.blogspot.com, 4 Oktober 2010.
Definisi Penangkal Petir, www.deltanarendra.com, 4 Oktober 2010.
Electric Resistance, www.physics.info, 4 Oktober 2010.
Danny Bachdar, Pengenalan Arus Searah Bagian 1,
www.dannybachdar.wordpress.com, 5 Oktober 2010.
16

17. Lampiran 1
Nama dan Biodata Ketua serta Anggota Kelompok
1. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap : Dzulfikar Muhammad Azhar
b. NIM : 21060110083030
c. Fakultas/Program Studi : Teknik/D3 Elektro
d. Perguruan Tinggi : Universitas Diponegoro
2. Anggota Pelaksana
a. Nama Lengkap : Rizky Drajat Prabowo
b. NIM : 21060110060033
c. Fakultas/Program Studi : Teknik/D3 Elektro
d. Perguruan Tinggi : Universitas Diponegoro
3. Anggota Pelaksana
a. Nama Lengkap : Sulkhan Maisa Awaluddin
b. NIM : 21060110083032
c. Fakultas/Program Studi : Teknik/D3 Elektro
d. Perguruan Tinggi : Universitas Diponegoro
4. Anggota Pelaksana
a. Nama Lengkap : Nur Annisa Rizky P.
b. NIM : L0F 008054
c. Fakultas/Program Studi : Teknik/D3 Elektro
d. Perguruan Tinggi : Universitas Diponegoro
5. Anggota Pelaksana
a. Nama Lengkap : Dimas Bagus Dwi Kartika
b. NIM : L0F 009001
c. Fakultas/Program Studi : Teknik/D3 Elektro
d. Perguruan Tinggi : Universitas Diponegoro
17

18. Lampiran 2
Nama dan Biodata Dosen Pembimbing
a. Nama Lengkap : Yuniarto, S.T, M.T
b. NIP : 197106151998021001
c. Golongan Pangkat : Asisten Ahli Madya/ III a
d. Jabatan Fungsional : Dosen Pengampu Kuliah
e. Jabatan Struktural : Ketua Program Studi DIII Teknik Elektro
f. Fakultas/Program Studi : Teknik/Teknik Elektro
g. Perguruan Tinggi : Universitas Diponegoro
h. Bidang Keahlian : Elektronika Digital
Mesin AC
Rangkaian Logika
18