雷电是怎么来的?
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/09 02:49:28
雷电是怎么来的?
雷电是怎么来的?
雷电是怎么来的?
1.雷电成因重要学说:实验及观测结果证明:雷雨中较大雨点所带负电荷较多,即带净负电,而小雨点则带有较多正电荷,即其电性为正.我们又知道,雨点在空气中下降时,其所能达到之最大速度(称为终速度)约与其半径之平方成正比,因而重力作用可使大小雨点分开,同时亦使正负电荷分离;而分离的量随水降下所需之时间而增大,终可建立起足以引起空间放电的电场强度,此一电场方向恰与雷雨云中所观测到的相符合.以上的说法道理很简单,问题在於为什麼正电荷偏找小雨点?而负电荷又偏要找大雨点呢?关於这方面,重要的学说有以下几种:(一)雨点分裂说:雨点在空气中下降受到三种力,即向上的空气浮力及阻力与向下的重力.开始时重力较大,但随著雨点的长大,空气浮力及阻力均增加,最后达到三力平衡并以终速度下降,此时如雨点过大,常分裂为数个,并因而溅出很多水微粒.在另一方面来说,雨点降落中如发生碰撞,亦可导致同一结果.如此分裂的雨点,应可同时使电荷分开,因而形成电场.此说经实验发现至少有两点与实际观测结果不符:1.无论雨点如何分裂,实验发现裂开之较大部份带净正电,而溅开之水花则带净负电,即由重力分离的结果,应使云顶为负而下部为正,此与观测雷雨云的事实不符.2.在空中雨点碰撞的机会几乎等於零,此种作用应不重要.由於以上缺点,此说已渐渐不被重视.(二)感应说:此说又分两种,即英人艾斯特与盖太尔於一八八五年所创之感应说及一九二九年英人威尔逊所倡之离子捕捉说,此二派及经美人萨陶推广综合为一.其要点为带电质点在空气中系沿气流及电场之合成路径运动,因而大小不同之二带电体,在空中互相接近时,由於彼此间所生之电感应,及空间放电的结果,可使较大者带负电荷,而较小者带正电荷.图四所示即萨陶计算出来,半径19μ与15.2μ的二雨点之相关路径图及电感应后的结果.在另一方面,空间离子亦可视为一个小的带电体,只是它较雨点小得太多,故行近时正负离子中的一种将被雨点捕捉,亦即使雨点的同类净电荷增加.图五即正常大气电场下离子流状况.由图可知,在适当电场下,通过A之离子可累积至雨点上.此说不但由萨氏实验证明,亦与观测事实相符,唯一遗憾的是如此产生的电场强度增加很慢且不易达到能产生空间放电的强度,故仍有许多怀疑的地方.(三)冰晶碰撞说:此说与雨点分裂说同为辛普森所创,他认为冰晶互碰时,可导致电荷转换,因而使正负电荷分离,并形成电场.此说不但犯了前述雨点分裂说的毛病,同时不能满足暖云(或称水云),即云顶在结冰高度以下之云,亦可产生雷雨之事实,故不健全,已不被重视.(四)稀溶液冰冻说:此说由澳克曼及雷纳二氏根据稀溶液结冰时,在冰及溶液交界面可生成一与溶液浓度成反比之电位差之事实而建立;我们知道,含盐或其他溶质之雨点可视同溶液,因而应用以解释雷雨中电场之形成.此说除与冰晶说有相同缺点外,更有两个问题无法解释!1.溶液在冰冻时虽然形成电位差但是可分离之电荷量受浓度变化的影响极大,难以视为稳定现象;2.所成电场方向往往与事实不符.总之雷雨中电场形成之理论基础尚未成熟,有待我们努力探讨.至於摩擦生电一说更为明显之错误.我们知道玻璃棒与丝绢,琥珀与毛皮摩擦可生静电,但同为水珠的雨点不要说发生摩擦的机会几近於零,就是发生摩擦亦不会生电,此点在「积云与雷电」一文中曾提及,读者不可不察.参考资料:http://210.60.224.32/sct/content/1974/00020050/0008.htm 2.雷电是怎样形成的呢?雷电在气象学上称为雷暴.形成雷暴的积雨云高耸浓密,云顶常有大量冰晶,云内垂直方向的热力对流发展旺盛,不断发生起电和放电(闪电)现象,其机制十分复杂.在放电过程中,闪电通道上的空气温度骤升,空气中水滴汽化膨胀,甚至还有电离现象产生,短时间内空气迅速膨胀,从而产生了冲击波,导致强烈的雷鸣(打雷).由于云中的电荷在地面上引起感应电荷,使云底与地面之间形成 “ 闪道 ” .当电荷积累和其他条件 (如突出的建筑物、孤立的烟筒和旷地上的人等等)具备时,就会发生闪电击地,即雷击,造成雷电灾害.自从富兰克林发明了避雷针以来,防雷技术有了很大的发展,现代防雷技术包括建筑物防雷和电器设备防雷两大部分,强调全方位防护,综合治理,层层设防的原则,把防雷看作是一个系统工程.建筑物防雷,即在楼顶架设相应的避雷针、网带.它直接接闪,牺牲自己保护建筑物.它要求保护范围要能保护到整个建筑物,且接地要良好.电器设备防雷,即各种设备线路布置要合理.在相应的电源线、信号线、天馈线上加装过电压保护器,减少雷电波入侵、雷电感应造成的危害.
雷电是大气中的放电现象,多形成在积雨云中,积雨云随着温度和气流的变化会不停地运动,运动中摩擦生电,就形成了带电荷的云层,某些云层带有正电荷,另一些云层带有负电荷。另外,由于静电感应常使云层下面的建筑物、树木等带有异性电荷。随着电荷的积累,雷云的电压逐渐升高,当带有不同电荷的雷云与大地凸出物相互接近到一定程度时,其间的电场超过25~30kv/cm,将发生激烈的放电,同时出现强烈的闪光。由于放电时温度...
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雷电是大气中的放电现象,多形成在积雨云中,积雨云随着温度和气流的变化会不停地运动,运动中摩擦生电,就形成了带电荷的云层,某些云层带有正电荷,另一些云层带有负电荷。另外,由于静电感应常使云层下面的建筑物、树木等带有异性电荷。随着电荷的积累,雷云的电压逐渐升高,当带有不同电荷的雷云与大地凸出物相互接近到一定程度时,其间的电场超过25~30kv/cm,将发生激烈的放电,同时出现强烈的闪光。由于放电时温度高达2000℃,空气受热急剧膨胀,随之发生爆炸的轰鸣声,这就是闪电与雷鸣。 雷电的大小和多少以及活动情况,与各个地区的地形、气象条件及所处的纬度有关。一般山地雷电比平原多,建筑越高,遭雷击的机会越多。 雷电的种类及其危害 雷击有极大的破坏力,其破坏作用是综合的,包括电性质、热性质和机械性质的破坏。根据雷电产生和危害特点的不同,雷电可分为以下四种: 1.直击雷 直击雷是云层与地面凸出物之间放电形成的。直击雷可在瞬间击伤击毙人畜。巨大的雷电流流入地下,令在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压,可能直接导致接触电压或跨步电压的触电事故。 2.球形雷 球形雷是一种球形,发红光或极亮白光的火球。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内,极其危险。 3.雷电感应 雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。静电感应是由于雷云接近地面,在地面凸出物顶部感应出大量异性电荷所致。在雷云与其他部位放电后,凸出物顶部的电荷失去束缚,以雷电波形式,沿突出物极快地传播。电磁感应是由于雷击后,巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场所致。这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压,造成对人体的二次放电,从而损坏电气设备。 4.雷电侵入波 雷电冲击波是由于雷击而在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播的雷电波。雷电侵入波可毁坏电气设备的绝缘,使高压窜人低压,造成严重的触电事故。 建筑物防雷措施 1.防直击雷 防直击雷的主要措施是在建筑物上安装避雷针、避雷网、避雷带。在高压输电线路上方安装避雷线。一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。 接闪器是利用其高出被保护物的突出地位,把雷电引向自身,然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大地,以此保护被保护物免遭雷击。 防雷接地装置与一般接地装置的要求大体相同,在用建筑防直击雷的接地装置电阻不得大于10~30Ω。 2.防雷电感应 为了防止静电感应产生的高压,应将建筑物的镏金属设备、金属管道、结构钢筋等予以接地。 3.防雷电侵入波 为了防止雷电侵入波沿低电压线路进入室内,低压线路最好采用地下电缆供电,并将电缆的金属外皮接地。 人身如何防雷击 雷击虽然是不可避免的自然灾害。但采取与不采取措施以及措施科学与否,其后果大不相同。如广西某地农民正在田间收花生,突然雷雨交加,几个男同志跑到附近岩洞中躲雨安然元恙,而7个妇女利用塑料薄膜搭起帐蓬避雨。结果全被雷击中,其中6人当场死亡。 预防雷击的措施如下: 1.室内预防雷击 (1)电视机的室外无线在雷雨天要与电视机脱离,而与接地线连接。 (2)雷雨天气应关好门窗,防止球形雷窜入室内造成危害。 (3)雷暴时,人体最好离开可能传来雷电侵入波的线路和设备1.5m以上。也就是说,尽量暂时不用电器,最好拔掉电源插头;不要打电话;不要靠近室内的金属设备如暖气片、自来水管、下水管;要尽量离开电源线、电话线、广播线,以防止这些线路和设备对人体的二次放电。另外,不要穿潮湿的衣服,不要靠近潮湿的墙壁。 2.室外如何避免雷击 (1)为了防止反击事故和跨步电压伤人,要远离建筑物的避雷针及其接地引下线。 (2)要远离各种天线、电线杆、高塔。烟囱、旗杆,如有条件应进入有宽大金属构架、有防雷设施的建筑物或金属壳的汽车和船只,但是帆布蓬车和拖拉机、摩托车等在雷电发生时是比较危险的,应尽快离开。 (3〕应尽量离开山丘、海滨、河边、池旁;应尽快离开铁丝网、金属晒衣绳。孤独的树木和没有防雷装置的孤立的小建筑等。 (4)雷雨天气尽量不要在旷野里行走。如果有急事需要赶路时,要穿塑料等不侵水的雨衣;要走的慢些,步子小点;不要骑在牲畜上或自行车上行走;不要用金属杆的雨伞,不要把带有金属杆的工具如铁锹、锄头扛在肩上。人在遭受雷击前,会突然有头发竖起或皮肤颤动的感觉,这时应立刻躺倒在地,或选择低洼处蹲下,双脚并拢,双臂抱膝,头部下俯,尽量缩小暴露面即可。 怎样抢救被雷击伤的人 受雷击被烧伤或严重休克的人,身体并不带电。应马上让其躺下,扑灭身上的火,并对他进行抢救。若伤者虽失去意识,但仍有呼吸和心跳,则自行恢复的可能性很大,应让伤者舒适平卧.安静休息后,再送医院治疗。若伤者已停止呼吸或心脏跳动,应迅速对其进行口对口人工呼吸和心脏按摩,注意在送往医院的途中也不要中止心肺复苏的急救。
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雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷。积雨云顶部一般较高,可达20公里,云的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。因此,云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后,就会...
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雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷。积雨云顶部一般较高,可达20公里,云的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。因此,云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后,就会产生放电,这就是我们常见的闪电现象。闪电的的平均电流是3万安培,最大电流可达30万安培。闪电的电压很高,约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦,相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中,由于闪道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。 带有电荷的雷云与地面的突起物接近时,它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。
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雷电是劈出来的 ~呵呵