Fulgerul lovește întotdeauna de sus în jos? aurora

În fiecare minut 6 mii de fulgere lovesc pământul. Probabilitatea ca o persoană să fie afectată este de aproximativ 1 la 600 de mii, aproximativ o treime dintre victime murind pe loc, iar supraviețuitorii suferind răni grave. Statisticile sunt foarte imprecise, dar oferă o imagine generală: rata mortalității prin impacturi directe este mult mai mică decât, de exemplu, din accidente de mașină sau boli virale. Cu toate acestea, riscul de înfrângere există, iar consecințele pot fi cele mai neașteptate și surprinzătoare.

Diferențele dintre o lovitură de fulger și un șoc electric de uz casnic

Corpul uman transmite perfect electricitatea - în limite rezonabile. De fapt, a fi lovit de fulger este foarte lovitură puternică curent, este clasificat de medicină ca leziuni electrice. Tensiunea de descărcare este de aproximativ 300 kW, iar la aparatele electrocasnice rareori depășește 20-30 kW. În acest caz, durata contactului cu fulgerul este de 3 milisecunde, iar daunele în condiții casnice pot dura 500 de milisecunde sau mai mult.

Descărcarea cerească încălzește aerul din jur, provocând arsuri și modele bizare pe piele - din cauza rupturii vaselor de sânge. Socul electric afectează de obicei mâinile și încheieturile. Fulgerul lovește piept sau în cap.

Simptomele leziunii

• Arsuri. Nu numai în zonele afectate. Descărcarea provoacă aprinderea îmbrăcămintei și producerea unui incendiu la fața locului.
• Leziuni cauzate de căderi sau deteriorări cauzate de obiecte străine.
• Halucinații.
• Pierderea cunoștinței.
• Insuficienţă cardiacă.
• Tulburări ale sistemului musculo-scheletic.

Consecințele unui fulger

Descărcarea pătrunde în organism, lăsând arsuri - intrare și ieșire. Pot fi mai multe dintre acestea din urmă. Lovitura este dată de jos - de la pământ. Cea mai frecventă cauză de deces este stopul cardiac și primul ajutor care nu este acordat în timp util. Persoana cade într-o stare de șoc, pe care multe victime o compară cu trezirea din somn. În plus, sunt frecvente cazurile de paralizie care se dezvoltă după un șoc.

Auzul și vederea

Aproximativ 50% dintre victimele unei lovituri directe suferă probleme grave de auz și vedere. In decurs de 2-3 zile sau cativa ani se dezvolta cataracta, s-au inregistrat cazuri de dezlipire de retina, atrofie a nervului optic si sangerari.

Tinitus și pierderea temporară a auzului, amețeli, boli infecțioase ale urechii medii - consecințele loviturii bântuie victimele de-a lungul vieții. Imediat după impact, timpanele se pot rupe.

Piele

Arsurile extinse de gradul 1 și 2 și rupturile vasculare lasă urme pe viață pe corp. Apar inflamația și roșeața piele care dispar după câteva zile.

Sistemul nervos

Hemoragie cerebrală, hematoame interne, amnezie și paralizie generală - leziunile sistemului nervos central sunt inevitabile atunci când sunt lovite de fulger. De asemenea, după reabilitare, se pot dezvolta boli neuropsihiatrice.

Sistemul cardiovascular

Dacă reușiți să restabiliți rapid ritmul normal al inimii, consecințele vor fi nesemnificative. Dar dacă nu se efectuează resuscitarea, persoana moare din cauza hipoxiei și a lipsei de oxigen.

Sistemul muscular

Secreția afectează mușchii, provocând secreții toxice care afectează grav rinichii. Datorită contracțiilor puternice ale țesutului muscular în timpul unui impact, oasele se sparg și există o probabilitate mare de fractură a coloanei vertebrale.

Abilități uimitoare dezvăluite la oameni după înfrângere

Roy Cleveland Sullivan

Un gardian din Kentucky a fost lovit de 7 ori în 34 de ani. După ultima sa înfrângere, Roy a mai trăit 6 ani și s-a sinucis la 71 de ani! Un incident uimitor este inclus în Cartea Recordurilor Guinness. De teamă că va fi externat, așa cum a fost soția lui Sullivan în timpul înfrângerii sale din vara lui 1977, cei din jurul lui l-au evitat mult timp pe pădurarul marcat de cer. ultimii ani viaţă.

Jorge Marquez

Cubanul a supraviețuit după ce a fost lovit de 5 ori. Primele trei leziuni au provocat arsuri grave ale membrelor și spatelui, arsuri complete ale părului și pierderea plombelor de la dinți. Dar este surprinzător că toate loviturile ulterioare nu au provocat nicio pagubă serioasă. Jorge este în viață, pentru siguranța lui nu iese afară într-o furtună.

Vladimir Ignatievici Dronov

La începutul secolului al XX-lea, un căpitan pensionar, care avea 50 de ani, a fost lovit de fulger în timpul vânătorii. Dronov și-a pierdut cunoștința timp de aproximativ 30 de minute. Descărcarea nu a provocat consecințe grave, lucruri ciudate au început mai târziu. În câteva luni, chelia a fost acoperită cu păr gros, toți dinții au căzut, dar după timp scurt au iesit altele noi!

Bruno Di Filippo

Un bărbat din Massachusetts a primit un șoc în timp ce își uda pașnic gazonul din față. Fulgerul a trecut peste umăr și a ieșit prin gleznă. Medicii au afirmat că lovitura nu a provocat absolut niciun rău organismului. Pe corp a rămas doar o ușoară cicatrice, care a dispărut fără urmă în timp.

Vanga

Vindecătoarea bulgară, cunoscută în întreaga lume, a suferit în copilărie un uragan și un fulger, pierzându-și vederea, dar câștigând darul predicției.

Harold Dean

După ce a fost lovit de fulger, Harold a devenit imun la frig: chiar și iarna, rezidentul din Missouri iese afară doar într-un tricou.

Vasily Saiko

Penzyak a primit o descărcare de la fulgerul cu minge, care a trecut prin piept și a ieșit din spate, fără a provoca leziuni vizibile sau leziuni ale organelor interne. Cu toate acestea, la examinare, s-a dovedit că ulcerul cronic de stomac care îl chinuia pe Vasily a dispărut fără urmă.

Wagner Casey

La o cursă off-road din Texas, Wagner și prietenii săi au fost prinși de o furtună. Încercând să se ascundă sub un copac, bărbatul a primit un șoc puternic. Căzut la pământ, nefericitul a fost lovit de fulger pentru a doua oară. Casey a fost spitalizat imediat și a suferit răni minore la nivelul pielii și pierderea sensibilității la piciorul drept. După câteva săptămâni, victima și-a revenit complet.

Mituri comune despre fulgere

Nu te poți ascunde de fulgere chiar și într-o clădire

Când lovește o clădire, descărcarea intră în pământ prin paratrăsnet. Casa este unul dintre cele mai sigure locuri în timpul unei furtuni: oamenii primesc cel mai adesea lovituri în zone deschise, lângă corpuri de apă sau sub copaci. Un loc la fel de sigur este o mașină cu un acoperiș solid.

Fulgerul doboara avioane

Cel puțin o dată pe an, o descărcare lovește un avion, dar rareori duce la prăbușiri de avion: corpul avionului este realizat din metal care conduce perfect electricitatea.

Fulgerul nu lovește de două ori în același loc

O concepție greșită comună care nu are nicio bază științifică. Descărcarea poate lovi același obiect de două ori. De exemplu, o structură de 500 de metri înălțime primește 50-80 de lovituri anual. În plus, fizicienii au calculat că, după prima descărcare, fulgerul va lovi pe o rază de 10 până la 100 de metri cu o probabilitate de 67%.

Fulgerele apar doar când plouă

Atâta timp cât se aude tunetele, există pericolul de a fi lovit de fulger. În același timp, ploaia poate cădea cu 10 kilometri sau mai mult.

Dacă atingeți victima, este posibil să primiți un șoc electric

O concepție greșită teribilă, din cauza căreia adesea nu oferă prima îngrijire medicală către victimă. În realitate, corpul uman nu este capabil să susțină o descărcare electrică.

Telefonul mobil este periculos într-o furtună

Știința nu oferă nicio dovadă care să susțină acest mit. Doar un telefon cu carcasă metalică care intră în contact cu pielea poate crește probabilitatea de a fi lovit de fulger.

Este responsabilitatea tuturor celor care sunt martori la o lovitură de fulger unei persoane să acorde primul ajutor și să cheme un medic. Nu este dificil și există șanse mari să salvezi viața victimei!

Doctor în Științe Biologice, Candidat în Științe Fizice și Matematice K. BOGDANOV.

În orice moment, peste 2.000 de furtuni fulgeră în diferite părți ale Pământului. În fiecare secundă, aproximativ 50 de fulgere lovesc suprafața pământului și, în medie, fiecare kilometru pătrat este lovit de fulgere de șase ori pe an. B. Franklin a arătat, de asemenea, că fulgerele care lovesc pământul din nori de tunete sunt descărcări electrice care îi transferă o sarcină negativă de câteva zeci de coulombi, iar amplitudinea curentului în timpul unei lovituri de trăsnet variază între 20 și 100 kA. Fotografia de mare viteză a arătat că descărcarea fulgerului durează câteva zecimi de secundă și constă din mai multe descărcări și mai scurte. Fulgerele sunt de multă vreme de interes pentru oamenii de știință, dar și astăzi știm doar puțin mai multe despre natura lor decât acum 250 de ani, deși am putut să le detectăm chiar și pe alte planete.

Știință și viață // Ilustrații

Capacitatea de a electriza prin frecarea diferitelor materiale. Materialul din perechea de frecare, situat mai sus în tabel, este încărcat pozitiv, iar mai jos - negativ.

Fundul încărcat negativ al norului polarizează suprafața Pământului de sub acesta, astfel încât acesta devine încărcat pozitiv, iar atunci când apar condițiile de defecțiune electrică, apare o descărcare de fulger.

Distribuția frecvenței furtunilor pe suprafețele terestre și oceanice. Cele mai întunecate locuri de pe hartă corespund unor frecvențe de cel mult 0,1 furtuni pe an pe kilometru pătrat, iar cele mai luminoase - mai mult de 50.

Umbrelă cu paratrăsnet. Modelul a fost vândut în secolul al XIX-lea și a fost solicitat.

Tragerea cu un lichid sau cu laser la un nor de tunete atârnând deasupra stadionului deviază fulgerul în lateral.

Mai multe fulgere cauzate de lansarea unei rachete într-un nor de tunete. Linia verticală din stânga este traseul rachetei.

Un fulgurit mare „ramificat”, cu o greutate de 7,3 kg, găsit de autor la periferia Moscovei.

Fragmente cilindrice goale de fulgurit formate din nisip topit.

Fulgurit alb din Texas.

Fulgerul este o sursă eternă de reîncărcare a câmpului electric al Pământului. La începutul secolului al XX-lea, câmpul electric al Pământului a fost măsurat cu ajutorul sondelor atmosferice. Intensitatea sa la suprafață s-a dovedit a fi de aproximativ 100 V/m, ceea ce corespunde unei încărcături totale a planetei de aproximativ 400.000 C. Purtătorii de sarcini în atmosfera Pământului sunt ionii, a căror concentrație crește odată cu înălțimea și atinge un maxim la o altitudine de 50 km, unde sub influența radiației cosmice s-a format un strat conductiv de electricitate - ionosfera. Prin urmare, câmpul electric al Pământului este câmpul unui condensator sferic cu o tensiune aplicată de aproximativ 400 kV. Sub influența acestei tensiuni, un curent de 2-4 kA, a cărui densitate este de 1-2, curge constant din straturile superioare către cele inferioare. 10 -12 A/m 2, iar energia este eliberată până la 1,5 GW. Și acest câmp electric ar dispărea dacă nu ar fi fulgerul! Prin urmare, pe vreme bună, condensatorul electric - Pământul - este descărcat, iar în timpul unei furtuni este încărcat.

O persoană nu simte câmpul electric al Pământului, deoarece corpul său este un bun conductor. Prin urmare, încărcarea Pământului se află și pe suprafața corpului uman, distorsionând local câmpul electric. Sub un nor de tunete, densitatea sarcinilor pozitive induse pe sol poate crește semnificativ, iar intensitatea câmpului electric poate depăși 100 kV/m, de 1000 de ori valoarea sa pe vreme bună. Drept urmare, sarcina pozitivă a fiecărui fir de păr de pe capul unei persoane care stă sub un nor de tunete crește cu aceeași cantitate, iar ei, împingându-se unul de celălalt, stau pe cap.

Electrificare - îndepărtarea prafului „încărcat”. Pentru a înțelege cum separă un nor sarcinile electrice, să ne amintim ce este electrificarea. Cel mai simplu mod de a încărca un corp este frecându-l de altul. Electrificarea prin frecare este cea mai mare mod vechi primind sarcini electrice. Cuvântul „electron” însuși, tradus din greacă în rusă, înseamnă chihlimbar, deoarece chihlimbarul a fost întotdeauna încărcat negativ atunci când este frecat de lână sau mătase. Mărimea sarcinii și semnul acesteia depind de materialele corpurilor de frecare.

Se crede că un corp, înainte de a începe să fie frecat de altul, este neutru din punct de vedere electric. Într-adevăr, dacă lăsați un corp încărcat în aer, atunci particulele de praf și ionii încărcați în mod opus vor începe să se lipească de el. Astfel, pe suprafața oricărui corp există un strat de praf „încărcat” care neutralizează încărcarea corpului. Prin urmare, electrificarea prin frecare este procesul de îndepărtare parțială a prafului „încărcat” din ambele corpuri. În acest caz, rezultatul va depinde de cât de mult mai bine sau mai rău este îndepărtat praful „încărcat” de pe corpurile de frecare.

Norul este o fabrică de producere a sarcinilor electrice. Este greu de imaginat că câteva dintre materialele enumerate în tabel sunt în cloud. Cu toate acestea, pe corpuri pot apărea praf „încărcat” diferit, chiar dacă sunt fabricate din același material - este suficient ca microstructura suprafeței să difere. De exemplu, atunci când un corp neted se freacă de unul dur, ambele se vor electrifica.

Un nor de tunete este o cantitate imensă de abur, dintre care o parte s-a condensat în picături minuscule sau slouri de gheață. Vârful unui nor de tunete poate fi la o altitudine de 6-7 km, iar partea de jos poate atârna deasupra solului la o altitudine de 0,5-1 km. Peste 3-4 km, norii constau din bancuri de gheață de diferite dimensiuni, deoarece temperatura acolo este întotdeauna sub zero. Aceste bucăți de gheață sunt în mișcare constantă cauzată de curenții în creștere aer cald de pe suprafața încălzită a pământului. Bucățile mici de gheață sunt mai ușor transportate de curenții de aer în creștere decât cele mari. Prin urmare, „agile” bucăți mici de gheață, deplasându-se partea de sus norii se ciocnesc tot timpul cu cei mari. Cu fiecare astfel de ciocnire, are loc electrificarea, în care bucățile mari de gheață sunt încărcate negativ, iar cele mici - pozitiv. În timp, bucăți mici de gheață încărcate pozitiv ajung în partea de sus a norului, iar bucățile mari de gheață încărcate negativ ajung în partea de jos. Cu alte cuvinte, partea superioară a unei furtuni este încărcată pozitiv, iar partea de jos este încărcată negativ. Totul este pregătit pentru o descărcare de fulger, în timpul căreia are loc defalcarea aerului și sarcina negativă din partea de jos a norului de tunete curge către Pământ.

Fulgerul este un salut din spațiu și o sursă de radiație cu raze X. Cu toate acestea, norul în sine nu este capabil să se electrifice suficient pentru a provoca o descărcare între partea sa inferioară și sol. Intensitatea câmpului electric într-un nor de tunere nu depășește niciodată 400 kV/m, iar defecțiunea electrică în aer are loc la o tensiune mai mare de 2500 kV/m. Prin urmare, pentru ca fulgerele să apară, este nevoie de altceva decât de un câmp electric. În 1992, savantul rus A. Gurevich de la Institutul de Fizică a dat numele. P. N. Lebedev RAS (FIAN) a sugerat că razele cosmice - particule de înaltă energie care cad pe Pământ din spațiu la viteze apropiate de lumina - ar putea fi un fel de aprindere pentru fulger. Mii de astfel de particule bombardează pe toată lumea în fiecare secundă metru pătrat atmosfera pământului.

Conform teoriei lui Gurevich, o particulă de radiație cosmică, care se ciocnește cu o moleculă de aer, o ionizează, ducând la formarea unui număr imens de electroni de înaltă energie. Odată ajunși în câmpul electric dintre nor și sol, electronii sunt accelerați la viteze apropiate de lumină, ionizându-și calea și provocând astfel o avalanșă de electroni care se deplasează cu ei spre sol. Canalul ionizat creat de această avalanșă de electroni este folosit de fulger pentru descărcare (vezi „Știința și viața” nr. 7, 1993).

Toți cei care au văzut fulgere au observat că nu este o linie dreaptă strălucitoare care leagă norul și pământul, ci linie întreruptă. Prin urmare, procesul de formare a unui canal conductiv pentru o descărcare de fulger este numit „liderul său de pas”. Fiecare dintre acești „pași” este un loc în care electronii, accelerați la viteze apropiate de lumina, s-au oprit din cauza ciocnirilor cu moleculele de aer și au schimbat direcția de mișcare. Dovezi pentru această interpretare a naturii treptate a fulgerului sunt fulgerele de radiație cu raze X, care coincid cu momentele în care fulgerul, ca și cum se poticnește, își schimbă traiectoria. Studii recente au arătat că fulgerul este o sursă destul de puternică de radiație cu raze X, a cărei intensitate poate fi de până la 250.000 de electroni volți, care este de aproximativ dublu față de cea utilizată în razele X toracice.

Cum să declanșezi un fulger? Este foarte greu de studiat ce se va întâmpla într-un loc necunoscut și când. Și exact așa au lucrat de mulți ani oamenii de știință care studiază natura fulgerului. Se crede că furtuna de pe cer este condusă de profetul Ilie și nu ne este dat să cunoaștem planurile lui. Cu toate acestea, oamenii de știință au încercat de mult să-l înlocuiască pe profetul Ilie creând un canal conductiv între un nor de tunete și pământ. În acest scop, B. Franklin a lansat zmeu, care se termină cu sârmă și o grămadă de chei metalice. Făcând acest lucru, el a provocat descărcări slabe care curgeau pe fir și a fost primul care a dovedit că fulgerul este o descărcare electrică negativă care curge din nori către sol. Experimentele lui Franklin au fost extrem de periculoase, iar unul dintre cei care a încercat să le repete, academicianul rus G.V Richman, a murit în urma unui fulger în 1753.

În anii 1990, cercetătorii au învățat cum să creeze fulgere fără a le pune viața în pericol. O modalitate de a declanșa fulgerul este să trageți o rachetă mică de la sol direct într-un nor de tunete. De-a lungul întregii sale traiectorii, racheta ionizează aerul și creează astfel un canal conducător între nor și sol. Și dacă sarcina negativă din partea de jos a norului este suficient de mare, atunci are loc o descărcare de fulger de-a lungul canalului creat, toți parametrii căruia sunt înregistrați de instrumente situate lângă rampa de lansare a rachetei. Pentru a crea condiții și mai bune pentru ca fulgerul să lovească, un fir metalic este atașat de rachetă, conectându-l la pământ.

Fulgerul: dătătorul de viață și motorul evoluției. În 1953, biochimiștii S. Miller (Stanley Miller) și G. Urey (Harold Urey) au arătat că unul dintre „componentele de bază” ale vieții – aminoacizii – poate fi obținut prin trecerea unei descărcări electrice prin apă în care gazele din atmosfera „primordială” a Pământului este dizolvată (metan, amoniac și hidrogen). 50 de ani mai târziu, alți cercetători au repetat aceste experimente și au obținut aceleași rezultate. Astfel, teoria științifică a originii vieții pe Pământ atribuie un rol fundamental loviturilor de fulger.

Când pulsurile de curent scurte sunt trecute prin bacterii, în învelișul lor (membrană) apar pori prin care pot trece fragmente de ADN ale altor bacterii, declanșând unul dintre mecanismele evoluției.

De ce sunt foarte rare furtunile iarna? F.I. Tyutchev, scriind „Îmi plac furtunile la începutul lunii mai, când primul tunet al primăverii...”, știa că aproape că nu sunt furtuni iarna. Pentru a se forma un nor de tunete, sunt necesari curenți în creștere de aer umed. Concentrația de vapori saturați crește odată cu creșterea temperaturii și este maximă vara. Diferența de temperatură de care depind curenții de aer ascendenți este mai mare, cu atât temperatura sa la suprafața pământului este mai mare, deoarece la o altitudine de câțiva kilometri temperatura sa nu depinde de perioada anului. Aceasta înseamnă că intensitatea curenților ascendente este maximă și vara. De aceea avem cel mai adesea furtuni vara, dar în nord, unde este frig chiar și vara, furtunile sunt destul de rare.

De ce sunt mai frecvente furtunile pe uscat decât pe mare? Pentru ca un nor să se descarce, trebuie să existe un număr suficient de ioni în aer sub el. Aerul, format doar din molecule de azot și oxigen, nu conține ioni și este foarte greu de ionizat chiar și în câmp electric. Dar dacă există o mulțime de particule străine în aer, de exemplu praf, atunci există și o mulțime de ioni. Ionii sunt formați prin mișcarea particulelor în aer în același mod în care sunt electrificați prin frecare unul față de celălalt. diverse materiale. Evident, este mult mai mult praf în aer deasupra pământului decât peste oceane. De aceea, furtunile tunete mai des pe uscat. De asemenea, s-a observat că, în primul rând, fulgerul lovește acele locuri în care concentrația de aerosoli în aer este deosebit de mare - fum și emisii de la întreprinderile din industria de rafinare a petrolului.

Cum Franklin a deviat fulgerul. Din fericire, majoritatea fulgerelor au loc între nori și, prin urmare, nu reprezintă nicio amenințare. Cu toate acestea, se crede că fulgerul ucide peste o mie de oameni în întreaga lume în fiecare an. Cel puțin în Statele Unite, unde se țin astfel de statistici, aproximativ 1.000 de oameni suferă de fulgere în fiecare an și peste o sută dintre ei mor. Oamenii de știință au încercat de mult să protejeze oamenii de această „pedeapsă a lui Dumnezeu”. De exemplu, inventatorul primului condensator electric (borcanul Leyden), Pieter van Muschenbrouck (1692-1761), într-un articol despre electricitate scris pentru celebra Enciclopedie Franceză, a apărat moduri traditionale prevenirea fulgerelor - clopoțel sunetși tunurile de tragere, despre care el credea că sunt destul de eficiente.

Benjamin Franklin, încercând să protejeze Capitoliul capitalei statului Maryland, în 1775 a atașat clădirii o tijă groasă de fier, care se ridica la câțiva metri deasupra domului și era conectată la pământ. Omul de știință a refuzat să-și breveteze invenția, dorind ca aceasta să înceapă să servească oamenilor cât mai curând posibil.

Vestea despre paratrăsnetul lui Franklin s-a răspândit rapid în toată Europa, iar el a fost ales în toate academiile, inclusiv în cea rusă. Cu toate acestea, în unele țări, populația devotată a salutat această invenție cu indignare. Chiar ideea că o persoană își poate îmblânzi atât de ușor și simplu arma principală” mânia lui Dumnezeu", părea blasfemiator. Prin urmare, în diferite locuri, oamenii, din motive evlavioase, au spart paratrăsnetul. Un incident curios s-a petrecut în 1780 în orășelul Saint-Omer din nordul Franței, unde orășenii au cerut ca catargul de fier al fulgerului. să fie demolată, iar chestiunea a venit în judecată Un tânăr avocat, apărând paratrăsnetul de atacurile obscurantiştilor, şi-a bazat apărarea pe faptul că atât mintea umană, cât şi capacitatea sa de a cuceri forţele naturii sunt de origine divină. Tot ceea ce ajută la salvarea vieții este pentru bine - a susținut tânărul avocat A câștigat cazul și a câștigat o mare faimă. Ei bine, acum portretul inventatorului paratrăsnetului este cea mai de dorit reproducere din lume. binecunoscuta bancnotă de o sută de dolari.

Cum să te protejezi de fulgere folosind un jet de apă și un laser. Recent a fost propus în principiu mod nou lupta împotriva fulgerelor. Un paratrăsnet va fi creat dintr-un jet de lichid care va fi împușcat de la sol direct în nori. Lichidul fulger este o soluție salină la care se adaugă polimeri lichizi: sarea are scopul de a crește conductivitatea electrică, iar polimerul împiedică jetul să se „despartă” în picături individuale. Diametrul jetului va fi de aproximativ un centimetru, iar înălțimea maximă va fi de 300 de metri. Când paratrăsnetul lichid va fi finalizat, acesta va fi dotat cu locuri de sport și de joacă pentru copii, unde fântâna se va aprinde automat atunci când intensitatea câmpului electric devine suficient de mare și probabilitatea ca un trăsnet să fie maximă. O sarcină va curge într-un curent de lichid dintr-un nor de tunete, făcând fulgerul sigur pentru alții. O protecție similară împotriva descărcării fulgerelor se poate face folosind un laser, al cărui fascicul, ionizând aerul, va crea un canal pentru o descărcare electrică departe de mulțimile de oameni.

Ne poate duce fulgerul în rătăcire? Da, dacă folosești o busolă. În celebrul roman al lui G. Melville „Moby Dick” exact un astfel de caz este descris atunci când o descărcare de fulger, care a creat un câmp magnetic puternic, a remagnetizat acul busolei. Cu toate acestea, căpitanul navei a luat un ac de cusut, l-a lovit pentru a-l magnetiza și l-a înlocuit cu acul busolei deteriorat.

Poți fi lovit de fulger în interiorul unei case sau al unui avion? Din păcate, da! Curentul de fulger poate intra într-o casă printr-un fir de telefon de la un stâlp din apropiere. Prin urmare, în timpul unei furtuni, încercați să nu folosiți un telefon obișnuit. Se crede că vorbirea la un radiotelefon sau telefon mobil este mai sigur. Evitați atingerea conductelor în timpul unei furtuni incalzire centralași conducte de apă care leagă casa de pământ. Din aceleași motive, experții sfătuiesc să opriți totul în timpul unei furtuni. aparate electrice, inclusiv computere și televizoare.

În ceea ce privește avioanele, în general, ele încearcă să zboare în jurul zonelor cu activitate de furtună. Și totuși, în medie, unul dintre avioane este lovit de fulger o dată pe an. Curentul său nu poate afecta pasagerii, curge pe suprafața exterioară a aeronavei, dar poate deteriora comunicațiile radio, echipamentele de navigație și electronicele.

Fulguritul este un fulger fosilizat.În timpul descărcării unui fulger, se eliberează 10 9 -10 10 jouli de energie. Cea mai mare parte este cheltuită creând o undă de șoc (tunet), încălzind aerul, luminii intermitente și alte unde electromagnetice și doar o mică parte este eliberată în locul în care fulgerul intră în pământ. Cu toate acestea, această parte „mică” este suficientă pentru a provoca un incendiu, a ucide o persoană și a distruge o clădire. Fulgerele pot încălzi canalul prin care se deplasează până la 30.000 ° C, de cinci ori mai mare decât temperatura de la suprafața Soarelui. Temperatura din interiorul fulgerului este mult mai mare decât punctul de topire al nisipului (1600-2000°C), dar dacă nisipul se topește sau nu depinde și de durata fulgerului, care poate varia de la zeci de microsecunde la zecimi de secundă. . Amplitudinea unui impuls de curent de fulger este de obicei egală cu câteva zeci de kiloamperi, dar uneori poate depăși 100 kA. Cele mai puternice lovituri de fulgere provoacă nașterea fulguritelor - cilindri goli de nisip topit.

Cuvântul fulgurit provine din latinescul fulgur, adică fulger. Cele mai lungi fulgurite excavate au intrat în subteran la o adâncime de peste cinci metri. Fulguritele mai sunt numite și topiri ale rocilor solide formate în urma unei lovituri de fulger; sunt uneori în cantitati mari găsite pe vârfurile stâncoase ale munților. Fulguritele, constând din silice topită, apar de obicei ca tuburi în formă de con groase ca un creion sau un deget. Lor suprafata interioara neted si topit, iar cel exterior este format din boabe de nisip aderente la masa topita. Culoarea fulguritelor depinde de impuritățile minerale din sol nisipos. Cele mai multe sunt de culoare cafeniu, gri sau negru, dar se găsesc și fulgurite verzui, albe sau chiar translucide.

Aparent, prima descriere a fulguritelor și a legăturii lor cu loviturile de fulgere a fost făcută în 1706 de pastorul David Hermann. Ulterior, mulți au găsit fulgurite în apropierea oamenilor loviti de fulgere. Charles Darwin în timpul călătorie în jurul lumii pe nava „Beagle”, a descoperit pe malul nisipos de lângă Maldonado (Uruguay) mai multe tuburi de sticlă care se prelungeau vertical în jos cu peste un metru în nisip. El a descris dimensiunile lor și a asociat formarea lor cu descărcări de fulgere. Celebrul fizician american Robert Wood a primit un „autograf” al fulgerului care aproape l-a ucis:

„Trecuse o furtună puternică și cerul de deasupra noastră se limpezise deja. Am străbătut câmpul care ne desparte casa de casa cumnatei mele. Am mers vreo zece metri de-a lungul potecă când deodată m-a sunat fiica mea Margaret. m-am oprit vreo zece secunde și abia m-am mișcat mai departe, când deodată o linie albastră strălucitoare a tăiat cerul, cu vuietul unui pistol de douăsprezece inci lovind poteca la douăzeci de pași în fața mea și ridicând o coloană uriașă de abur pentru a vedea ce fel de urmă a lăsat fulgerul. Era un loc în care a lovit un trifoi ars de vreo cinci centimetri în diametru, cu o gaură în mijloc de jumătate de centimetru.... M-am întors la laborator, s-a topit 8 kilograme. de tablă și l-am turnat în groapă... Ceea ce am săpat, când tabla s-a întărit, arăta ca un abraziv de câine uriaș, ușor curbat, greu, așa cum era de așteptat, în mâner și înclinându-se treptat până la capăt decât trei picioare” (citat din V. Seabrook. Robert Wood. - M.: Nauka, 1985, p. 285).

Apariția unui tub de sticlă în nisip în timpul unei descărcări de fulger se datorează faptului că există întotdeauna aer și umiditate între boabele de nisip. Curentul electric al fulgerului într-o fracțiune de secundă încălzește aerul și vaporii de apă la temperaturi enorme, provocând o creștere explozivă a presiunii aerului între boabele de nisip și expansiunea acestuia, pe care Wood a auzit și văzut, nedevenind în mod miraculos victima fulgerului. Aerul în expansiune formează o cavitate cilindrică în interiorul nisipului topit. Răcirea rapidă ulterioară fixează fulguritul - un tub de sticlă în nisip.

Adesea, săpat cu grijă din nisip, fulguritul are forma unei rădăcini de copac sau a unei ramuri cu numeroși lăstari. Astfel de fulgurite ramificate se formează atunci când o descărcare de fulgere lovește nisipul umed, care, după cum se știe, are o conductivitate electrică mai mare decât nisipul uscat. În aceste cazuri, curentul de fulgere, care intră în sol, începe imediat să se răspândească în lateral, formând o structură. similar cu rădăcina unui copac, iar fulgurita rezultată doar repetă această formă, iar încercările de a îndepărta nisipul aderat conduc adesea la distrugerea acestuia.

15. Supratensiune de fulger direct
Experții numesc supratensiune orice creștere pe termen scurt a tensiunii în rețeaua electrică peste nivelul său nominal. Aici vom lua în considerare supratensiunile cauzate de curentul fulgerului la locul loviturii. Cea mai simplă situație este că fulgerul este absorbit de un paratrăsnet special instalat. Curentul ei eu prin paratrăsnet, iar apoi prin conductorii de jos intră în electrodul de împământare și se răspândește în pământ. În același timp, la rezistența de împământare R tensiunea este eliberată U R= eu spun ei R h. Acesta este mult stres. De exemplu, când eu mol = 100 kA și R z = 10 Ohm se dovedește U R = 1000 kV. Aproximativ același potențial va fi în imediata apropiere a paratrăsnetului. Un cablu subteran din apropiere va ocupa aproape același potențial și, dacă nu se iau măsuri speciale, îl va transmite de-a lungul cablului din interiorul clădirii protejate, provocând deteriorarea izolației, care nu a fost proiectată pentru o tensiune atât de mare.
Să reproducem o altă situație practic semnificativă, presupunând că catargul metalic pentru paratrăsnet îndeplinește simultan funcția unui catarg de iluminat și, prin urmare, izolatorii liniei aeriene care alimentează lămpile sunt atașați de acesta. Potențialul catargului în punctul în care sunt atașați izolatorii lămpii este vizibil mai mare decât U R, deoarece căderea de tensiune pe inductanța catargului (sau barele conductoare de jos care sunt așezate de-a lungul acestuia, dacă catargul în sine este neconductor) se adaugă la căderea de tensiune pe electrodul de masă. Amplitudinea tensiunii pe inductanță L egal cu U L= L(di/dt)max, unde expresia dintre paranteze determină rata de creștere a curentului la frontul pulsului. La evaluarea duratei medii a frontului pulsului primei componente de fulger T f » 5 µs pentru un curent de 100 kA, ușor de obținut ( di/dt)max" eu ei spun/ T f = 2´1010 A/s, care este pentru inductanță L= 30 µH (înălțimea catargului ~ 30 m) dă U L= L(di/dt)max = 600 kV. Valoarea totală U ei spun = U R+ U L crește astfel în exemplul analizat la 1600 kV. Cablul de alimentare este situat la potențialul rețelei de iluminat (220/380 V), ceea ce este neglijabil în comparație cu U se presupune că de aceea aproape toată tensiunea U pilonul acționează asupra izolației circuitului de putere față de pământ, blocându-l în cele din urmă. Acesta este un exemplu tipic de supratensiuni de trăsnet, la fel de periculoase atât pentru rețelele de joasă tensiune, cât și pentru liniile electrice de înaltă tensiune, unde un cablu de susținere sau de protecție împotriva trăsnetului al liniei acționează ca paratrăsnet.

16. Supratensiuni induse de trăsnet
Acesta este cel mai comun tip de supratensiune, de care este responsabil câmpul electromagnetic al fulgerului. Consecințele schimbării vor fi discutate separat aici. câmp magnetic curentul fulgerului și consecințele modificărilor încărcăturii purtate de canalul său care se apropie de pământ. Într-o oarecare măsură, această împărțire este o convenție, dar este convenabilă pentru înțelegerea esenței problemei.
Dacă un circuit arbitrar este plasat într-un câmp magnetic B, un EMF de inducție magnetică va fi indus în circuit U magician" - SO B. Aici O B=d B/d t– viteza de modificare a fluxului magnetic care pătrunde în conturul zonei S. Să fie, de exemplu, acest circuit creat de o pereche de fire răsucite care sunt conectate la un computer. Atunci suprafața circuitului este foarte mică, aproximativ 10 cm2 (pe baza unui cablu lung de câțiva metri). Să presupunem, de asemenea, că firul trece de-a lungul peretelui unei clădiri la distanță r = 1 m de un conductor de coborâre paralel cu acesta, care deviază curentul de trăsnet de la paratrăsnet către sol. Estimarea de mai sus ar trebui să se concentreze pe rata extrem de ridicată de creștere a curentului de fulger O I. Documentele de reglementare actuale dau valoarea O I = 2∙1011 A/s. Rata de creștere a câmpului magnetic, care îi corespunde, este estimată ca
,
unde m0 = 4p∙10-7 H/m – permeabilitatea magnetică a vidului. În exemplul luat în considerare F B » 4∙104 V/m2 şi deci U magician = - SF B » 40 V. Nu trebuie neglijată valoarea obţinută. Este cu un ordin de mărime mai mare decât tensiunea de funcționare a unui microcircuit modern și cu siguranță îl va deteriora.
O idee despre o scară diferită a supratensiunilor este dată de estimări pentru o linie electrică aeriană cu o tensiune de 220/380 V. Aici, zona circuitului formată din firele de fază și neutru ajunge cu ușurință. S= 100 m2. Chiar și un fulger îndepărtat lovi de la distanță r= 100 m de la linie rezultă viteza medie creșterea câmpului magnetic ~ 400 V/m2, ceea ce dă o supratensiune de 40 kV, ceea ce este cu siguranță periculos pentru statie de transformare, și pentru consumatorii pe care îi hrănește.
Acum despre componenta electrică a supratensiunilor induse. Este cauzată de un flux de sarcină electrică, care este indusă de câmpul electric al canalului fulgerului. Sarcina canalului este destul de grea, aproximativ 0,5 - 1 mC pe metru de lungime, iar câmpul electric din apropierea pământului pe care îl excită este de multe ori mai mare decât câmpul electric al unui nor de tunete. Scor pe câmp E se spune » 200 kV/m nu va fi prea mare. Acum imaginați-vă un conductor cu capacitate electrică CU, asezat deasupra solului la inaltime h. Acesta ar putea fi un fir orizontal (de exemplu, o antenă), un corp metalic al unui fel de unitate sau structura clădirii. Potențialul încărcăturii canalului fulgerului este mare h, egal U el = E spun ei h va induce o sarcină pe un conductor împământat Q = C.U. e-mail După un fulger la pământ, când sarcina canalului său este neutralizată și câmpul electric dispare, sarcina indusă curge din conductor în pământ prin rezistența de împământare. R h. Curentul de la sarcina care curge va crea o cădere de tensiune pe conductor în raport cu pământul. Aceasta poate fi o sumă destul de decentă. Dacă, de exemplu, capacitatea unui obiect C = 1000 pF (un fir de aproximativ 100 m lungime), iar înălțimea suspensiei sale deasupra solului este de 5 m, atunci încărcarea canalului fulgerului va crea un potențial de până la U el = E spun ei h= 200´5 = 1000 kV. Ca urmare, sarcina indusă va fi Q = C.U. el = 10-9´106 = 10-3 Cl. La neutralizarea părții de sol a canalului fulgerului în timpul D t» Un curent de 1 μs va circula prin rezistența de împământare a conductorului i» Q/D t= 10-3/10-6 = 1000 A, ceea ce va cauza o scădere de tensiune pe rezistența la sol R z = 10 Ohm dimensiune U el = iR z = 1000´10 = 10 kV.

17. Derapaj cu potențial ridicat
Această expresie nu foarte eufonică și nu complet exactă în protecția împotriva trăsnetului se referă la livrarea de înaltă tensiune către obiectul protejat prin comunicațiile sale aeriene sau subterane. Obiectul în sine nu poate fi lovit de un fulger direct. Lăsați fulgerul să lovească o structură complet diferită, un copac sau chiar doar pământul. Răspândindu-se în pământ în apropierea structurii afectate, curentul fulgerului va crea o tensiune foarte mare pe electrodul său de masă, U z = eu spun ei R h. (de exemplu 300 kV dacă R h. = 10 ohmi, a eu mol = 30 kA). Carcasa metalică a comunicației, care este conectată la același electrod de împământare, va fi sub aceeași tensiune. O undă de tensiune se poate răspândi pe distanțe lungi de-a lungul unei linii de comunicație, mai ales dacă este la sol și nu scurge sarcini electrice în pământ. Dar chiar și comunicațiile subterane pot transporta o undă de înaltă tensiune pe o distanță de sute de metri fără atenuare vizibilă. Cu cât mai sus rezistivitate sol, cu atât transportul este mai eficient. În formațiunile stâncoase, nisipurile uscate sau solurile permanent înghețate, potențialul mare de derivă este periculos chiar și pe distanțe de câțiva kilometri.
De remarcat sunt comunicațiile moderne de la tevi din plastic. În interior au un electrolit (în cazuri extreme, apa de la robinet, care este, de asemenea, un bun conductor), destul de potrivit pentru transmiterea de tensiune înaltă pe distanțe lungi, iar la exterior există plastic de înaltă calitate care izolează în mod fiabil mediul intern de contactul cu pământul. Acum scurgerile în pământ sunt complet eliminate. Este ușor de imaginat care sunt consecințele unei persoane care ating robinetul metalic al unei astfel de comunicări. Stând pe pământ la potențial zero, el va fi expus la tensiunea maximă care este transmisă prin canalul de lichid.

18. Supratensiune de la propagarea curentului de fulger prin carcase metalice
Carcasa metalică este considerată în mod rezonabil un scut electromagnetic eficient. Cu toate acestea, nu protejează complet împotriva efectelor fulgerelor asupra circuitelor interne. Cauza supratensiunii poate fi ușor de înțeles din figura următoare. Curentul de fulger care se răspândește de-a lungul unei carcase metalice de lungime l, creează o cădere de tensiune D pe el U = R 0lI, Unde R 0 – rezistență

unități de lungime a carcasei. Firul interior este conectat la începutul carcasei și, prin urmare, își acceptă potențialul la punctul de contact. Potențialul celuilalt capăt al carcasei din cauza căderii de tensiune din cauza curentului eu pe D U Mai puțin. Aceasta înseamnă că va exista o tensiune între capătul conductorului interior și capătul mantalei U e = D U = R 0lI. Următoarea estimare ne permite să înțelegem despre ce valori putem vorbi aici. Lăsați lungimea carcasei de oțel l = 100 m, iar aria sa transversală este de 100 mm2. Atunci rezistența liniară va fi R 0 = 0,001 Ohm/m, care este cu curent de fulger eu= 100 kA va duce la supratensiune U e = R 0lI = 0,001´100´100 = 10 kV. Acest lucru este suficient pentru a deteriora izolația unui cablu de iluminat de 220/380 V.
O analiză mai riguroasă arată că mantaua metalică nu protejează complet împotriva supratensiunilor în sistemele cu două fire. Faptul este că potențialul acceptat de conductorul intern depinde de locația sa internă. Toți conductorii sunt echivalenti numai în manta sectiune rotunda. Dacă secțiunea transversală a carcasei nu este circulară (de exemplu, este o cutie dreptunghiulară), potențialele conductoarelor vor fi diferite și va apărea o tensiune între ei. De regulă, este cu ordine de mărime mai mică decât valoarea estimată, dar aceasta este suficientă și pentru a deteriora microcircuitul la care este potrivită perechea de cabluri.

19. Efectul protector al paratrăsnetului
Încă din vremea lui Franklin și Lomonosov, s-a acceptat că fulgerele sunt direcționate către cea mai înaltă structură de pe suprafața pământului. Această poziție poate fi acceptată și astăzi, dar cu o avertizare fundamentală: Fulgerul este cel mai probabil să călătorească spre cea mai înaltă structură. Probabilitatea unei înfrângeri mai mici este, de asemenea, diferită de zero. Din cele mai generale considerații este clar că această probabilitate scade odată cu creșterea diferenței de înălțime. Aceasta înseamnă că pentru o protecție fiabilă, înălțimea paratrăsnetului trebuie să fie mai mare decât înălțimea obiectului protejat. Cu cât fiabilitatea necesară este mai mare, cu atât trebuie să fie mai mare paratrăsnetul.
Paratrăsnetele sunt adesea selectate în funcție de zonele lor de protecție. Se presupune că fiabilitatea protecției nu va fi mai mică decât valoarea specificată dacă obiectul este situat în întregime în interiorul zonei de protecție. Pentru un paratrăsnet cu tijă, zona de protecție este reprezentată sub forma unui con, al cărui vârf se află pe axa verticală a tijei. Din cele de mai sus rezultă că partea superioară a zonei ar trebui să fie situată sub partea superioară a paratrăsnetului dacă fiabilitatea garantată a protecției este mai mare de 0,5. Pentru a verifica acest lucru, este suficient să presupunem două tije împământate strâns distanțate de înălțime egală, considerând una dintre ele un paratrăsnet, iar cealaltă un obiect. Este clar că pe o perioadă lungă de observație lansetele vor prelua număr egal lovituri de fulger (fiabilitatea protecției de 50%). Pentru a asigura o fiabilitate de 0,9 sau 0,99, tija desemnată ca paratrăsnet trebuie neapărat să devină mai înaltă pentru a absorbi cea mai mare parte a trăsnetului. Cele de mai sus sunt la fel de valabile pentru paratrăsnet cu cablu.

Chiar și cu o diferență foarte mare de înălțime, un paratrăsnet nu poate oferi o protecție ideală. În fotografia prezentată aici, fulgerul a ratat vârful turnului TV Ostankino cu 202 m Acest caz nu este unic.
În practică, funcționează cu o fiabilitate de protecție de 0,9 sau 0,99 (un fulger din 10 sau din 100 pătrunde în obiectul protejat), rar - 0,999. Pentru un paratrăsnet cu o singură tijă cu o înălțime h£ Raza de 30 m a zonei de protecție cu o fiabilitate de 0,9 la nivelul solului este de aproximativ r 0 = 1,5h. și cu o fiabilitate de 0,99 r 0 = 0,95h. Utilizarea unui sistem de mai multe paratrăsnet extinde semnificativ zona de protecție. Cu o locație rezonabilă, volumul protejat poate fi de câteva ori mai mare decât suma zonelor de protecție ale fiecărui paratrăsnet în mod individual. Acesta este utilizat pe scară largă de specialiști.
Dacă calculezi corect și instalezi un paratrăsnet pe acoperișul casei tale sau în apropierea acestuia, cu greu vă puteți face griji cu privire la arsurile acoperișului. Chiar și cu o fiabilitate de protecție de 0,9, mai puțin de un fulger va pătrunde într-o casă de înălțime relativ mică în 100 de ani. Din păcate, un astfel de paratrăsnet nu va avea aproape niciun efect asupra efectelor electromagnetice ale fulgerului. Aceste influențe sunt cele care devin motivul principal situatii de urgenta.

20. Protecție împotriva efectelor electromagnetice ale fulgerelor
Pentru tehnologia modernă, acesta este cel mai mult problemă importantă. Firmele cu un personal de mii de oameni dezvoltă și produc echipamente pentru a proteja circuitele electrice de alimentare, liniile telefonice, canalele de televiziune și chiar mijloace de a vă proteja casa de „oaspeții” nedoriți de influențele electromagnetice.
Dispozitivele de protecție, indiferent de designul lor, sunt adesea numite supresoare de supratensiune. Imaginează-ți niște două fire circuit electric care intră în casa ta. Să fie, de exemplu, o rețea de 220 V Nu veți avea probleme dacă amploarea supratensiunilor fulgerelor din rețea este limitată la un nivel care este sigur pentru izolarea cablajului intern și a echipamentelor conectate la rețea (de exemplu, un televizor. , cuptor cu microunde sau computer). La o tensiune de funcționare de 220 V, izolația va rezista pentru scurt timp la o creștere a tensiunii de 3 până la 5 ori, cu greu mai mult. Aceasta înseamnă că la intrarea în casă este necesară instalarea unui dispozitiv care să prevină creșterea supratensiunii.
Sistem mecanic este nepotrivit aici din cauza inerției sale. Orice releu mecanic funcționează în unități până la zeci de milisecunde, iar supratensiunea fulgerului cauzată de curentul fulgerului crește de aproximativ 100 de ori mai repede. Viteza necesară este asigurată numai de dispozitive semiconductoare sau de descărcare în gaz. Astăzi ambele sunt folosite cu succes.
Ideea de bază este aceasta. În punctul în care rețeaua aeriană intră în casă, o șaibă sinterizată din oxid de zinc este instalată paralel cu firele. Grosimea lui este aleasă astfel încât la o tensiune de 220 V practic să nu permită trecerea curentului și să se comporte ca un izolator perfect fără a afecta circuitul electric. Cu toate acestea, atunci când apare o supratensiune fulger, conductivitatea mașinii de spălat crește foarte repede. În fracțiuni de microsecundă, se apropie de conductivitatea unui conductor metalic. Scurtcircuitul astfel creat nu permite trecerea supratensiunii către echipamentul din interiorul clădirii și rămâne nedeteriorat. Când curentul de fulger se stinge și supratensiunea dispare, șaiba cu oxid de zinc revine la o stare neconductoare în aceleași fracțiuni de microsecundă. Într-un timp atât de scurt de funcționare, întreruptoarele și siguranțele nu au timp să funcționeze și alimentarea cu energie a casei nu este întreruptă.
Alte dispozitive semiconductoare, varistoarele, funcționează aproximativ în același mod. Se modifică doar tensiunea de funcționare a acestora (poate fi foarte scăzută pentru a proteja tehnologia microprocesorului), dar principiul de funcționare rămâne neschimbat). Datorită simplității lor de proiectare, supresoarele de supratensiune semiconductoare (SVR) sunt utilizate pe scară largă. Ele pot fi montate într-o carcasă de dimensiuni mici, aproximativ la fel ca mașinile de uz casnic și pot fi montate cu ușurință pe o linie de echipamente de comutare convenționale. Cu toate acestea, astăzi specialiștii apelează din ce în ce mai mult la dispozitive vechi și cunoscute de descărcare de gaze. În ele, circuitul protejat este închis nu de o șaibă semiconductoare, ci după defalcarea unui eclator special de scurtă lungime.
Eclatoarele umplute cu gaz sunt un dispozitiv mai complex decât un limitator cu semiconductor. Acesta trebuie să includă un dispozitiv pentru întreruperea arcului cu curent de scurtcircuit în rețeaua electrică. Acest arc nu se poate stinge de la sine, este stins printr-o explozie specială. Dar eclatorul este mai fiabil și, cel mai important, nu suferă deloc de o creștere aleatorie, nu foarte puternică, dar pe termen lung a tensiunii în rețeaua electrică, să zicem, când, din cauza dezechilibrului de fază, 270 - 300 V se menține în loc de 220 V normal. De la o astfel de supratensiune, oxidul - șaiba de zinc se deschide ușor, începe să treacă curent, se supraîncălzește și eșuează. Nimic de genul nu amenință eclatorul.

21. De ce fulgerul este în dezacord cu amatorii
Capitolele pe care le citiți oferă o idee despre armele versatile ale fulgerului. La urma urmei, una dintre armele ei ar putea funcționa. Nu este mai ușor pentru o persoană dacă, după ce a reușit să-și protejeze structura de o lovitură directă a fulgerului, suferă de deriva de potențial mare, supratensiuni fulgerătoare în rețeaua electrică sau defecțiuni ale echipamentelor electronice care au trimis o comandă falsă. Protecția împotriva trăsnetului trebuie să fie cuprinzătoare și neapărat compatibilă cu scopul tehnologic al instalației. Jumătățile de măsură nu sunt potrivite aici. Mai mult, este posibil ca o decizie miop să agraveze efectele periculoase ale fulgerului. De aceea un proiect de protecție împotriva trăsnetului trebuie pregătit de un specialist. El trebuie să evalueze cu atenție pericolul tuturor efectelor posibile ale canalului de temperatură ridicată, curentului și câmpului electromagnetic al fulgerului. Nu numai că trebuie luat în considerare caracteristici de proiectare obiect protejat, dar și împrejurimile sale de la suprafața pământului și chiar comunicațiile subterane. Un amator nu poate face asta.
Este foarte important ca mijloacele de protecție împotriva trăsnetului să nu fie „atârnate” de un obiect deja instalat, ci să fie dezvoltate în stadiul de proiect. Numai atunci va fi posibil să combinați cât mai mult posibil elementele de protecție împotriva trăsnetului cu detaliile structurale ale obiectului protejat și, astfel, economisiți mulți bani. Nu este neobișnuit când o schimbare complet nesemnificativă a designului unui obiect, care nu îi afectează funcțiile tehnologice, implică o creștere foarte bruscă a rezistenței la fulger. Doar specialiștii cu înaltă calificare sunt capabili să ia astfel de decizii.

Te-ai întrebat vreodată de ce păsările stau pe fire de înaltă tensiune și o persoană moare când atinge firele? Totul este foarte simplu - se așează pe un fir, dar nu trece curent prin pasăre, dar dacă pasărea își bate aripa, atingând simultan două faze, va muri. Așa mor de obicei păsări mari precum berzele, vulturii, șoimii.

La fel, o persoană poate atinge o fază și nu i se va întâmpla nimic dacă nu trece curent prin el pentru asta trebuie să purtați cizme cauciucate și Doamne ferește să atingeți un perete sau un metal;

Curentul electric poate ucide o persoană într-o fracțiune de secundă; Fulgerul lovește pământul de o sută de ori pe secundă și de peste opt milioane de ori pe zi. Această forță a naturii este de cinci ori mai fierbinte decât suprafața soarelui. Descărcarea electrică lovește cu o forță de 300.000 de amperi și un milion de volți într-o fracțiune de secundă. ÎN viata de zi cu zi credem că putem controla electricitatea care alimentează casele noastre, luminile noastre exterioare și acum mașinile noastre. Dar electricitatea în forma sa originală nu poate fi controlată. Iar fulgerul este electricitate la scară mare. Și totuși fulgerul rămâne un mare mister. Poate lovi în mod neașteptat și calea sa poate fi imprevizibilă.

Fulgerul de pe cer nu face rău, dar unul din zece fulger lovește suprafața pământului. Fulgerul este împărțit în mai multe ramuri, fiecare dintre acestea fiind capabilă să lovească o persoană situată la epicentru. Când o persoană este lovită de fulger, curentul poate trece de la o persoană la alta dacă intră în contact.

Există o regulă de treizeci și treizeci: dacă vezi fulgere și auzi tunete mai puțin de treizeci de secunde mai târziu, trebuie să cauți adăpost și apoi trebuie să aștepți treizeci de minute de la ultima râpă de tunet înainte de a ieși afară. Dar fulgerul nu urmează întotdeauna o ordine strictă.

Există așa ceva fenomen atmosferic ca un șurub din albastru. Adesea, fulgerele, lăsând un nor, parcurg până la șaisprezece kilometri înainte de a lovi pământul. Cu alte cuvinte, fulgerele pot apărea de nicăieri. Fulgerul are nevoie de vânt și apă. Când se ridică vânturi puternice aer umed, apar condițiile pentru apariția unor furtuni distructive.

Este imposibil să descompuneți în componente ceva care se potrivește într-o milioneme de secundă. O credință falsă este că vedem fulgerul în timp ce călătorește spre pământ, dar ceea ce vedem de fapt este calea de întoarcere a fulgerului către cer. Fulgerul nu este o lovitură unidirecțională la pământ, ci este de fapt un inel, o cale în două direcții. Fulgerul pe care îl vedem se numește recul, faza finală a ciclului. Și când fulgerul de întoarcere încălzește aerul, apare cartea sa de vizită - tunet. Calea de întoarcere a fulgerului este partea fulgerului pe care o vedem ca un fulger și o auzim ca un tunet. Un curent invers de mii de amperi și milioane de volți trece de la sol în nor.

Fulgerele electrocutează în mod regulat oamenii în interior. Poate pătrunde într-o structură în diferite moduri, prin conducte de scurgere și conducte de apă. Fulgerul poate pătrunde în cablajul electric, a cărui putere de curent într-o casă obișnuită nu atinge două sute de amperi și supraîncărcă cablurile electrice în salturi de la douăzeci de mii la două sute de mii de amperi. Poate cea mai periculoasă cale din casa ta duce direct la mâna ta prin telefon. Aproape două treimi din șocurile electrice din interior apar atunci când oamenii ridică un telefon fix în timpul unui fulger. Telefoanele fără fir sunt mai sigure în timpul furtunilor, dar fulgerele pot electrocuta pe cineva care stă lângă baza telefonului. Nici măcar un paratrăsnet nu te poate proteja de toate fulgerele, deoarece nu este capabil să prindă fulgere pe cer.

Despre natura fulgerului

Există mai multe teorii diferite care explică originea fulgerului.

De obicei, partea inferioară a norului poartă o sarcină negativă, iar partea superioară poartă o sarcină pozitivă, făcând sistemul nor-pământ ca un condensator gigant.

Când diferența de potențial electric devine suficient de mare, se produce o descărcare cunoscută sub numele de fulger între sol și nor, sau între două părți ale norului.

Este periculos să fii într-o mașină în timpul fulgerelor?

Într-unul dintre aceste experimente, un fulger artificial letal de un metru lungime a fost îndreptat către plafonul de oțel al unei mașini în care stătea o persoană. Fulgerul a trecut prin carcasă fără să facă rău unei persoane. Cum sa întâmplat asta? Deoarece sarcinile de pe un obiect încărcat se resping reciproc, ele tind să se depărteze cât mai mult posibil.

În cazul unui cilindru cu bilă mecanică pi, sarcinile sunt distribuite pe suprafața exterioară a obiectului, dacă fulgerul l cedează acoperiș metalic mașină, atunci electronii respingatori se vor răspândi extrem de rapid pe suprafața mașinii și vor trece prin corpul acesteia în pământ. Prin urmare, fulgerele de-a lungul suprafeței unei mașini metalice intră în pământ și nu intră în interiorul mașinii. Din același motiv, o cușcă metalică este o protecție perfectă împotriva fulgerelor. Ca urmare a fulgerului artificial care lovește o mașină cu o tensiune de 3 milioane de volți, potențialul mașinii și al corpului persoanei din ea crește la aproape 200 de mii de volți. În același timp, o persoană nu experimentează cel mai mic semn de șoc electric, deoarece nu există nicio diferență de potențial între niciun punct al corpului său.

Aceasta înseamnă că a sta într-o clădire bine împământenită cu cadru metalic, și sunt multe dintre ele în orașele moderne.

Cum putem explica că păsările stau pe fire complet calm și impune?

Corpul unei păsări așezate este ca o ramură a unui lanț ( conexiune paralelă). Rezistența acestei ramuri cu pasărea este mult mai mare decât rezistența firului dintre picioarele păsării. Prin urmare, puterea curentă în corpul păsării este neglijabilă. Dacă o pasăre, așezată pe o sârmă, atingea stâlpul cu aripa sau coada, sau era conectată în alt mod cu pământul, ea ar fi ucisă instantaneu de curentul care s-ar repezi prin el în pământ.

Fapte interesante despre fulgere

Lungimea medie a fulgerului este de 2,5 km. Unele descărcări se extind până la 20 km în atmosferă.

Fulgerul este benefic: reușesc să smulgă milioane de tone de azot din aer, să-l lege și să-l trimită în pământ, fertilizând solul.

Fulgerele lui Saturn sunt de un milion de ori mai puternice decât cele ale Pământului.

O descărcare de fulger constă de obicei din trei sau mai multe descărcări repetate - impulsuri care urmează aceeași cale. Intervalele dintre impulsurile succesive sunt foarte scurte, de la 1/100 la 1/10 s (aceasta este ceea ce face ca fulgerul să pâlpâie).

Aproximativ 700 de fulgere fulgeră pe Pământ în fiecare secundă. Centrele mondiale ale furtunilor: insula Java - 220, Africa ecuatorială - 150, sudul Mexicului - 142, Panama - 132, centrul Braziliei - 106 zile de furtună pe an. Rusia: Murmansk - 5, Arhangelsk - 10, Sankt Petersburg - 15, Moscova - 20 de zile cu furtună pe an.

Aerul din zona canalului fulgerului se încălzește aproape instantaneu până la o temperatură de 30.000-33.000 ° C. În medie, aproximativ 3.000 de oameni mor din cauza fulgerelor în lume în fiecare an

Statisticile arată că la fiecare 5.000-10.000 de ore de zbor există un fulger asupra unei aeronave, din fericire, aproape toate aeronavele avariate continuă să zboare.

În ciuda puterii zdrobitoare a fulgerului, a te proteja de el este destul de simplu. În timpul unei furtuni, ar trebui să părăsiți imediat zonele deschise, în niciun caz nu trebuie să vă ascundeți sub copaci izolați sau să fiți în apropierea catargelor înalte și a liniilor electrice. Nu trebuie să țineți în mâini obiecte de oțel. De asemenea, în timpul furtunilor, nu puteți folosi comunicațiile radio, telefoane mobile. Televizoarele, radiourile și aparatele electrice trebuie să fie închise în interior.

Paratrăsnetul protejează clădirile de daune cauzate de trăsnet din două motive: permit ca sarcina indusă asupra clădirii să curgă în aer, iar atunci când fulgerul lovește clădirea, o iau în pământ.

Dacă vă aflați într-o furtună, ar trebui să evitați să vă adăpostiți lângă copaci singuri, gard viu, locuri înalte și să vă aflați în spații deschise.