Moderne videnskab har et relativt stort lager af viden om Jordens atmosfære og de mange forskellige processer, der finder sted i den. Det ser ud til, at alt dette burde være godt undersøgt og omhyggeligt modelleret i laboratorier, der foretrækkes af videnskabsmænd. Det viser sig dog, at der indtil nu ikke er noget klart, entydigt billede af et sådant fænomen som atmosfærisk elektricitet. Tværtimod er der flere modeller, som hver har sine fordele og ulemper.
Lidt historie
Den person, der stod ved begyndelsen af undersøgelsen og videnskabeligt bekræftede, at dette fænomen faktisk eksisterede, er den verdensberømte ideolog for dannelsen af USA - Benjamin Franklin. Faktisk var atmosfærisk elektricitet som et fysisk fænomen før ham i fase med hypotetiske beregninger. En af Amerikas stiftende fædre var den første til at vise sin tilstedeværelse i luften og forklarede også årsagerneforekomst af lyn. Det mest interessante ved denne historie er det faktum, at Franklin brugte en drage med en speciel spids wire på for at bevise det.
Ved at indsamle elektricitet på denne måde modtog han en gnistutladning, der åbnede nøglen i det enkleste jordingskredsløb. En simpel måde at bevise tilstedeværelsen af ladede partikler i atmosfæren på, forringer dog på ingen måde fordelene ved denne store politiker, såvel som videnskabsmanden, i opdagelsen af det naturlige fænomen, der betragtes her. Efterfølgende begyndte fysikere rundt om i verden at bekræfte deres resultater med deres egne eksperimenter af denne art.
Hvad er atmosfærisk elektricitet?
Dette er en kombination af forskellige processer forårsaget af tilstedeværelsen af ladede partikler i luften omkring Jorden. Forskere undersøger sådanne fænomener som atmosfærens elektriske felt, dens intensitet, de strømme, der eksisterer i forbindelse med dette, rumladninger og mange andre punkter. For eksempel meteorologiske, miljømæssige faktorer, indvirkningen på forskellige grene af menneskelig antropologisk aktivitet: luftfart, industri, landbrug osv.
Bekvem fysisk analogi
Vores planet i en meget grov tilnærmelse er en enorm sfærisk kondensator. Dette er den enkleste enhed, der kan lagre elektrisk energi. Ionosfæren og selve jordens overflade kan betragtes som pladerne af en gigantisk kondensator. I dette tilfælde fungerer luft som en isolator, hvilket under normale forhold harmeget lav elektrisk ledningsevne. Jordens overflade er negativt ladet, mens ionosfæren er positivt ladet.
Som mellem pladerne på en konventionel kondensator dannes her et elektrisk felt, som har helt unikke egenskaber. For eksempel er dens intensitet maksimal nær jordens overflade, og den aftager eksponentielt med stigende højde. Forresten, allerede ved 10 kilometer over havets overflade er dens værdi 30 gange lavere. Dette felt danner dybest set hele rækken af fænomener, forenet under det generelle navn "atmosfærisk elektricitet".
Dette er en af de mest almindelige modeller i den moderne videnskabelige verden. Det kaldes Wilsons teori. Der er også en hypotese fremsat af den sovjetiske videnskabsmand Frenkel, ifølge hvilken ionosfæren ikke spiller nogen væsentlig rolle i at skabe det elektriske felt. Han mente, at det hovedsageligt er dannet på grund af samspillet mellem jordens overflade og skyer, samt deres polarisering.
Natural Generator
Men hvis vi vender tilbage til kondensatormodellen, som ikke kun giver en god analogi, men også teoretiske muligheder for at skabe kilder til praktisk t alt fri energi, så manifesterer atmosfærisk elektricitet sig i blot nogle få grundlæggende processer. Overvej det vigtigste.
Først og fremmest er disse de såkaldte lækstrømme. Hvad angår en konventionel kondensator, er disse parasitære fænomener, der reducerer dens effektivitet ved lagring af ladning. I atmosfærens tilfælde er der tale om konvektive strømme dannet f.eksorkan- og tordenvejrsområder. Deres styrke når titusindvis af ampere, og på trods af dette oplever den potentielle forskel mellem jordens overflade og ionosfæren ingen væsentlige ændringer, hvilket naturligvis bevarer feltstyrken. I et elektrisk kredsløb, der indeholder en kondensator, er dette kun muligt med en ekstra generator.
Ifølge logikken er det værd at antage tilstedeværelsen af noget lignende i tilfældet med Jordens atmosfære. Der er faktisk en sådan energikilde. Dette er vores planets magnetfelt, som roterer med det i en strøm af solstråling, skaber en kraftig generator. Forresten er der en idé om at bruge sin energi, kun ved at bruge atmosfærisk elektricitet. Fri energi er en utrolig kraftfuld stimulans til udviklingen af videnskabelig tanke på alle områder af menneskelig aktivitet. Denne tendens er ikke gået uden om atmosfæriske fænomeners fysik. Men mere om det senere.
Tordenvejr
Den næste interessante og vigtige proces i atmosfæren er gnistgasudledningerne, der ledsager tordenvejr. Ligesom konvektive strømme er dette et parasitisk fænomen set fra kondensatormodellen af det elektriske felt, der skabes mellem jordens overflade og ionosfæren. Og dette er desværre langt fra begrænset til den negative virkning af udledningsfænomener i atmosfæren. Her skal det bemærkes faren for lynnedslag for terrestriske objekter med menneskeskabt aktivitet, herunder den ødelæggende virkning af stød og termiske overbelastninger, der ledsager dette formidable fænomen.
lynlåse
Bevis på lynets elektriske natur, så elegant bevistFranklin, danner et logisk spørgsmål. Mest sandsynligt bekymrede han selv grundlæggerens samtidige. Så er atmosfærisk elektricitet høj eller lav spænding?
Ifølge den allerede nævnte kondensatormodel skulle potentialforskellen mellem pladerne på en planetarisk skala danne et elektrisk felt. Faktisk danner den negativt ladede overflade af Jorden på den ene side og den positivt ladede ionosfære et felt med høj intensitet. Elektriske fænomener i skyerne skaber enorme rumladninger bare i den nederste del af atmosfæren. Derfor er feltstyrken ved jordens overflade meget større end f.eks. i en højde på 10 km.
Det er klart, at et elektrisk felt med denne intensitet genererer kraftige udladningsstrømme, som en uerfaren observatør kan se under et almindeligt tordenvejr på mellembreddegrader. Derfor er spændingen i udladningskanalen høj.
St. Elmo's Lights
Udover gnisten er der en coronaudladning i atmosfæren, som på grund af historisk tradition kaldes St. Elmo-brandene. Det ligner børster eller lysende stråler i enderne af høje genstande, såsom skibsmaster, tårne osv. Desuden kan dette fænomen kun observeres i mørke. Årsagen til udseendet af St. Elmo's lys er en stigning i miljøets elektriske feltstyrke, f.eks. når man nærmer sig eller under et tordenvejr, storm, snestorm osv.
Sådan en udledning kan væreret nemt at få derhjemme. Gør-det-selv atmosfærisk elektricitet er faktisk en meget enkel sag. For eksempel kan du tage en syntetisk sweater af og begynde at bringe en nål til den. Fra en vis afstand vil der opstå et udflåd ved dens spids, som tydeligt kan observeres i fuldstændig mørke.
Fireball
En anden manifestation af tordenvejr er en gasudledning, som norm alt har en sfærisk form. Vi taler om kuglelyn, som er et unikt og meget sjældent naturfænomen. Forskere kan stadig ikke blive enige om en tilstrækkelig teoretisk begrundelse for eksistensen af dette fænomen. Og indtil 2012 var der overhovedet ingen dokumentation for kuglelynets virkelighed. Hvorom alting er, så er dette endnu et mysterium om jordens atmosfære, som forskerne stadig kæmper med.
Miljøfaktor
Det er allerede blevet sagt ovenfor om lynets indvirkning på forskellige typer menneskelige aktiviteter. Atmosfærisk elektricitet som miljøfaktor er et meget vigtigt punkt, som også bør diskuteres. Ud fra synspunktet om menneskelig udvikling af de forskellige ressourcer, som planeten Jorden har givet ham, giver luftmiljøet ham mulighed for at opretholde eksistensen som en art.
Tilstedeværelsen af et elektrisk felt i atmosfæren har mange ubehagelige konsekvenser for menneskelige aktiviteter. Nogle af dem er ret harmløse, men mange manifestationer tvinger de bedste ingeniørsind til at finde på effektive måder at pacificere formidable kræfter.natur.
Livssikkerhed
Atmosfærisk elektricitet og beskyttelse mod det er det vigtigste spørgsmål, der bør diskuteres i forbindelse med økologi. Naturligvis er de mest farlige de kraftigste gnistutladninger, som lyn. Og dette gælder ikke kun for deres terrestriske sorter. Intra-sky lyn udgør en vis trussel mod civil og militær luftfart. På den ene eller anden måde er alle atmosfæriske udledningsfænomener underlagt nøje observation og forebyggelse af mulige skader. Dette gøres af særlige ingeniørtjenester inden for samme luftfart, skibsbygning eller lynbeskyttelse af bygninger, kraftværker osv.
Gratis energi
Lad os endelig vende tilbage til spørgsmålet om praktisk t alt gratis energi, som atmosfærisk elektricitet kan levere. Tesla, den berømte lynmester, foretog en enorm mængde forskning for at omsætte dette naturlige fænomen i praksis. Hans arbejde var ikke forgæves. Moderne ingeniører patenterer forskellige metoder til energiproduktion på grund af det faktum, at der er et kraftigt elektrisk felt nær jordens overflade.
Et slående eksempel er et kredsløb med en lodret installeret jordet leder, mellem den øvre og nedre ende, hvor der opstår en potentialforskel på grund af den samme tilstedeværelse af feltet. Denne energi, der skabes af den, kan udvindes ved at danne en kontrolleret koronaudladning i den øvre ende af lederen. Som følge heraf kan der opretholdes strøm i lederen, hvilket betyder, at det er sikkert at tilslutte en forbruger til den.
Således åbner atmosfærisk elektricitet, på trods af de eksisterende trusler mod normal menneskeskabt aktivitet, også store muligheder for at forsyne hele menneskeheden med praktisk t alt gratis energi.
