Kaj je atmosferska električna energija?

Sodobna znanost ima razmeroma veliko znanje o zemeljskem ozračju in raznolikosti procesov, ki se pojavljajo v njej. Zdi se, da je vse to treba dobro raziskati in natančno modelirati v laboratorijih, ki so jih podprle znanstveniki. Vendar se izkaže, da doslej ni jasne, nedvoumne slike takega pojava kot atmosferska električna energija. Nasprotno, obstaja več modelov, od katerih ima vsaka svoje prednosti in slabosti.

Malo zgodovine

Človek, ki je stal v izvoru raziskav in znanstveno potrdil, da je ta pojav fenomen, je svetovno znani ideolog Združenih držav Benjamin Franklin. Dejansko je atmosferska električna energija kot fizični pojav je bil pred njim v fazi hipotetičnih izračunov. Eden od ameriških ustanoviteljskih očetov je najprej pokazal svojo prisotnost v zraku in pojasnil tudi vzroke strele. Najbolj zanimiva stvar v tej zgodbi je dejstvo, da je Franklin dokazoval zmaj s posebno žico na njej.

Na ta način je zbral električno energijo, prejel je iskro, ki je zlomil ključ v enostavni shemi ozemljitve. Preprost način za dokazovanje prisotnosti obtočnih delcev v ozračju pa ne zmanjšuje zaslug tega velikega politika, pa tudi znanstvenika pri odkrivanju tega fenomena narave. Kasneje so fiziki po vsem svetu začeli potrjevati rezultate s svojimi lastnimi eksperimenti te vrste.

Kaj je atmosferska električna energija?

To je niz raznovrstnih procesov, ki jih povzroča prisotnost napolnjenih delcev v zraku, ki obkroža Zemljo. Znanstveniki raziskujejo takšne pojave kot električno polje atmosfere, njene napetosti, tokovi, ki obstajajo v povezavi s tem, volumetrične obremenitve in številne druge trenutke. Na primer, meteorološki, ekološki dejavniki, vpliv na različne veje antropološke dejavnosti človeštva: letalstvo, industrija, kmetijstvo itd.

Udobna fizična analogija

Naš planet v zelo grobem približevanju je ogromen sferični kondenzator. To je najpreprostejša naprava, ki jo lahko ohranite električna energija. Kot obloge velikanskega kondenzatorja je možno upoštevati ionosfero in zemljo površino. V tem primeru je izolator zrak, ki ima pri običajnih pogojih zelo majhno električno prevodnost. Površina Zemlje se zaračuna negativno in ionosfera je pozitivna.

Med ploščami konvencionalnega kondenzatorja se tukaj oblikuje električno polje, ki ima povsem enolične značilnosti. Njegova intenzivnost je na primer na najvišji površini zemlje, eksponentno se zmanjšuje s povečanjem nadmorske višine. Mimogrede, že 10 kilometrov nad morsko gladino, je njegova vrednost 30-krat manjša. To polje v bistvu predstavlja celoten razpon pojavov, združenih pod splošnim imenom "električna energija v atmosferi".

To je eden najpogostejših modelov sodobnega znanstvenega sveta. Imenuje se teorija Wilson. Obstaja tudi hipoteza, ki jo je razvil sovjetski znanstvenik Frenkel, po katerem ionosfera nima nobene pomembne vloge pri ustvarjanju električnega polja. Verjel je, da je nastal predvsem zaradi interakcije zemeljske površine in oblakov ter njihove polarizacije.

Naravni generator

Ampak, če se vrnemo k modelu kondenzatorja, ki zagotavlja ne samo dobro analogijo, ampak tudi teoretične možnosti za ustvarjanje virov skoraj brez energije, se električna energija v atmosferi manifestira le v nekaj osnovnih procesih. Razmislite o najpomembnejših.

Najprej so ti ti tokovi uhajanja. Kar se tiče konvencionalnega kondenzatorja, gre za parazitske pojave, ki zmanjšujejo njegovo učinkovitost pri ohranjanju polnjenja. Pri atmosferi se ti konvektivni tokovi tvorijo, na primer, v orkanih in nevihtah. Njihova moč doseže več deset tisoč amperov in kljub temu potencialna razlika med zemeljsko površino in ionosfero ne prinaša bistvenih sprememb, seveda ohranja poljsko jakost. V električnem vezju, ki vsebuje kondenzator, je to mogoče samo z dodatnim generatorjem.

Po logiki je treba v primeru Zemljinega ozračja prevzeti prisotnost nečesa podobnega. Dejansko je na voljo tak vir energije. To je magnetno polje našega planeta, ki se vrti z njo v toku sončnega sevanja, ustvarja močan generator. Mimogrede, obstaja ideja o uporabi svoje energije, ki uporablja samo atmosfero elektrika. Brezplačno energija je neverjetno močna spodbuda za razvoj znanstvene misli na vseh področjih človeške dejavnosti. Ta trend fizike atmosferskih pojavov ni zanemarjal. Toda o tem - malo kasneje.

Nevihta

Naslednji zanimiv in pomemben proces, ki poteka v ozračju, je izpuščanje iskrenih plinov, ki spremljajo nevihte. Tako kot konvektivni tokovi je to parazitski pojav s stališča kondenzatorskega modela električnega polja, ki je nastal med Zemljino površino in ionosfero. In to na žalost ne omejuje negativnega učinka pojavov izpustov v ozračje. Pri tem moramo opozoriti na nevarnost strele za talne objekte antropogene dejavnosti, vključno z uničujočim vplivom šoka in toplotnimi preobremenitvami, ki spremljajo ta izjemen pojav.

Utrujenost

Dokaz o električni naravi strele, ki jo je tako elegantno dokazal Franklin, predstavlja eno logično vprašanje. Najverjetneje je zaskrbljen še vedno sodobnike ustanovitvenega očeta. Torej, atmosferska električna energija je visoka ali nizka napetost?

Po že omenjenem modelu kondenzatorja bi morala potencialna razlika med ploščami planetarne lestvice tvoriti električno polje. Dejansko negativno nabita površina Zemlje na eni strani in pozitivno zaračunana ionosfera tvorita polje visoke napetosti. Električni pojavi v oblakih povzročajo ogromne volumetrične obremenitve le v spodnjem delu ozračja. Zato, poljska jakost Zemljina površina je veliko večja kot na primer na nadmorski višini 10 km.

Očitno je, da električno polje te intenzitete tvori močne prazninske tokove, ki jih neizkušeni opazovalec vidi pri navadni nevihti na srednjih zemljepisnih širinah. Zato je napetost v izpustnem kanalu visoka.

Lights of St. Elma

Poleg iskre, v ozračju, razelektritev korona, ki se zaradi zgodovinske tradicije imenuje luči sv. Elm. Izgleda kot ščetke ali žareče žarke na koncih visokih predmetov, kot so drogovi ladij, stolpi itd. Ta pojav je mogoče opaziti samo v temi. Vzrok za pojav svetlobnih svetilk je povečanje intenzivnosti električnega polja okolja, na primer pri približevanju ali med nevihto, nevihtami, mehurji itd.

Takšen izpust je mogoče zlahka doseči doma. Dejansko je električna energija z lastnimi rokami - precej preprosta. Na primer, lahko vzamete sintetični pulover in začnete prinašati iglo. Na določeni razdalji se na vrsti pojavi raztok, ki ga je mogoče dobro opazovati v popolni temi.

Kroglična strela

Še ena grenka manifestacija je izpust plina, ki ponavadi ima sferično obliko. Gre za žoga, ki je edinstven in zelo redek naravni pojav. Znanstveniki še vedno ne morejo pristati na ustrezno teoretično podlago za obstoj tega pojava. In do leta 2012 ni bilo nobenih dokumentarnih dokazov o resničnosti požarnih kroglic. Bodite tako, kot je to, to je še ena skrivnost zemeljske atmosfere, nad katero se znanstveniki še vedno borijo.

Ekološki dejavnik

O vplivu strele na različne vrste človeške dejavnosti smo že govorili. Atmosferska električna energija kot dejavnik okolja je zelo pomembna točka, ki jo je treba obravnavati tudi. Z vidika človeškega obvladovanja različnih virov, ki mu jih daje planet Zemlje, ga zračno okolje omogoča, da ohranja obstoj kot vrsto.

Prisotnost električnega polja v ozračju ima številne neprijetne posledice za antropogeno delovanje. Nekateri od njih so precej neškodljivi, vendar številni manifestacije omogočajo najboljše inženirske misli, da razmišljajo o učinkovitih načinih za pomiritev močnih sil narave.

Varnost vitalnih funkcij

Atmosferska električna energija in zaščita pred njimi sta najpomembnejša tema, ki jo je treba obravnavati v okviru ekologije. Seveda je najnevarnejša - najmočnejša iskra, kot je strela. In to ne velja le za njihovo kopensko raznovrstnost. Razsvetljava v oblaku predstavlja določeno grožnjo za civilno in vojaško letalstvo. Kakorkoli, vsi izpustni atmosferski pojavi so predmet skrbnega spremljanja in preprečevanja morebitne škode. To opravljajo posebne inženirske storitve v istem letalstvu, ladjedelništvu ali strelovodni zaščiti stavb, elektrarn itd.

Prosta energija

Na koncu se vrnemo k vprašanju skoraj brezplačne energije, ki jo lahko zagotovi atmosferska električna energija. Tesla, slavni gospoda strele, je opravil ogromno raziskav z namenom praktične uporabe tega naravnega pojava. Njegova dela niso bila zapravljena. Sodobni inženirji patentirajo različne načine pridobivanja energije v povezavi z dejstvom prisotnosti močnega električnega polja v bližini zemeljske površine.

Presenetljiv primer je vezje z navpično nameščenim ozemljenim vodnikom, med zgornjim in spodnjim koncem pa se pojavi enaka potencialna razlika zaradi enake razpoložljivosti polj. Ta energija, ki jo je ustvaril, se lahko ekstrahira z oblikovanjem nadzorovane koronske raztopine na zgornjem koncu prevodnika. Zaradi tega je možno vzdrževati tok v prevodniku, kar pomeni, da je varno povezati potrošnika z njim.

Tako električna energija v atmosferi, kljub grožnjam za normalno antropogeno dejavnost, ponuja tudi veliko možnosti za zagotovitev skoraj celotne človeštva skoraj brez energije.