Какой длины могут достигать молнии?

Опасно ли попадание молнии для человека

А вот на вопрос ”можно ли выжить после удара молнии” однозначного ответа нет. Точнее, он звучит, как ”может да, а может и нет”. Примерно 25 процентов из тех, в кого попала молния, погибают. На самом деле это не так много, если учитывать особенности данного явления.. Проблема в том, что в случае выживания, есть риск серьезных повреждений органов и нервной системы. В числе побочных явлений можно отметить потерю памяти, потерю чувствительности, нарушение сна, нарушение работы органов чувств и постоянные боли, сохраняющиеся много лет.

Примерно так выглядит человек, в которого ударила молния. Через его тело проходит очень сильный разряд.

Точную мировую статистику попаданий молний по миру найти сложно, так как в каких-нибудь африканских деревнях она просто не ведется. Зато есть статистика по России и США. В первом случае это около 500 человек в год, а во втором — 200 человек в год. ПО некоторым подсчетам вероятность погибнуть от удара молнии составляет один к двум миллионам. С такой же вероятностью можно умереть, упав с кровати. Что делать с этой информацией, решайте сами.

Немного неоднозначные данные утверждают, что в мужчин молния бьет примерно в 6 раз чаще, чем в женщин. Скорее всего, это не связано с мистикой или с тем, о чем вы подумали. Наиболее вероятным объяснением является то, что мужчины больше времени находятся на улице. Особенно в полях во время сельскохозяйственных работ, где их и застает гроза.

При этом чаще всего молния бьет в людей не в самый разгар грозы. Согласно данным национальной метеорологической службы США, молния может ”дотянуться” с расстояния в 15 км. Поэтому, если вы слышите гром, то уже находитесь в потенциальной опасности.

Мало кто захочет быть убитым молнией.

И не стойте рядом с коровами и дубами. Согласно приметам, рядом с коровами шанс быть пораженным молнией выше (логично, ведь погибали пастухи, которые не могли бросить стадо и отставались на улице), а в дубы молнии чаще попадают просто по статистике. Как таковой защиты нет, хотя в некоторых источниках встречается информация, что в середине прошлого тысячелетия дамы носили шляпы, в которых был металлический элемент, а по земле волочилась проволока. Такой вот портативный громоотвод.

А еще говорят, что если одежда мокрая, то молния причинит меньше вреда. Скорее всего, это произойдет как и в случае с попаданием молнии в автомобиль.

Как происходит удар молнии?

Мы уже определились, что молния — это мощнейший электрический разряд, возникающий при накоплении заряда внутри облаков и появлении большой разницы электрических потенциалов объектов. В итоге молния может возникать между соседними облаками, между облаком и землей, и даже внутри одного облака, что тоже случается очень часто. В любом случае облако должно быть наэлектризовано. Но как оно электризуется?

Это можно назвать молнией в миниатюре. Процессы похожи.

Этот процесс знаком нам с детства. Достаточно вспомнить как электризуется расческа, воздушный шарик или многие другие вещи при трении. Подобный процесс происходит и в облаках на большой высоте и в существенно больших масштабах.

Дело в том, что облака представляют собой огромный водяной шар, пусть и не совсем шаровидной формы. Его высота может достигать нескольких километров, но в разном агрегатном состоянии вода в нем есть на всех высотах. До трех-четырех тысяч метров это капли, а выше — уже кристаллики льда.

Эти кристаллики имеют разный размер и постоянно перемешиваются. Более мелкие летят вверх из-за восходящих потоков воздуха от теплой земли. Поднимаясь, они постоянно сталкиваются с более крупными кристалликами. В итоге, все облако начинает электризоваться подобно предметам в приведенных выше примерах. Положительно заряженные частицы оказываются сверху, а отрицательно заряженные — снизу.

Примерно так выглядит разница потенциалов при формировании молнии.

Когда разность потенциалов получается очень высокой, происходит разряд. Если внутри облака для формирования разряда недостаточно условий, то разрядка происходит в землю. При этом она сопровождается яркой вспышкой с выделением тепла. Из-за выделения огромного количества энергии воздух вокруг молнии моментально нагревается до нескольких десятков тысяч градусов и взрывообразно расширяется в небольшом объеме. Эта взрывная волна и называется громом, расходясь на расстояние до 20 км от самой молнии.

При этом молнии состоят из нескольких разрядов, которые идут непрерывно друг за другом, но по одиночке длятся тысячные и миллионные доли секунды.

Какие бывают молнии?

Выделяют множество видов молний, главное отличие — тип формирования в зависимости от высоты. От этого параметра зависит, какой вид образуется:

линейная типа туча-земля. Распространенный тип, образуется от разницы между зарядом в верхней и нижней части тучи. Все происходит так, как было изложено в стадиях;
линейная земля-туча. Результат пробивания атмосферного слоя между заряженной верхушкой и низом;
туча-туча. Формируется в гуще туч, вспышка появляется в результате столкновения полярных разрядов. Так пробивают друг друга расположенные рядом облака;
горизонтальная, как первый тип, но не доходит до поверхности земли. Вспышки разлетаются в разные стороны. Чтобы появилась такая молния, достаточно одной тучи на ясном небе, и она будет очень мощной;
ленточная. Необычная форма обусловлена несколькими одинаковыми каналами, которые идут параллельно сверху вниз. Предположительно причина в ветре, который физически расширяет каналы;
пунктирная. Возникает редко, изучена слабо. Выглядит, как пунктирная линия. Вероятнее всего, причина в том, что некоторые зоны быстро остывают;
шторовая. Запечатлеть такую на фото удалось только в 1994 году. Ее появлению сопутствует тихий, но уловимый гул. Выглядит, как широкая полоса света. В отличие от других формируется не внутри облака или под ним, а сверху;
спрайт. Если обычные формируются на высоте примерно в 16 км, то спрайт гораздо выше — в 50-130 км над землей. Это заряженная холодная плазма, которая бьет из тучи вверх. Образуются при очень сильной грозе сразу по несколько штук, длится не более сотни миллисекунд, длина вспышек достигает 60 км, диаметр — 100 км;
эльф. Такое название дали вспышкам конусообразной формы, обладают красноватым оттенком. Появляются в верхних слоях, длятся три миллисекунды, в высоту достигают сотни километров;
джет. Синие молнии трубчато-конусной формы. Живут немного дольше относительно эльфов;
вулканическая. Формируются при извержении вулкана, скорей всего действие обусловлено электрическим зарядом в лаве и пепле;
Огни Святого Эльма. Формально это не молния, а разряд, созданных на заостренных вершинах: макушках деревьев, горах, башнях и других. Причина появления в большой напряженности электрического поля. Так бывает в грозу или во время метели;
шаровая. Это круглые сгустки плазмы, они плывут прямо по воздуху. Как именно формируется шаровая молния, ученые не знают. Известно лишь то, что ведут себя такие молнии очень непредсказуемое. Кстати, некоторые деятели науки до сих пор не верят в их существование.

РАЗВИТИЕ МОЛНИИ

Развитие молнии начинается с того, что в некотором месте облака возникает очаг с повышенной концентрацией ионов — молекул воды и, составляющих воздух, газов, от которых отняли или к которым добавили электроны.

По одним гипотезам, такой очаг ионизации получается из-за разгона в электрическом поле свободных электронов, всегда имеющихся в воздухе в небольших количествах, и соударением их с нейтральными молекулами, которые сразу же ионизируются.

По другой гипотезе, начальный толчок вызывается космическими лучами, которые все время пронизывают нашу атмосферу, ионизируя молекулы воздуха.

Ионизированный газ служит неплохим проводником электричества, поэтому через ионизированные области начинает течь ток. Дальше — больше: проходящий ток нагревает область ионизации, вызывая всё новые высокоэнергетичные частицы, которые ионизируют близлежащие области, — канал молнии очень быстро распространяется.

В чем измеряется энергия

В переводе с греческого языка энергия – деятельность, сила, действие. Она является величиной скалярной и измеряет всевозможные виды движения и взаимосвязи материи. Энергия обозначается буквой E. Единицами измерения этой величины служат: в системе СИ – джоуль (Дж), в системе СГС – эрг.

Подсчёт электрической энергии, потребляемой электроприборами, осуществляют счётчики. Они выдают численные показания потребляемой мощности (квт) в квт час.

Связь между силой и энергией

Установлена связь между консервативной силой, которая вызывает потенциальную энергию всех взаимодействующих между собой тел, и этой энергией.

К сведению. Консервативными силами называются такие силы, которые совершают работу по перемещению точки. При этом работа обусловливается крайними положениями этой точки: начальным и конечным.

К консервативным силам относятся следующие силы:

тяжести;
упругости;
кулоновские силы.

Если замкнуть траекторию движения точки под действием консервативных сил, она будет равна нулю.

Проследить связь можно по следующему алгоритму:

Когда в любой точке пространства тело подвержено действию консервативной силы, значит, оно расположено в потенциальном поле.
Изменение положения тела внутри поля вызывает изменение потенциальной энергии, при котором консервативная сила выполняет работу.

Эта работа может быть выражена математическими действиями. К примеру, перемещение тела произошло в случайном направлении r, отклонившись от начального положения на очень малое расстояние dr. Значит, dA = F*dr*cosα = Fr, dr, где F = F* cosα составляет проекцию силы на направление r.

Есть равенство: dA = – dEп, где Eп – потенциальная энергия. Значит, поставив знак равенства между двумя выражениями, получается:

Fr *dr = – dEп, из которого выражается Fr = – dEп/dr.

Соотношение dEп/dr – это величина, показывающая скорость изменения потенциальной энергии вдоль данного направления, является производной Eп по направлению r.

Внимание! Знак «минус» означает уменьшение потенциальной энергии в направлении dr. Символ частной производной указывает на то, что дифференцирование потенциальной энергии Eп (x, y, z) происходит только с аргументом x при неизменных двух других. Связь между потенциальной энергией и силой

Связь между потенциальной энергией и силой

Мощность и энергия

Мощностью Р называется работа, производимая в единицу времени. Единица измерения мощности – ватт (Вт). Чтобы узнать, 1 квт сколько вт, нужно помнить, что «кило» это 103. Следовательно, 1 квт = 103 вт, а 10 квт = 104 вт.

Обычно мощность электроприёмников измеряют в киловаттах. Применимо к технике ещё существует измерение мощности в лошадиных силах (л.с.). Одна такая лошадиная сила равна 736 Вт.

Мощность и лошадиные силы

Возможность определённого тела или целой системы выполнять работу характеризуется их энергией. Энергия объединяет в своём понятии все события в природе. Для различных видов движения характерны разные виды энергии.

Совет. Механическая энергия, относящаяся к движению тела, называется кинетической, связанная с взаимоположением тел (частей тела) системы – потенциальной.

Механическая энергия

Калории и джоули

Прежде, чем разбираться, как переводить (конвертировать) калории в джоули и обратно, нужно знать, что означают эти два понятия.

Джоулем называется единица, которой измеряют работу, энергию или количество теплоты. В международной системе СИ джоуль обозначается Дж (J). Работа, производимая силой в один ньютон (1Н) по перемещению точки по направлению приложения силы на один метр (1м), равна одному джоулю (1 Дж).

Калория – величина, отдельно не отражённая в системах измерений, служит для определения количества тепла. Чтобы нагреть 1 г. воды на 1 С0, необходимо потратить энергию, равную 1 калории (кал). При этом 1 кал = 4,1868 Дж.

Связь с другими единицами

Для выражения калорий в джоули и назад можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Интерфейс программы позволяет вводить значения необходимых величин (пользуясь сокращениями кратных значений). Когда под рукой нет интернета, легко осуществить перевод, составив пропорцию. К примеру, необходимо узнать, сколько килокалорий в 100 кДж. Для этого составляют пропорцию:

1 кКал = 4,1868 кДж;
Х = 100 кДж.

Решая пропорцию, получают выражение Х=100*1/4,1868 = 23,9 кКал. Ответ – в 100 кДж заключается 23,9 ккал.

Цвет молнии

Молния может иметь разные оттенки: голубоватый, белый, желтый, оранжевый, красный. Цвет зависит от состава атмосферы. Канал молнии разогревается в 5 раз сильнее Солнца. При такой температуре воздуху свойственны голубые, фиолетовые тона. Поэтому разряды, видимые неподалеку в чистой атмосфере, приобретают синеватое свечение.

Голубоватое свечение молнии – наиболее распространенное

На более значительном расстоянии вспышки становятся белыми, еще дальше – желтеют. Так происходит из-за того, что голубые тона рассеиваются в воздухе. Если в атмосфере много пыли, вспышки приобретают оранжевый цвет.

Капли воды «окрашивают» молнию в красные оттенки. Наиболее редкое явление – создание сложных оптических эффектов за счет высокой концентрации мелких частиц льда в воздухе.

Правила защиты от молнии

Во время грозы необходимо придерживаться некоторых правил:

не стоит во это время приближаться к заземлению ближе, чем на 4 м; молниеотводы не защищают от шаровых молний, поэтому при грозе лучше закрыть все окна и двери, а также дымоходы; если гроза застала вас возле воды или в воде, срочно удалитесь от водоема как можно дальше; не прячьтесь от грозы под высокими деревьями – вероятность попадания в них молнии довольно высока, особенно если вы находитесь не в лесу, а на равнине.

Соблюдение элементарных правил безопасности может спасти вашу жизнь и жизни ваших близких. Чаще всего люди погибают именно потому, что не знают простых правил поведения и теряются в минуту опасности. В доме без молниезащиты при приближении грозы, нужно вынуть из розетки антенный ввод и вилки питания всех электронных приборов (телевизор, видео, компьютер, стиральная и сушильная машины, посудомоечная машина и т.д.), если сеть и электронные приборы не оборудованы т.н. приборами защиты от перенапряжения. Почти все электронные приборы очень чувствительны к грозовым перенапряжениям. Поэтому даже удар молнии на расстоянии до 2 км может вывести их из строя. Для обеспечения надежной молниезащиты здания обращайтесь за помощью к профессионалам.

Что надо знать о мощности вейпа? На что она влияет?

Небольшой ликбез по физике. Мощность измеряют в ваттах. В нашем с вами случае рассматривается электрическая мощность, которая подается на спираль в испарителе вейпа. Чем больше ватт, тем выше мощность устройства.

В современном технологичном моде с платой со встроенными вариваттом и варивольтом вейпер может регулировать мощность, которая подается на спираль в нагревателе, за счет этого увеличивать или понижать мощность самого устройства. Чем больше ватт подается на спираль, тем сильнее и интенсивнее будет испарение жидкости для вейпа.

Мощность вейпа влияет не только на совокупный процесс использования, но и на отдельные его составляющие. В частности, мощность вейпа показывает, как эффективно ваш мод может разогреть намотку.

Устройства с высокой мощностью способны генерировать густой сочный дым, на что не способен, например, недорогой мод со слабой мощностью. Это происходит из-за того, что устройство со слабой мощностью просто не в состоянии качественно разогреть, например, сразу две спирали, которыми укомплектовано устройство.

Можно ли определить мощность электронной сигареты или вейпа самостоятельно? Да. В моде с платой это сделать очень легко — достаточно открыть настройки, раздел с вариваттом и варивольтом, и посмотреть ограничения мощности в настройках.

На мощность вашего устройства также влияет сопротивление (Ом Ω).
И снова небольшой ликбез по физике. В омах измеряют сопротивление в электрической цепи.

Для пользователей это важно, поскольку чем ниже сопротивление испарителя вашего вейпа или электронной сигареты, тем больше электрического тока через него идет. Соответственно, при повышении сопротивления испарителя потребуется меньше тока на спираль

Многие спрашивают, какие показатели сопротивления испарителя им лучше выставлять. На этот вопрос не может быть однозначного ответа, потому что очень многое зависит от вашего устройства и от ваших предпочтений. Сопротивление в испарителе влияет на то, какие агрегатные качества будут у выдыхаемого вами пара.

Кроме того, разные жидкости для вейпа по-разному могут себя вести при различных показателях силы тока и сопротивления в зависимости от наличия тех или иных элементов в своем составе.

Как уже было сказано ранее, если у вашего испарителя низкие показатели сопротивления, электрического тока будет больше, а это влияет как на вкусовые качества пара, так и на сам процесс парения.

Больше тока — больше пара.
Вкусовые качества пара меняются: вкус становится менее насыщенным.
Сам пар нагревается интенсивнее, поэтому становится теплее.
Быстрее разряжается аккумулятор, поскольку в этом случае увеличивается потребление электрического тока.
Это, в свою очередь, ведет к снижению эксплуатационного срока службы аккумулятора и всего устройства.
Увеличивается расход жидкости для вейпа, капли испаряются быстрее, пара больше. Бывали случаи, когда при высокой силе тока в испарителе флакон жидкости в 30 миллиграммов уходил за один день.
Уменьшается срок службы испарителя. При стандартных условиях использования испарителя хватает в среднем на месяц работы. При пониженном показателе сопротивления и высокой силе тока эксплуатационный период испарителя может падать до пары дней.

Такого эффекта добиваются за счет использования низкого сопротивления и высокой силы тока. Верно и обратное. Если сопротивление в испарителе будет на высоком уровне, можно получить:

меньшее количество пара;
сам пар будет гораздо холоднее;
у пара проявляется более выраженный вкус, интенсивность вкуса также возрастает;
повышается эксплуатационный срок испарителя и устройства в целом;
жидкость для вейпа расходуется медленнее и более бережно;
срок службы аккумулятора возрастает.

Как защитить дом и дачу от последствий грозы

Весна в разгаре: на улице становится все теплее, в регионах России прокатились первые грозы. Самое время, чтобы подготовить дачи и дома к летнему сезону, в том числе позаботиться о защите жилья от ударов молнии.

Люблю грозу в начале мая

Гроза – уникальное природное явление: завораживающее, но в то же время крайне опасное. Когда молния попадает прямо в объект, на канал разряда приходится напряжение в миллионы вольт и ток в сотни тысяч ампер. Это несет угрозу жизни и здоровью человека, может спровоцировать пожар и повредить постройки. При ударе не в само здание, а очень близко к нему, с большой вероятностью в проводке возникнет электромагнитная индукция, что вызовет скачок напряжения, способный вывести из строя подключенные к сети электроприборы и технику.

Согласно некоторым расчетам, в нашей стране грозовой разряд ударяет в каждые 100 м2 раз в 71 год. Однако невозможно предугадать, когда именно случится этот удар на том или ином участке – завтра или только через 70 лет.

Предотвратить последствия ударов молнии и тем самым оградить людей от смертельной опасности, а имущество – от разрушений, помогают системы молниезащиты и заземления. С наступлением весны спрос на них традиционно растет, что подтверждается статистикой .

Молниеносная защита

Надежная система молниезащиты обязательно включает три основных элемента: молниеприемник, токоотвод и заземляющее устройство. Такой состав обеспечивает внешнюю защиту объекта от прямых грозовых ударов.

Молниеприемники бывают пассивными и активными. Существует мнение, что для одинаково эффективной молниезащиты активных устройств нужно меньше, чем пассивных. Однако многочисленные расчеты и испытания работоспособности активных молниеприемников это опровергают. Считается, что для частных домов все же наиболее оптимальны пассивные системы молниезащиты, которые, кстати, являются более традиционными.

Токоотводы изготавливаются из алюминиевой, стальной или медной проволоки диаметром 6-8 мм в среднем. В системе молниезащиты их должно быть несколько, чтобы ток распределялся по ним и не концентрировался в одном месте. Токоотводы крепят параллельно друг другу на крышах или внешних стенах с помощью специальных держателей, а также соединяют с молниеприемниками и заземлителями.

Устройства заземления переносят всю силу разряда в землю и таким образом как бы обезвреживают ток. Производятся из черных или цветных металлов. Заземлители из черной стали должны иметь токопроводящее антикоррозионное покрытие, выполненное по технологии лужения, омеднения или оцинкования. Если устройство изготовлено из меди или имеет защитное медное покрытие, то его монтируют в землю на глубину не ближе пяти метров к фундаменту здания или стальным подземным коммуникациям.

Для внутренней защиты здания, например, в случае, когда молния попадает в воздушную линию электропередач, рекомендуется применять устройство защиты от перенапряжений (УЗИП). Нужно установить его на вводе электропитания дома, чтобы не дать разряду попасть внутрь по проводам.

Профессионалы рекомендуют

За проектированием и качественным монтажом системы молниезащиты лучше обратиться к опытным специалистам. Профессионалы выполнят работы с учетом всех необходимых правил, в том числе таких документов, как:

«Правила устройства электроустановок»,
«Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД 34.21.122-87),
«Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (СО 153-34.21.122-2003).

Обозначенные в них рекомендации, наряду с требованиями ГОСТ, необходимо соблюдать и при выборе элементов для системы молниезащиты.

«Важно, чтобы все компоненты были изготовлены из качественных материалов. Если они состоят из стали, то должны иметь защитное покрытие, – рассказывает Дмитрий Кучеров

– Например, наша технология производства предполагает покрытие горячим цинком, благодаря чему повышается класс прочности элементов: изделия становятся более стойкими к коррозии и долговечнее – срок эксплуатации составляет более 25 лет».

Что делать во время грозы?

Если гроза застала на улице необходимо следовать таким правилам:

Нельзя прятаться под деревьями и другими высокими объектами, стоять рядом со столбами, дорожными знаками, в которые чаще всего бьет молния. Следует отойти от них подальше, так как от центра удара напряжение расходится в разные стороны.
На открытой местности нужно присесть и прижать голову к коленям, занять максимально низкорасположенное место.
Убрать подальше от себя зонт, все металлические и длинные предметы – они притягивают молнию.
Выключить телефон, прочие устройства.
При возможности укрыться в машине.
Не подходить к водоему, тем более не купаться.

Что делать во время грозы Находясь в помещении, следует также выключить телефон, электроприборы, подачу газа. Рекомендуется закрыть все окна. Существует версия, что даже луч лазерной указки, направленный в небо, может привлечь разряд.

Интересный факт: существует понятие шагового напряжения. Оно возникает между двумя точками поверхности, и чем больше расстояние между этими точками, тем выше сила тока. Например, в большей опасности находится крупный рогатый скот, лошади, потому что передние и задние ноги у них расположены далеко.

Существует ли шаровая молния

Плазменный шар, парящий в воздухе и двигающийся по непредсказуемой траектории. Это самое необъяснимое на сегодняшний день явление природы. Ученые до сих пор спорят, реальность или миф шаровая молния, но доказательств ни того, ни другого не существует.

Первое описание явления было сделано жителями графства Девон в 1638. Тогда более полусотни человек увидели огненный шар, который метался внутри одной из церквей, убил четырех прихожан и нанес ожоги 60 жителям города.

Появление объекта ставилось под сомнение и считалось обманом зрения вплоть до ХХ века. Как образуется интересное явление в разные столетия изучали Фарадей, Араго, Капица, Кельвин. И к середине прошлого столетия еще оставалось множество вопросов. связанных с тем, как появляется шаровая молния. В целом ученые сошлись во мнении, что она возникает вследствие электрического разряда.

Как образуется шаровая молния

Считается, что буйство природного объекта в среднем хоть раз в жизни наблюдал один человек из тысячи. Всего существует более десяти тысяч документально зафиксированных свидетельств. О причинах возникновения линейной молнии известно давно. Это электрический разряд, возникающий в нижних слоях облаков, спускающийся на землю по узкому каналу шириной несколько сантиметров. Мощность разряда оценивается в 3 млрд. Дж.

Исследования, как возникает шаровая молния, не привели к единому выводу, но позволили систематизировать знания, полученные от очевидцев:

физическое явление имеет свойство «жить» от 1 секунды до минуты;
скорость движения несколько метров в секунду;
выглядит, как шар;
исчезает со звуком, как от маленького взрыва, или в виде бесшумного испарения;
спектр цветов разнообразен от оранжевого до бледно-белого.

К 1972 году на основе анализа поведения шаровой молнии, физики пришли к мнению, из чего состоит огненный шар. Большинство согласилось, что это сгусток электромагнитного поля, который становится виден человеческому глазу. Не исключается, что это не что иное, как скопление ионизированного газа, по которому циркулирует электрический ток.

Сколько вольт в шаровой молнии

Проявляются разные свойства и последствия появления шаровой молнии. До сих пор неизвестно, какая температура у огненного шара. По свидетельству очевидцев иногда он прикасался к предметам, не причиняя никакого вреда и не оставляя следов. В других случаях действие шаровой молнии было уничтожающим. Она плавила стекло и металл, становилась причиной пожаров, соприкасаясь с деревянными предметами.

Во всяком случае, удалось установить тот факт, что шаровая молния имеет уникальную природу происхождения. А так же что она схожа с происхождением линейной молнии. Напряжение электрического тока в сгустке колеблется от десятков миллионов до миллиарда вольт.

Краткая историческая справка: эволюция представлений о шаровой молнии

Одним из первых свидетельств, подтверждённых многими очевидцами, стал случай, произошедший 21 октября 1638 года в деревне Уидеком-ин-те-Мур в Великобритании. Тогда раскаленный огненный шар влетел в церковь, разрушив несколько балок, сломав скамейки и разбив несколько окон, а после разделился на две части. Одна из них вылетела наружу, а другая пропала внутри. Наблюдатели истолковали явление как «пришествие дьявола» и обвинили в случившемся людей, которые играли в карты во время проповеди.

Башня церкви св. Панкратия, поврежденная шаровой молнией в Уидеком-ин-те-Муре. Фото 1983 года.

Описать явление шаровой молнии попытался Вильфрид де Фонвьюэль в своей книге «Молния и свечение», в которой описано более ста случаев появления этого природного явления.

Объяснением, как выглядит и образуется шаровая молния, занялся Франсуа Араго в своей книге «Гром и молния». Однако исследование проводилось не по горячим следам, да и наблюдения были сделаны людьми, не имеющими отношения к науке.

Наибольшие успехи в изучении шаровой молнии были достигнуты в конце девятнадцатого и в двадцатом веках, когда четвертое состояние вещества — плазма — было открыто Уильямом Круксом и было доказано, что атом делим. Тогда начали появляться наиболее признанные гипотезы.

Серия изображений, показывающих создание подобия шарообразной молнии в лаборатории. Изображения: BBC.

Что такое молния

Чаще всего молнии возникают в грозовых облаках, но могут наблюдаться при извержении вулканов, пылевых бурях и торнадо.

Как появляется молния

Всё дело в процессах, которые происходят в облаках. Каждое облако состоит из огромного количества капелек, а когда их концентрация повышается, мы можем наблюдать тучу. Внутри облака капельки часто замерзают и становятся льдинками, которые сталкиваясь друг с другом, получают положительный и отрицательный заряды. Положительно заряженные льдинки всегда скапливаются наверху облака, отрицательные — в нижней его части. Так и получается, что верхняя часть облака заряжается положительно, нижняя — отрицательно.

Чаще всего для возникновения молнии нужны два таких облака. Они должны подойти друг к другу: одно — положительной стороной, другое — отрицательной. До определённого момента два облака не контактируют из-за воздушной прослойки между ними, но со временем заряженные частицы начинают прорываться, ведь плюс и минус притягиваются.

Возникновение молнии

Именно за первыми заряженными частицами, которые преодолели воздушный барьер, следует вся накопленная энергия. В этот момент и возникает молния.

Виды молний

В зависимости от того, куда направлен разряд, можно выделить такие разновидности:

Молния внутри облака. Нередко разряд проходит внутри одного облака, ведь в нём есть и положительный, и отрицательный заряды.
Молния облако-облако. Наиболее распространённый тип, когда разряд происходит между двумя облаками. Для этого они должны быть грозовыми и подойти друг к другу противоположно заряженными сторонами.
Молния облако-земля. В этом случае вместо второго положительно заряженного облака выступает поверхность земли или какой-либо объект на ней. Область земли под облаком оказывается положительной из-за того, что при испарении лишилась отрицательных электронов. Таким образом, складываются условия, когда разряд проходит между отрицательной нижней частью облака и положительной поверхностью земли.

Почему молния не возникает зимой

Ледяные кристаллы в облаке приходят в движение из-за восходящего с земли тёплого потока воздуха. Зимой такой поток не очень сильный, поэтому большинство облаков не становятся грозовыми.

Почему слышен гром

Раскат грома — это ничто иное, как ударная волна от молнии. Когда возникает электрический разряд, воздух вокруг резко нагревается до запредельных температур и мгновенно расширяется, создавая звуковую волну. Свет от молнии распространяется быстрее, чем звук, поэтому мы сначала видим вспышку, а потом слышим гром.

Откуда берутся молнии

Сейчас ответ на этот вопрос однозначен. Они появляются из атмосферы и являются разрядом между слоями воздуха или слоем воздуха и землей. Иногда они бьют в землю, а иногда между слоями атмосферы, но для современного образованного человека в них нет ничего мистического. Зато раньше люди что только не придумывали.. Самым известным персонажем является Зевс — бог неба, грома и молний в древнегреческой мифологии. Он был не только главным из богов-олимпийцев, мужем Геры и братом Посейдона, но и ведал всем миром. То есть, был главным богом. В римской мифологии его отождествляли с Юпитером, у славян был Перун, а у скандинавов — Тор.

Зевса всегда изображали очень по-разному.

Были и другие верования, но все они, как правило, носили локальный или основанный на местных верованиях характер. В первом случае, это было оружие какого-то мистического существа, живущего в пещере, долине, гавани и прочих местах, которое не хотело, чтобы к нему кто-то приближался и таким образом защищало свои владения. Во втором случае, это были верования в гнев местных богов или наоборот предупреждения светлых сил о грядущей беде.

Вариантов всегда было много, что неудивительно, так как объяснить принцип работы молнии без знаний физики и ее раздела электрики, было просто невозможно. Вот люди и придумывали что не попадя, по факту просто делясь своими фантазиями.

Как пользоваться

Чтобы перевести ток в мощность, достаточно ввести номинальное напряжение и указать вторую известную величину. Калькулятор автоматически рассчитает неизвестный показатель и выведет результат.

Узнать напряжение и стандартную силу тока можно в технической документации устройства. Для приборов бытовой техники обычно указывается мощность, из которой также легко вычислить ток. Для удобства в калькуляторе можно переключать ватты на киловатты, а ампера на миллиамперы.

Читайте далее:

Расчет мощности электричества при ремонте и проектировании

Калькулятор перевода киловатт в лошадиные силы

Калькулятор перевода давления в бар на давление в мегапаскалях, килограмм силы, фунт силы и амосферах

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

Калькулятор расчета времени разряда АКБ

Пересчет мощности в ток для однофазной сети

Расчет тока выполняется обычно в процессе подбора автомата, обслуживающего мощный потребитель типа прямоточного водонагревателя.

На основании выражений (1) и (2) задача решается в одно действие. Для этого достаточно разделить мощность на напряжение.

Величина мощности приводится в техническом описании устройства или же указывается прямо на его корпусе. Напряжение принимается равным 220 В, что создает некоторый запас расчета.

При указании мощности в киловаттах в расчет добавляется одно действие: необходимо предварительно перевести киловатты в ватты с учетом формулы (3).

Например, нагреватель имеет мощность 2,8 кВт. Тогда расчет тока выполняется следующим образом:

W = 2,8*1000 = 2800 Вт;
I = W/220 = 12,7 А.

Если мощность указывается в ВА или кВА, то выкладка не меняется, т.е. 3000/220 = 13,7 А (во втором случае предварительно переводим кВА в простые ВА, т.е. 3 кВА = 3*1000 = 3000 ВА).

Главной особенностью в данном случае становится то, что с учетом типового для бытовых устройств cosφ = 0,85 полезную работу будет выполнять 11,6 А (т.е. 85% всего тока), тогда как оставшиеся 2,1 А являются реактивным током, который бесполезно расходуется на разогрев проводов.