Hva er atmosfærisk elektrisitet?

Moderne vitenskap har en relativt stor mengde kunnskap om Jordens atmosfære og rekke prosesser som skjer i den. Det ville synes at alt dette bør være godt undersøkt og omhyggelig modellerte favoritt forskere laboratorier. Men i realiteten viser det seg at så langt er det ingen klar og entydig bilde av slike fenomener som atmosfærisk elektrisitet. Tvert imot, er det flere modeller, som hver har sine plusser og minuser.

Litt historie

Mannen står på opprinnelsen til vitenskapelig forskning og bekrefte den faktiske eksistensen av dette fenomenet er verdenskjent ideolog i USA blir - Benjamin Franklin. Faktisk, atmosfærisk elektrisitet som et fysisk fenomen var før ham i den fasen av hypotetiske beregninger. En av de grunnleggerne of America, den første til å vise sin tilstedeværelse i luft, og også forklarte årsakene til forekomsten av lyn. Den mest underholdende i denne historien - det faktum at Franklin brukte en kite å bevise med en spesiell skjerpet ledning på den.

Samle dermed elektrisitet, fikk han en gnist, åpne nøkkelen bakken i den enkleste ordningen. Enkel måte å bevise eksistensen av ladde partikler i atmosfæren, men ikke overdøve fordelene ved denne store politiker og en forsker i åpningen under vurdering her fenomener i naturen. I fremtiden fysikere over hele verden begynte å bekrefte resultatene innhentet egne eksperimenter av denne typen.

Hva er atmosfærisk elektrisitet?

Denne kombinasjonen av ulike prosesser forårsaket av tilstedeværelsen av ladede partikler i luften som omgir jorden. Forskere har undersøkt slike fenomen, det elektriske felt i atmosfæren, dens intensitet vil strømmene som finnes i denne forbindelse, de romladninger og mange andre aspekter. For eksempel vær, miljøfaktorer, virkningen på ulike sektorer av menneskelig aktivitet antropologisk: luftfart, industri, jordbruk og så videre ..

Praktisk fysisk analogi

Vår planet er i en svært grov tilnærming er en stor sfærisk kondensator. Dette er en enkel enhet som kan spare strøm. Som gigantiske kondensatorelektroder kan betraktes ionosfæren og jordoverflaten selv. I dette tilfellet er luft fungerer som en isolator som, under normale forhold, har meget lav elektrisk ledningsevne. Jordas overflate er negativt ladet og ionosfæren - positivt.

Som mellom platene i en konvensjonell kondensator, dannes det et elektrisk felt som har en helt unike egenskaper. For eksempel, er dens maksimale intensitet ved overflaten, avtar eksponensielt med økende høyde. For øvrig, som allerede er 10 kilometer over havet, er dens verdi 30 ganger lavere. Dette feltet genererer i bakken og mangfoldet effekter, forent under det generelle navnet "atmosfærisk elektrisitet."

Dette er en av de mest vanlig i den moderne vitenskapelige verden modeller. Det kalles Wilsons teori. Det er også en hypotese fremsatt av den sovjetiske vitenskaps Frenkel, som sier at ionosfæren ikke spiller noen vesentlig rolle i etableringen av et elektrisk felt. Han mente at det er dannet hovedsakelig av et samspill av jordas overflate og skyer, samt deres polarisering.

naturlig generator

Men hvis du går tilbake til kondensatoren modellen, som ikke bare gir en god analogi, men det er teoretisk mulig å lage kilder nesten gratis energi, er atmosfærisk elektrisitet manifestert bare i flere grunnleggende prosesser. La oss se det viktigste.

Den første er den såkalte lekkasjestrøm. Når det gjelder den konvensjonelle kondensator er parasittiske effekter som reduserer dens effektivitet i å opprettholde ladningen. Hvis atmosfæren er konvektive strømmer som er dannet, for eksempel, orkan og storm områder. Deres makt når titusenvis av ampere, og til tross for dette, er den potensielle forskjellen mellom jordens overflate og ionosfæren ikke opplever noen vesentlige endringer, opprettholde, naturlig, feltstyrken. B, som består av en kondensator-krets, er bare mulig hvis den ytterligere generator.

Etter logikken, er det nødvendig å anta at det finnes noe lignende i tilfelle av jordens atmosfære. Faktisk er en slik strømkilde tilgjengelig. Dette magnetfeltet til planeten vår, som roterer sammen med det i en strøm av sollys skaper en kraftig generator. Forresten, det er ideen om å bruke sin energi, er sykling bare atmosfærisk elektrisitet. Gratis energi - er utrolig kraftig stimulans for utviklingen av vitenskapelig tenkning i alle felt av menneskelig aktivitet. Ikke spart denne trenden og fysikk av atmosfæriske fenomener. Men dette - litt senere.

tordenvær

Følgende interessant og viktig prosess som skjer i atmosfæren - er tenngassutladnings medfølgende stormer. Som konvektive strømmer, parasittiske dette fenomen i form av kondensatoren modell av det elektriske felt som genereres mellom jordens overflate og ionosfæren. Og dette vil dessverre er ikke begrenset til den negative virkningen av utladningsfenomener i atmosfæren. Det bør bemerkes lyn fare for bakke gjenstander av menneskelig aktivitet, inkludert de ødeleggende effektene av sjokk og termiske belastninger som følger denne forferdelige fenomenet.

lyn

Bevis for den elektriske natur av lyn, så elegant viste Franklin, danner en naturlig spørsmål. Mest sannsynlig, han fortsatt bekymret samtidige grunnleggeren. Således atmosfærisk elektrisitet - det er en høy eller lav spenning?

I henhold til den allerede nevnte kondensator modell, må potensialforskjellen mellom elektrodene danner en planetarisk elektrisk felt. Faktisk, negativt ladede overflaten av jorden på den ene side og positivt ladet ionosfæren skjema stor feltstyrke. Elektriske fenomener i skyene skape stor plass lade bare i den lavere atmosfæren. Derfor feltet intensiteten på jordens overflate er mye større enn for eksempel i en høyde på 10 km.

Selvfølgelig, genererer den elektriske feltstyrke en kraftig utladningsstrømmer som uerfaren observatøren kan se under tordenvær vanlig i breddegrader. Derfor er spenningen i utladningskanalen høy.

St. Elmos brann

Foruten gnist i atmosfæren er en corona utslipp, som på grunn av den historiske tradisjonen kalles lysene fra St. Elmo. Det ser ut som en børste eller lysende stråler på avanserte elementer, som mastene av skip, tårn, og så videre. N. Og for å se dette fenomenet kan bare være i mørket. Årsaken til branner av St. Elmo er for å øke den elektriske feltstyrke i omgivelsene, for eksempel, når man nærmer seg eller under tordenvær, storm, snø stormer og t. D.

Et slikt utslipp kan være ganske lett å få hjemme. Faktisk, atmosfærisk elektrisitet med sine egne hender - det er ganske enkelt. For eksempel kan du ta av henne genser og syntetisk start å bringe ham en nål. Med viss avstand ved spissen vil utslipp som kan observeres også i fullstendig mørke.

ildkule

En annen manifestasjon storm - gassavløp, som vanligvis har en sfærisk form. Det handler om en ildkule, som er en unik og svært sjeldent naturfenomen. Forskere fortsatt ikke kan komme sammen i en tilstrekkelig teoretisk begrunnelse for eksistensen av dette fenomenet. Men frem til 2012 var det ingen dokumentasjon av virkeligheten av ball lyn. Være at siden det kan, er det et mysterium av jordens atmosfære, over som fortsatt slå forskere.

miljøfaktor

Vi har allerede nevnt om effekten av lyn på en rekke menneskelige aktiviteter. Atmosfærisk elektrisitet som en miljøfaktor er et meget viktig punkt, som bør også stoppe. Fra perspektivet til utviklingen av en rekke menneskelige ressurser gitt til ham planeten Jorden, gjør at luften miljø ham å opprettholde eksistens som art.

Tilstedeværelsen av elektriske felter i atmosfæren har mange ubehagelige konsekvenser for menneskelig aktivitet. Noen av dem er ganske ufarlig, men mange symptomer gjøre det beste ingeniør sinn å komme opp med effektive måter å berolige de formidable kreftene i naturen.

Helse og sikkerhet

Atmosfærisk elektrisitet og beskyttelse fra det - det viktigste spørsmålet som bør diskuteres i sammenheng med økologi. Naturligvis, den farligste - de mektigste gnister som lyn. Og dette gjelder ikke bare til bakken varianter. Intracloud lyn representere en trussel mot sivile og militær luftfart. Allikevel, alle bit atmosfæriske fenomener er gjenstand for nøye overvåkning og hindre mulig skade. De er engasjert i spesielle ingeniørtjenester i samme fly, skipsbygging eller lyn vern av bygninger, kraftverk og så videre. N.

fri energi

Til slutt la oss vende tilbake til spørsmålet om nesten fri energi som kan gi atmosfærisk elektrisitet. Tesla, den berømte mester i lyn, tilbrakte en stor mengde forskning til praktisk bruk av dette naturfenomenet. Hans innsats ikke var forgjeves. Moderne ingeniører patent forskjellige metoder for energiproduksjon i forbindelse med det faktum at det er sterkt elektrisk felt i nærheten av jordens overflate.

Et slående eksempel er vertikalt montert krets med en jordingskabel, mellom de øvre og nedre ender av hvilken en potensialforskjell vises på grunn av tilstedeværelsen av det samme felt. Den energi som produseres av dem, kan trekkes ut for å danne den øvre ende av lederstyrte koronautladning. Som et resultat, kan lederen holdes oppdatert, og dermed enkelt koble til det kundene.

Dermed atmosfærisk elektrisitet, til tross for trusselen om en normal menneskelig aktivitet, åpner og også opp store muligheter for hele menneskeheten nesten gratis energi.