Физика / Реферат: Электрические и плазменные явления в атмосфере

Реферат: Электрические и плазменные явления в атмосфере

Первопричиной электрических разрядов в атмосфере, является разделение электрический заряд. Как правило облака имеют положительный заряд в верхней части и отрицательный в верхней части по отношению к земле.

Только в 10 % случаях бывают другие распределения зарядов.

Разность потенциалов в облаках достигают В. Электрический заряд грозового облака = 4Кл. Расстояние между зарядами в облаке примерно 2¸5км. При этом средняя напряженность достаточна для пробоев.

Механизм ионизации в грозовом облаке:

1. Фотоионизация.

2. Электризация капель при дроблении, при этом отрываемые капли имеют “-“ заряд.

3. Двойной электрический слой на поверхности капли. =0,26 В.

Двойной электрический слой возникает за счет того, что молекулы воды, являясь диполями имеют пространственную ориентацию.

В этом случае капля воды будет преимущественно захватывать отрицательные ионы из атмосферы, приобретая избыточный отрицательный заряд. Пока не достигнута разность потенциалов двойного электрического слоя.

Исследование зарядки капель провели в нашей лаборатории. Размер капли воды ; ; N – количество поглощенных ионов поверхностью частицы. Если , то .

4. Оседание отрицательных капель под действием силы тяжести.

Положительный заряд сохраняется в виде ионовв атмосфере.

Все эти процессы создают нижнюю часть облака , верхнюю - .

Световая вспышка молний длится в среднем 200 мс с интервалом 40мс. Каждый импульс начинается с прорастанием к земле лидерного канала, который светит достаточно слабо. Ток в этом канале приблизительно 100 А. Приближаясь к земле канал начинает ветвиться.

После столкновения лидера с землей, обратно к облаку распространяется яркий световой канал .

Главная стадия возвращения удара проходит при I=100 кА. Далее, через этот искровой канал, в течении 40 мс. и при I=200 A. на землю стекает весь “–“ заряд.

Основные параметры внутриоблачных разрядов.

Длительные вспышки – от 0,01 до 2 секунд. Число импульсов от 1 до 26. Интервал от 3 до 100 мс. Заряд облака от 3 до 80 Кл.

Ступенчатый лидер:

L – от 3 до 200 м.

Пауза – от 30 до 125 мс.

– от до см/с.