какое напряжение в разряде молнии

Сколько энергии в молнии

Содержание статьи

Расчет запаса энергии молнии

Во время грозового разряда потенциал уменьшается до нуля, поэтому для правильного определения мощности грозового разряда напряжение следует разделить на 2. Далее надо умножить напряжение на силу тока, получается средняя мощность грозового разряда, 200 млн киловатт.

Можно ли приручить молнии?

Для сбора электричества также понадобятся высоковольтные конденсаторы большой емкости, преобразователи, стабилизирующие напряжение. Такое оборудование стоит довольно дорого, и неоднократно проводились расчеты, доказывающие неэффективность и убыточность такого способа получения энергии.

Причина малой эффективности кроется, в первую очередь, в природе молнии: при искровом разряде большая часть энергии тратится на нагрев воздуха и сам громоотвод. Кроме того, станция будет работать только летом, да и то далеко не каждый день.

Загадка шаровой молнии

Иногда во время грозы появляется необычная шаровая молния. Она светится, ярко или тускло, в среднем, как 100-ваттная лампа, имеет желтоватый или красноватый оттенок, медленно движется, нередко залетает в помещения. Размер шара или эллипса варьируется от нескольких сантиметров до 2-3 метров, но в среднем составляет 15-30 см.

Несмотря на пристальное изучение этого явления, природа его до сих пор не ясна. Во время грозы объекты и люди заряжаются положительно, и тот факт, что шаровая молния обходит их стороной, говорит о ее положительном заряде. К отрицательно заряженным предметам она притягивается и может даже взорваться.

Появляется шаровая молния за счет энергии обычной молнии, на месте ее излома, раздвоения либо на месте удара. Существует две гипотезы ее физической сущности: согласно первой, она получает энергию извне постоянно и за счет этот «живет» некоторое время. Сторонники другой гипотезы считают,что молния становится самостоятельным объектом после возникновения и поддерживает форму за счет полученной от обычной молнии энергии. Посчитать энергию шаровой молнии еще никому не удалось.

Источник

Молния – природа газового электричества

В разных точках нашей планеты одновременно бушует около 2000 гроз и в каждую секунду в поверхность Земли бьет приблизительно 50 молний. Человечество изучает молнии издавна, однако только четверть века назад американским ученым Бенджамином Франклином было доказано, что молния представляет собой электрический разряд несущий в себе отрицательный заряд. Сегодня скоростная фотосъемка позволила установить, что вспышка состоит из нескольких коротких разрядов длящихся десятые доли секунды.

Как появляется молния?

Молния возникает в сильно наэлектризованных дождевой туче, между облаком и землей либо между соседними облаками. Причиной электризации выступает сила притяжения, которая возникает вследствие трения сконденсированных капелек или льдинок, из которых и образуется грозовая туча. Эти частички находятся в непрекращающемся движении вызванным потоками теплого воздуха, поднимающимися вверх от нагретой поверхности земли. Льдинки и капельки воды сталкиваются друг с другом, в результате чего и происходит электризация тучи. При этом более мелкие частички, увлекаемые воздухом вверх, имеют положительный заряд, а более крупные и тяжелые, находящиеся в нижней части облака – отрицательный.

Когда два противоположно заряженных облака приближаются друг к другу между ними возникает плазменный канал, образующийся из ионов и электронов. По этому каналу устремляются заряженные частицы в результате чего получается электрический молниевый разряд. Как между разными облаками получается молния, так и между тучей и поверхностью земли или же внутри одной грозовой тучи.

Сегодня ученые нашли ответ из чего же состоит молния – из нитей электрических зарядов (стримеров), которые сливаясь образуют ступенчатый лидер. По мере приближения лидера к поверхности земли или другому облаку, образуется ответный и при их соприкосновении происходит яркая вспышки и электрический разряд.

Как велика энергия одной молнии?

Напряжение молнии очень огромно и этой энергии хватит чтобы лампочка в 100 Вт светила непрерывно в течение 90 дней. В среднем один грозовой разряд несет в себе до 20 000 мегаватт, при этом температура достигает 10 тысяч по Кельвину, что в 5 раз больше чем на поверхности Солнца.

Известно, что разряд между тучей и поверхностью земли высвобождает энергии больше нежели разряд внутри облака или между двумя соседними. Это происходит потому, что разность потенциалов между небом и землей намного выше, чем просто между тучами.

Почему гремит гром?

Грозовая, насыщенная электричеством молния, всегда сопровождается раскатами грома. Это происходит из-за вибрации раскаленного воздуха, под воздействием стремительно возросшего атмосферного давления. Звук получается раскатистым, поскольку длина одной молнии достигает нескольких километров, а разряд длится некоторое время, потому доходит до слуха с разностью в доли секунд. И хотя вспышка и гром происходят в одно время, раскаты слышатся с некоторым запозданием, поскольку скорость звука ниже скорости света.

Какие бывают молнии

Всего в природе насчитывает несколько основных видов грозовых разрядов:

Также ученые называют молнией такие природные явления как эльфы, джеты, спрайты и огни Святого Эльма. Каждый вид возникающих электрических разрядов отличается характерными только для него особенностями и ведет себя по-разному.

Чем опасна гроза

Поскольку молния представляет собой электрический заряд огромной мощности, при попадании в здание она может вызвать его разрушение или возгорание. Кроме того, если такой разряд попадет в человека это может стать причиной тяжелых увечий и даже летального исхода. Поражается головной мозг, разрушается центральная нервная система, может произойти остановка сердца. И хотя по статистике прямое попадание грозового разряда в человека происходит в 1% случаев, это чрезвычайно опасно.

Ударная волна высвободившего разряда способна сломать дерево, выбить окна, травмировать, контузить, обжечь или оглушить оказавшегося по близости человека, потому даже ударившая рядом молния чрезвычайно опасна.

Сила тока молнии

Сила тока в молнии может достигать порядка 100 тысяч ампер, при этом напряжение составляет около несколько миллиона вольт (вплоть до миллиарда). Температура внутри молниевого канала достигает 25 000 градусов Цельсия и при ударе в песок или песчаную почву образуется стекло. Длина одного грозового разряда может быть от 8-10 до нескольких сот километров.

Правила поведения во время грозы

Чтобы избежать риска попадания молнии нужно знать, как правильно себя вести во время грозы:

Находясь в автомобиле во время грозы категорически запрещено прикасаться к крыше машины, двери и ручкам, поскольку при попадании молнии в корпус разряд идет по поверхности металла. Также лучше отключить радиоприемник, GPS-навигатор и опустить антенну.

Находясь дома нужно закрыть окна и двери, чтобы исключить возможные сквозняки. Известно, что именно сквозняк привлекает шаровую молнию. Во время грозы нельзя находится вблизи металлической батареи, подоконника или электроприборов – именно в них чаще всего разряжается шаровая молния. Также находясь в помещении рекомендовано отключить от сети бытовую технику и выключить радиоприборы.

Если непогода застает человека на улице на велосипеде, мопеде или мотоцикле – лучше спешиться, положить транспортное средство на бок и отойти от него на расстояние 25-30 метров. Не стоит раскрывать зонт, поскольку опасность попадания грозового разряда в этом случае повышается. Также опасно прятаться от дождя под высокими деревьями или находится вблизи металлических заборов.

Интересные факты

Существует немало интересных и шокирующих фактов, связанных с этим природным явлением:

Понимание того, как в грозовых тучах образуется молния и что она из себя представляет поможет относиться к этому явлению без пренебрежения. При неправильном поведении во время грозы молнии несут прямую опасность здоровью и жизни человека. Потому важно не забывать вовремя выключить мобильный телефон и постараться найти подходящие убежище на время буйства стихии.

Профильное образование: Троицкий аграрный техникум, специальность – электрик 3 разряда (1996 г.).
IV группа допуска по электробезопасности.
Электрик 4 разряда.
Опыт работы – с 1996 года.
Объекты работ: квартиры, дачи, бани, офисы и другие.
Дополнительная информация: Ленинградская область (до 100 км от г. Санкт-Петербурга)

Источник

Виды молний

В продолжение поста Молнии и их следы сегодня напишу про виды молний.

Молния – это огромных размеров электрический разряд, который всегда сопровождается вспышкой и громовыми раскатами (в атмосфере чётко просматривается сияющий канал разряда, напоминающий ветви дерева). При этом вспышка молнии почти никогда не бывает одна, за ней обычно следует две, три, иногда доходит и до нескольких десятков. Эти разряды почти всегда образуются в кучево-дождевых облаках, иногда – в слоисто-дождевых тучах больших размеров: верхняя граница нередко достигает семи километров над поверхностью планеты, тогда как нижняя часть может почти касаться земли, пребывая не выше пятисот метров.

О природе возникновения молний:

Состоит грозовая туча из большого количества пара, сконденсированного в виде льдинок (на высоте, превышающей три километра это практически всегда ледяные кристаллы, поскольку температурные показатели здесь не поднимаются выше нуля). Перед тем как туча становится грозовой, внутри неё начинают активное движение ледяные кристаллы, при этом двигаться им помогают восходящие с нагретой поверхности потоки тёплого воздуха. Воздушные массы увлекают за собой вверх более мелкие льдинки, которые во время движения постоянно наталкиваются на более крупные кристаллы. В результате кристаллики меньших размеров оказываются заряженными положительно, более крупные – отрицательно. После того как маленькие ледяные кристаллики собираются наверху, а большие – снизу, верхняя часть облака оказывается положительно заряженной, нижняя – отрицательно. Таким образом, напряжённость электрического поля в туче достигает чрезвычайно высоких показателей: миллион вольт на один метр. Когда эти противоположно заряженные области сталкиваются друг с другом, в местах соприкосновения ионы и электроны образовывают канал, по которому вниз устремляются все заряженные элементы и образуется электрический разряд – молния. В это время выделяется настолько мощная энергия, что её силы вполне хватило бы на то, чтобы на протяжении 90 дней питать лампочку мощностью в 100 Вт.

1. Линейная молния (туча-земля)

В результате распределения электронов в облаке, обычно позитивно заряжен верх облака, а негативно — низ. В результате получаем очень мощный «конденсатор», который может время от времени разряжаться в результате скачкообразного преобразования обычного воздуха в плазму (это происходит из-за все более сильной ионизации атмосферных слоев, близких к грозовым тучам). Кстати, температура воздуха в месте прохождения заряда (молнии) достигает 30 тысяч градусов, а скорость распространения молнии около 150 километров в секунду.

2. Молния «земля-облако»

Образуются они в результате накапливающегося электростатического заряда на вершине самого высокого объекта на земле, что делает его весьма «привлекательным» для молнии. Такие молнии образуются в результате «пробивания» воздушной прослойки между вершиной заряженного объекта и нижней частью грозовой тучи.

3. Молния «облако-облако»

Поскольку верхняя часть облака заряжена позитивно, а нижняя — негативно, рядом стоящие грозовые облака могут простреливать электрическими зарядами друг друга.

4. Горизонтальная молния

Эта молния не бьет в землю, она распространяется в горизонтальной плоскости по небу. Иногда такая молния может распространяться по чистому небу, исходя от одной грозовой тучи. Такие молнии очень мощные и очень опасные.

5. Ленточная молния

Ленточная молния — несколько одинаковых зигзагообразных разрядов от облаков к земле, параллельно смещённых относительно друг друга с небольшими промежутками или без них.

6. Четочная (пунктирная молния)

Время существования четочной молнии 1–2 секунды. Примечательно, что траектория четочной молнии нередко имеет волнообразный характер. В отличие от линейной молнии след четочной молнии не ветвится — это является отличительной особенностью этого вида.

Шторовая молния выглядит как широкая вертикальная полоса света, сопровождающаяся низким негромким гулом.

До сих пор речь шла только о том, что случается ниже облаков, или на их уровне. Но оказывается, что некоторые виды молний бывают и выше облаков. О них было известно со времени появления реактивной авиации, но вот сфотографированы и сняты на видео эти молнии были только в 1994 году.

8. Спрайты — некое подобие молнии, бьющей из облака вверх. Впервые это явление было зафиксировано в 1989 году случайно. Сейчас о физической природе спрайтов известно крайне мало.

9. Эльфы. Представляют собой огромные, но слабосветящиеся вспышки-конусы диаметром около 400 км, которые появляются непосредственно из верхней части грозового облака. Высота эльфов может достигать 100 км, длительность вспышек — до 5 мс (в среднем 3 мс)

10. Джеты. Представляют собой трубки-конусы синего цвета. Высота джетов может достигать 40-70 км (нижняя граница ионосферы), живут джеты относительно дольше эльфов.

11. Вулканические молнии

По одному из многочисленных предположений ученых вулканические молнии возникают вследствие того, что пузыри магмы, выбрасываемые вверх, либо вулканический пепел несут электрический заряд, и при их движении возникают разделенные области. Кроме этого, выдвигается предположение, что вулканические молнии могут быть вызваны наводящими заряд столкновениями в вулканической пыли.

12. Огни Святого Эльма. Это, в принципе, и не молнии, а разряд в форме светящихся пучков или кисточек (или коронный разряд), возникающий на острых концах высоких предметов (башни, мачты, одиноко стоящие деревья, острые вершины скал и т. п.) при большой напряжённости электрического поля в атмосфере. Они образуются в моменты, когда напряжённость электрического поля в атмосфере у острия достигает величины порядка 500 В/м и выше, что чаще всего бывает во время грозы или при её приближении, и зимой во время метелей.

13. Под номером тринадцадь конечно же, самые загадочные молнии. Шаровые.

Шаровая молния — светящийся плавающий в воздухе плазменный шар, уникально редкое природное явление. Единой физической теории возникновения и протекания этого явления к настоящему времени не представлено.

На этом все, спасибо, что дочитали до конца. Прошу не судить строго, так как я не физик и ищу информацию в открытых источниках. В следующий раз напишу о людях, переживших встречу с молнией или погибших от нее.

В 15 лет наблюдала такое явление. Сидела возле окна летним вечером. Уже стемнело и во дворе зажглись фонари на улице. Увидела яркий шар. Он святился и поднимался вверх. На расстоянии примерно 30-40 метров от земли он взорвался, при этом наблюдалась яркая вспышка света. Все это явление длилось примерно 3-4 секунды. От вспышки погасли фонари и стало совсем темно. Потом фонари конечно зажглись один за другим. Старшая сестра услышав подозрительный звук прибежала в ту комнату где была я. Она до сих пор жалеет, что её не было со мной в комнате и она ничего не видела.

С удовольствием прочитал! Всегда обожал наблюдать раскаты молний)

К слову, очень злит количество фейковых видео с шаровой молнией, из-за простой концепции эти видео легко подделать. Я знаю только один оригинальный снимок к которому нет претензий, спектр шаровой молнии от китайцев. если ещё есть видео к которым нет сомнений, интересно увидеть.

Что за бред про льдинки? Молнии Зевс метает!

«В это время выделяется настолько мощная энергия, что её силы вполне хватило бы на то, чтобы на протяжении 90 дней питать лампочку мощностью в 100 Вт.» Сравнение какое то слабое, я понимаю, если «её силы хватит, чтобы питать город с населением 100000 человек 90 дней!»

@kybo3, а почему ученые твёрдо не уверенны в существовании шаровых молний, если есть множество доказательств их появлений (видео/фото, очевидцы, прочее)?

Мы с братом были очевидцами шаровой молнии в г. Шелехов (р-н Кабельного завода), молния двигалась вдоль дороги по полю, погода была пасмурной. Мы оцепенели и стоя провожали глазами эту молнию, пока она не скрылась за перелеском.

P.S. в точку назначения поехали обратным путем, ибо очканули.

Ого, оказывается я много чего не зал о молниях и их видах) Спасибо за пост?

В результате кристаллики меньших размеров оказываются заряженными положительно, более крупные – отрицательно.

Статья супер, спасибо!

Может, кто-нибудь подскажет какие-нибудь годные видео на предмет исследований шаровых молний? Только не РЕН-ТВ и иже с ними, а научные. Очень интересна эта тема.

вот интересно всегда было,почему когда очень сильная гроза молнии имеют розовый оттенок?

Вот я тоже уверенна, что видела шаровую молнию. Но в реальной жизни стараюсь об этом не рассказывать, тк начинают приставать, да это блик был и тд, и все прям такие эксперты, законы поведения молний знают сразу.

А я была в комнате не входящей на дорогу, гроза, форточку открыта. Привлёк внимание яркий но не оформленный пучок света, от жути я и дышать не могла, пучок поплыл от окна по потолку и погас. От ужаса казалось минут 15.

Хотя, когда родственников спрашиваешь, сколько длился приступ потери сознания у пациента, те часто отвечают до получаса, а по факту и минуты не будет

Если молния потому что заряд между верхом и низом тучи, то зачем она в землю бьёт? Пробой же между пластинами должен быть.

Дерево горит изнутри после удара молнии

За минуту до стихии

Пришельцы десантируются

Случайно сфоткала сегодня. Мацеста, Сочи

Гроза на Путоранах

Центральная часть озера Собачьего (Ыт-Кюёль) в западной части плато Путорана. Снято в конце июля 2021.

Фотоаппарат Panasonic Lumix DC-S1 + объектив Panasonic Lumix S Pro 16-35mm f/4 + фильтр Benro ND64. ФР 16 мм, f/9, 30 с, ISO-100.

Гроза в Санье, Китай, август 2020г

Гроза в Удмуртии 24.08.21

Перед началом ливня успел снять немного молний:

Снимал на Canon 6d, объектив Canon 24-105
f/4

Гнев небес

Редкие ставропольские грозы

Молния в Томске

Nikon D610 + Youngnuo 35mm f2

Гроза в станице Незлобной 02.08.2021

Фотки грозы в станице Незлобной 02.08.2021. Снято на тапок Redmi Note 7 (приложение Manual Camera Pro, проявка в Adobe Camera RAW)
Последяя молния краем шандарахнула в

70 метрах от места съемки

Две истории про шаровые молнии

Первая — из глухой деревни Новгородского района, откуда моя семья по отцу.

Примерно 1964 год, отцу 10 лет. Лето, духота, «сухая» гроза. Бабушка с сыновьями сидят за столом в деревенском доме, а в открытое окно влетает шаровая молния, размером с два тогдашних папиных кулака. Вся семья замерла и молча наблюдала, как жужжа, словно рой ос, шар по совершенно ровной траектории пролетел мимо них и ударил в печь. От печи с жутким грохотом отлетело несколько кирпичей, несколько кусков улетели на стол, людей не задело. Спустя какое-то время дед предположил, что было целью молнии: дальше, по её траектории, был электросчётчик. И ведь до него молния не долетела — но от счётчика мало что осталось: взорвался.

Но вернёмся к событиям того момента! То ли молния была не одна, то ли напряжение пошло по проводам, не успели бабушка с детьми проморгаться и прочихаться от грохота и пыли, как услышали жуткий крик со двора. Все, понятно, бегом туда.

С сеновала над хлевом спускается оглушённый дед, ничего не соображает, только и вопросов, что это было? А у хлева выбито-выжжено наполовину одно из брёвен. А внутри лежит кабанчик, наполовину синий и не шевелится. Дед посмотрел — и тут же его забил, сказал, не жилец.

Пожара не было. Печку восстановили, стену хлева тоже. Счётчик заменили. Дед жил ещё несколько лет, пока не поехал зимой на тракторе на озеро за льдом, но это совсем другая история.

Фотографировали тогда мало. Я нашла фото дома, и маленького отца на его фоне, и фото отца примерно времён истории с молнией, и скормила всё нейросетям.

Про трещины на фото знаю, но этим надо заниматься серьёзно и вдумчиво. И руками. Автоматические штуки «съедают» папину родинку 🙂

Со второй байкой интереснее, это мои воспоминания раннего детства, как живые картинки в голове. В единую картину они у меня состыковались сильно позже. Мы тогда семьёй отдыхали на юге, мне 6 лет.

Первая картинка — напряжённое небо, тёмные тучи прямо давят. Папа с мамой быстро, почти бегом идут по асфальтированной улочке вдоль небольших частных домов, молча, папа тяжело дышит и несёт меня на руках, так, что я смотрю ему за спину. Мы заходим под большое дерево с узкими листьями. А метрах в 20-30 за нами примерно с нашей скоростью, на высоте немногим больше метра совершенно неслышно скользит в воздухе шар, очень красивый, но при виде него мне хочется перестать дышать. Шар поворачивает в сторону домов, картинка тает.

Следующая картинка — то же место спустя какое-то время. Я стою перед затянутой сеткой калиткой дома, куда повернул шар. В сетке на высоте полёта шара — ровное оплавленное отверстие.

Написала всё это и задумалась. А потом подумала: а почему не спросить свидетелей?

И позвонила отцу. А он возьми и подтверди обе истории: добавил больше подробностей к первой, немного посмеялся над второй.

— Нет, дочка, это ты не придумала, это реально было, мы убегали с пляжа перед грозой, в Геленджике. А молния летела не за нами — у неё своя, прямая траектория была в эту калитку, она движения не меняла. Мы тогда на море были, когда началась гроза. И с неба, и с гор в море пошёл такой поток воды, что я просто испугался за вас! Схватил всех, и мы побежали домой. И правильно сделали, мостик, по которому мы переходили, тем вечером снесло. Молния была в перерыве между дождями. Но я не очень её рассматривал — мне надо было вас до дома дотащить.

Источник