Feature Sains: Mengapa Pemantik Gas Bisa Memercik Tanpa Baterai?

Bunyi klik pada sebagian pemantik kompor berasal dari mekanisme yang mengubah tekanan mekanis menjadi beda potensial listrik. Di dalamnya terdapat bahan piezoelektrik. Ketika tombol ditekan, pegas dan pemukul memberi tekanan singkat pada bahan tersebut, lalu muatan listrik terpisah pada permukaannya.

Peristiwa itu disebut efek piezoelektrik langsung. Susunan muatan dalam bahan tertentu tidak sepenuhnya simetris. Tekanan menggeser posisi relatif muatan positif dan negatif, sehingga muncul tegangan di antara dua sisi bahan. Tegangannya dapat cukup tinggi untuk mendorong loncatan listrik pada celah kecil, meskipun energi total setiap klik tetap kecil.

Percikan terbentuk ketika medan listrik pada celah melampaui kemampuan udara menahan aliran muatan. Udara yang biasanya bersifat isolator menjadi terionisasi sesaat, lalu arus melompat sebagai bunga api. Jika campuran bahan bakar dan udara berada pada kondisi yang tepat di dekat pembakar, percikan itu memulai pembakaran.

Pemantik jenis ini tidak memerlukan baterai untuk menghasilkan percikan karena energi awal datang dari tangan pengguna. Tekanan pada tombol disimpan sebentar dalam pegas, lalu dilepas cepat ke elemen piezoelektrik. Perubahan yang tajam lebih berguna daripada tekanan lambat karena menghasilkan pulsa listrik yang singkat dan kuat pada celah pemantik.

Efek yang sama dapat bekerja terbalik. Tegangan yang diberikan pada bahan piezoelektrik dapat membuatnya berubah bentuk atau bergetar. Prinsip kebalikan ini digunakan pada buzzer, transduser ultrasonik, dan berbagai sensor. Dengan demikian, satu keluarga bahan dapat menjembatani energi mekanis dan listrik dalam dua arah.

Mekanisme pemantik sebaiknya tidak dibongkar atau diuji dekat gas yang bocor. Percikan adalah sumber penyalaan, sedangkan bagian pegas dapat terlepas tiba-tiba. Penjelasan ini ditujukan untuk memahami prinsip fisika, bukan petunjuk perbaikan. Jika pemantik gagal, matikan aliran gas, beri ventilasi sesuai petunjuk keselamatan, dan gunakan teknisi atau prosedur produsen.

Sumber: University of Wisconsin–Madison MRSEC Education Group, Piezoelectricity, https://education.mrsec.wisc.edu/piezoelectricity/ ; MIT OpenCourseWare, Lab 9: Piezoelectricity, https://ocw.mit.edu/courses/6-s079-nanomaker-spring-2013/resources/lab-9-piezoelectricity/ ; University of Iowa Department of Physics and Astronomy, Piezoelectric Crystal Demo, https://instructional-resources.physics.uiowa.edu/5e6012-piezoelectric-crystal-demo ; OpenStax, Measuring Pressure, https://openstax.org/books/university-physics-volume-1/pages/14-2-measuring-pressure

Catatan editorial dan foto: Tulisan ini adalah feature sains dan tidak dimaksudkan sebagai petunjuk membongkar pemantik. Foto Lionel Allorge, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Allume_gaz_gros_plan_2.jpg , lisensi CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0 . Perubahan: dikompresi ulang ke JPEG dan diperkecil proporsional hingga maksimum 1.600 piksel, tanpa pemotongan atau perubahan isi.