Ang modernong agham ay may medyo malaking stock ng kaalaman tungkol sa atmospera ng Earth at ang iba't ibang prosesong nagaganap dito. Tila ang lahat ng ito ay dapat na sinaliksik nang mabuti at masusing huwaran sa mga laboratoryo na pinapaboran ng mga siyentipiko. Gayunpaman, lumalabas na hanggang ngayon ay walang malinaw, hindi malabo na larawan ng naturang kababalaghan bilang kuryente sa atmospera. Sa kabaligtaran, mayroong ilang mga modelo, na bawat isa ay may mga kalamangan at kahinaan.
Kaunting kasaysayan
Ang taong nakatayo sa pinanggalingan ng pag-aaral at kinumpirma ng siyentipiko, sa katunayan, ang pagkakaroon ng hindi pangkaraniwang bagay na ito, ay ang kilalang ideologist sa buong mundo ng pagbuo ng Estados Unidos - si Benjamin Franklin. Sa katunayan, ang koryente sa atmospera bilang isang pisikal na kababalaghan ay bago sa kanya sa yugto ng hypothetical na mga kalkulasyon. Isa sa mga Founding Fathers ng America ang unang nagpakita ng kanyang presensya sa himpapawid, at ipinaliwanag din ang mga dahilanpaglitaw ng kidlat. Ang pinakakawili-wiling bagay sa kuwentong ito ay ang katotohanang gumamit si Franklin ng isang saranggola na may espesyal na nakatutok na wire upang patunayan ito.
Sa pamamagitan ng pagkolekta ng kuryente sa ganitong paraan, nakatanggap siya ng spark discharge, na binubuksan ang susi sa pinakasimpleng grounding circuit. Ang isang simpleng paraan upang patunayan ang pagkakaroon ng mga sisingilin na particle sa atmospera, gayunpaman, sa anumang paraan ay hindi nakakabawas sa mga merito ng mahusay na politiko na ito, pati na rin ng siyentipiko, sa pagtuklas ng natural na kababalaghan na isinasaalang-alang dito. Kasunod nito, sinimulang kumpirmahin ng mga physicist sa buong mundo ang kanilang mga resulta sa kanilang sariling mga eksperimento sa ganitong uri.
Ano ang atmospheric electricity?
Ito ay kumbinasyon ng iba't ibang proseso na dulot ng pagkakaroon ng mga naka-charge na particle sa hangin na nakapalibot sa Earth. Sinisiyasat ng mga siyentipiko ang mga phenomena tulad ng electric field ng atmospera, ang intensity nito, ang mga alon na umiiral kaugnay nito, mga singil sa espasyo, at marami pang ibang mga punto. Halimbawa, meteorolohiko, mga salik sa kapaligiran, ang epekto sa iba't ibang sangay ng aktibidad ng antropolohiya ng tao: abyasyon, industriya, agrikultura, atbp.
Maginhawang pisikal na pagkakatulad
Ang ating planeta sa isang napakahirap na pagtatantya ay isang malaking spherical capacitor. Ito ang pinakasimpleng aparato na maaaring mag-imbak ng elektrikal na enerhiya. Ang ionosphere at ang ibabaw ng lupa mismo ay maaaring ituring na mga plate ng isang higanteng kapasitor. Sa kasong ito, ang hangin ay gumaganap bilang isang insulator, na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay maynapakababang electrical conductivity. Ang ibabaw ng Earth ay may negatibong charge, habang ang ionosphere ay may positibong charge.
Bilang sa pagitan ng mga plate ng isang conventional capacitor, isang electric field ang nabuo dito, na may ganap na kakaibang katangian. Halimbawa, ang intensity nito ay pinakamataas malapit sa ibabaw ng lupa, na bumababa nang husto sa pagtaas ng taas. Sa pamamagitan ng paraan, nasa 10 kilometro sa itaas ng antas ng dagat, ang halaga nito ay 30 beses na mas mababa. Karaniwang binubuo ng field na ito ang buong iba't ibang phenomena, na pinagsama sa ilalim ng pangkalahatang pangalang "atmospheric electricity".
Ito ang isa sa mga pinakakaraniwang modelo sa modernong siyentipikong mundo. Tinatawag itong teorya ni Wilson. Mayroon ding hypothesis na iniharap ng siyentipikong Sobyet na si Frenkel, ayon sa kung saan ang ionosphere ay hindi gumaganap ng anumang makabuluhang papel sa paglikha ng electric field. Naniniwala siya na ito ay nabubuo pangunahin dahil sa interaksyon ng ibabaw ng mundo at mga ulap, gayundin ang polarisasyon ng mga ito.
Natural Generator
Ngunit kung babalik tayo sa modelo ng capacitor, na nagbibigay hindi lamang ng magandang pagkakatulad, kundi pati na rin ng mga teoretikal na posibilidad para sa paglikha ng mga mapagkukunan ng halos libreng enerhiya, kung gayon ang kuryente sa atmospera ay nagpapakita mismo sa ilang mga pangunahing proseso. Isaalang-alang ang pinakamahalaga.
Una sa lahat, ito ang tinatawag na leakage currents. Tulad ng para sa isang maginoo na kapasitor, ito ay mga parasitic phenomena na nagpapababa ng pagiging epektibo nito sa pag-iimbak ng singil. Sa kaso ng atmospera, ito ay mga convective na alon na nabuo, halimbawa, samga lugar ng bagyo at pagkidlat. Ang kanilang lakas ay umabot sa libu-libong amperes, at, sa kabila nito, ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng ibabaw ng lupa at ng ionosphere ay hindi nakakaranas ng anumang mga makabuluhang pagbabago, na pinapanatili, siyempre, ang lakas ng field. Sa isang de-koryenteng circuit na naglalaman ng capacitor, posible lang ito sa karagdagang generator.
Kasunod ng lohika, sulit na ipagpalagay na mayroong isang bagay na katulad sa kaso ng atmospera ng Earth. Sa katunayan, mayroong isang mapagkukunan ng enerhiya. Ito ang magnetic field ng ating planeta, na, umiikot kasama nito sa isang stream ng solar radiation, ay lumilikha ng isang malakas na generator. Sa pamamagitan ng paraan, mayroong isang ideya na gamitin ang enerhiya nito, gamit lamang ang kuryente sa atmospera. Ang libreng enerhiya ay isang hindi kapani-paniwalang makapangyarihang pampasigla para sa pagbuo ng siyentipikong pag-iisip sa lahat ng mga lugar ng aktibidad ng tao. Ang kalakaran na ito ay hindi nalampasan ang physics ng atmospheric phenomena. Ngunit higit pa tungkol diyan mamaya.
Mga Kulog
Ang susunod na kawili-wili at mahalagang proseso sa atmospera ay ang mga naglalabas na spark gas na kasama ng mga bagyong may pagkidlat. Tulad ng convective currents, ito ay isang parasitic phenomenon mula sa punto ng view ng capacitor model ng electric field na nilikha sa pagitan ng ibabaw ng Earth at ng ionosphere. At ito, sa kasamaang-palad, ay malayo sa limitado sa negatibong epekto ng discharge phenomena sa atmospera. Dito dapat pansinin ang panganib ng kidlat para sa mga terrestrial na bagay na may aktibidad na anthropogenic, kabilang ang mapanirang epekto ng shock at thermal overloads na kaakibat ng kakila-kilabot na phenomenon na ito.
Zippers
Ebidensya ng elektrikal na katangian ng kidlat, napakahusay na napatunayanFranklin, ay bumubuo ng isang lohikal na tanong. Malamang, nag-aalala siya kahit na ang mga kontemporaryo ng founding father. Kaya, mataas ba o mababang boltahe ang kuryente sa atmospera?
Ayon sa nabanggit na modelo ng capacitor, ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga plate sa isang planetary scale ay dapat bumuo ng isang electric field. Sa katunayan, ang may negatibong charge na ibabaw ng Earth sa isang banda at ang positively charged na ionosphere ay bumubuo ng isang field na may mataas na intensity. Ang mga electrical phenomena sa mga ulap ay lumilikha ng malaking singil sa espasyo sa ibabang bahagi lamang ng atmospera. Samakatuwid, ang lakas ng field sa ibabaw ng lupa ay higit na malaki kaysa, halimbawa, sa taas na 10 km.
Malinaw, ang isang electric field na ganito kalakas ay bumubuo ng malalakas na discharge currents na makikita ng isang bagitong tagamasid sa panahon ng ordinaryong thunderstorm sa kalagitnaan ng latitude. Samakatuwid, mataas ang boltahe sa discharge channel.
St. Elmo's Lights
Bilang karagdagan sa spark, mayroong corona discharge sa atmospera, na, dahil sa makasaysayang tradisyon, ay tinatawag na apoy ng St. Elmo. Mukhang mga brush o makinang na sinag sa mga dulo ng matataas na bagay, tulad ng mga palo ng barko, mga tore, atbp. Bukod dito, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay makikita lamang sa dilim. Ang dahilan ng paglitaw ng mga ilaw ng St. Elmo ay ang pagtaas ng lakas ng electric field ng kapaligiran, halimbawa, kapag papalapit o sa panahon ng bagyo, bagyo, snowstorm, atbp.
Ang ganitong discharge ay maaaringmedyo madaling makuha sa bahay. Sa katunayan, ang do-it-yourself na kuryente sa atmospera ay isang napakasimpleng bagay. Halimbawa, maaari kang magtanggal ng sintetikong sweater at magsimulang magdala ng karayom dito. Mula sa isang tiyak na distansya, may lalabas na discharge sa dulo nito, na malinaw na makikita sa ganap na kadiliman.
Fireball
Ang isa pang pagpapakita ng thunderstorm ay isang paglabas ng gas, kadalasang may spherical na hugis. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa kidlat ng bola, na isang kakaiba at napakabihirang natural na kababalaghan. Ang mga siyentipiko ay hindi pa rin magkasundo sa isang sapat na teoretikal na katwiran para sa pagkakaroon ng hindi pangkaraniwang bagay na ito. At hanggang 2012, walang dokumentaryong ebidensya ng realidad ng ball lightning. Magkagayunman, ito ay isa pang misteryo ng atmospera ng Daigdig na pinaglalabanan pa rin ng mga siyentipiko.
Salik sa kapaligiran
Nasabi na sa itaas ang tungkol sa epekto ng kidlat sa iba't ibang uri ng aktibidad ng tao. Ang koryente sa atmospera bilang isang kadahilanan sa kapaligiran ay isang napakahalagang punto, na dapat ding talakayin. Mula sa pananaw ng pag-unlad ng tao ng iba't ibang mga mapagkukunan na ibinigay sa kanya ng planetang Earth, ang kapaligiran ng hangin ay nagbibigay sa kanya ng pagkakataon na mapanatili ang pag-iral bilang isang species.
Ang pagkakaroon ng electric field sa atmospera ay may maraming hindi kanais-nais na kahihinatnan para sa mga aktibidad ng tao. Ang ilan sa mga ito ay medyo hindi nakakapinsala, ngunit maraming mga pagpapakita ang nagpipilit sa pinakamahusay na mga isipan ng inhinyero na makabuo ng mga epektibong paraan upang patahimikin ang mga mabigat na pwersa.kalikasan.
Kaligtasan sa buhay
Ang Elektrisidad sa atmospera at proteksyon mula rito ang pinakamahalagang isyu na dapat talakayin sa konteksto ng ekolohiya. Naturally, ang pinaka-mapanganib ay ang pinakamalakas na spark discharges, tulad ng kidlat. At nalalapat ito hindi lamang sa kanilang mga terrestrial varieties. Ang intra-cloud na kidlat ay nagdudulot ng isang tiyak na banta sa sibil at militar na abyasyon. Sa isang paraan o iba pa, ang lahat ng discharge atmospheric phenomena ay napapailalim sa malapit na pagmamasid at pag-iwas sa posibleng pinsala. Ginagawa ito ng mga espesyal na serbisyo sa engineering sa parehong aviation, paggawa ng barko o proteksyon sa kidlat ng mga gusali, mga istasyon ng kuryente, atbp.
Libreng enerhiya
Sa wakas, bumalik tayo sa isyu ng halos libreng enerhiya na maibibigay ng kuryente sa atmospera. Si Tesla, ang sikat na master ng kidlat, ay gumawa ng isang malaking halaga ng pananaliksik upang maisagawa ang natural na kababalaghan na ito. Ang kanyang mga gawain ay hindi nawalan ng kabuluhan. Ang mga makabagong inhinyero ay nagpapa-patent ng iba't ibang paraan ng paggawa ng enerhiya dahil sa katotohanang mayroong malakas na electric field malapit sa ibabaw ng mundo.
Ang isang kapansin-pansing halimbawa ay isang circuit na may patayong naka-install na grounded na konduktor, sa pagitan ng itaas at ibabang dulo kung saan may lumalabas na potensyal na pagkakaiba dahil sa parehong presensya ng field. Ang enerhiya na nilikha nito ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagbuo ng isang kinokontrol na paglabas ng corona sa itaas na dulo ng konduktor. Bilang resulta, maaaring mapanatili ang kasalukuyang sa konduktor, na nangangahulugan na ligtas na ikonekta ang isang mamimili dito.
Kaya, ang kuryente sa atmospera, sa kabila ng mga umiiral na banta sa normal na aktibidad ng anthropogenic, ay nagbubukas din ng magagandang prospect para sa pagbibigay sa lahat ng sangkatauhan ng halos libreng enerhiya.
