Что происходит, когда молния попадает в землю?
Один из выпусков новостей по телевидению сделал экспертов по молниезащите и атмосферному электричеству чуть ли не самыми востребованными людьми для журналистов всех уровней. В передаче рассказывалось, как в китайца дважды ударила молния. И оба раза он остался жив, более того, ушёл с места происшествия своим ходом. Этот случай привлёк огромное внимание к самому явлению молнии, хотя на самом деле не представлялся чем-то исключительным. Попадание молнии не всегда приводит к смерти. Если покопаться в архивах, то легко можно найти массу сообщений на эту тему. Вот молнией ударило целую футбольную команду, игравшую на стадионе во время грозы. Вот она поразила людей, ждущих автобус. Вот не повезло стаду коров и т.д. Во многих случаях после таких происшествий люди оказываются на больничной койке, но не в морге. Неужели опасность атмосферных разрядов просто преувеличена? Неужели люди могут выдержать прямое попадание молнии без серьёзных последствий для себя? А кто сказал, что в описанных выше ситуациях это воздействие было прямым? Как правило, когда речь идёт о чудесных спасениях, мы имеем дело не с прямым контактом, а с попаданием разряда в землю рядом с человеком.
Для начала давайте оценим масштаб этого опасного атмосферного явления. Небольшая молния, которую даже можно назвать слабой, имеет силу тока около 30 тысяч ампер. Разряды, которые можно отнести к категории мощных, имеют силу в десять раз больше. При ударе в землю этот заряд растекается по всему объёму грунта. Именно для этой цели (перевода мощного заряда в грунт) служат молниеотводы, оснащённые заземлителями. Последние представляют собой электроды, уходящие на определённую глубину в землю. Здесь действует закон Ома, согласно которому, чтобы рассчитать напряжение на заземлителе, необходимо силу тока умножить на сопротивление.
В данном примере нужно учесть, что напряжение в грунте принимается за нулевое. Когда речь идёт о человеке, стоящем на земле при ударе молнии, всё буквально переворачивается с ног на голову. Напряжение будет действовать на нас снизу, через ноги. Попробуем разобраться в том, каким образом это будет происходить.
Для начала рассмотрим нашу землю как проводник. Насколько хорошо она проводит электричество? Первый ответ, который напрашивается сам собой, – очень хорошо. Неслучайно же мы делаем заземление, вводя электричество в грунт. Однако нам нужна более точная оценка свойств земли как проводника, а именно – удельное сопротивление. Для хорошей земли оно составляет в среднем 100 Ом на метр. То есть сопротивление здесь просто огромное. Для примера: в обычной чёрной стали оно в миллиард раз меньше. Однако, несмотря на это, земля эффективно отводит ток благодаря своему большому объёму.
Теперь, чтобы уточнить, как ведёт себя электричество при попадании в землю, рассмотрим ещё один важный параметр – напряжённость электрического поля. Этот параметр определяет, каким образом падает напряжение на определённом промежутке. Мы будем рассматривать падение напряжения на длине 1 метр. Этот показатель, называемый шаговым напряжением, выбран неслучайно – примерно столько составляет длина человеческого шага. То есть, если в грунте имеется поле напряжённостью 1 вольт на метр, на шагающего человека будет воздействовать напряжение 1 вольт.
Теперь разберём гипотетическую ситуацию с попаданием молнии в громоотвод и её выводом в заземлитель. Для примера рассмотрим случай, когда в качестве заземлителя используется металлическая полусфера диаметром полметра. Ток, пройдя по проводнику, будет утекать с полусферического заземлителя равномерно в грунт. Рассчитаем плотность тока при его силе, равной 30 тысячам ампер. Для этого силу тока разделим на площадь, в которой он действует. Получим величину примерно в 76 000 ампер на квадратный метр. Теперь рассчитаем напряжённость, по закону Ома умножив сопротивление грунта на полученный результат. В результате получим величину около 7,6 миллиона вольт на метр. Внушительная цифра. И вряд ли описанный в начале статьи счастливец из Китая подвергался воздействию именно такого напряжения.
Так почему же китаец выжил? Для ответа на этот вопрос нужно понять, каким образом меняется полученный здесь показатель по мере удаления от заземлителя. Мы будем брать гипотетический пример с описанным выше полусферическим заземлителем и однородным грунтом. По мере удаления от заземлителя будет расти радиус полусферы, для которой мы проводим расчёты. В результате вырастет и площадь полусферы, а следовательно, снизится плотность тока, а за ней и напряжённость. Уже в десяти метрах от заземлителя вместо пугающих нас миллионов вольт напряжённость составит всего 5 тысяч вольт на метр. А это хотя и опасно, болезненно, но уже не всегда смертельно. Такой удар вполне может отбросить человека, сбить на землю, как это и было в описанном телевизионщиками случае. Учтите ещё и то, что время, которое электричество будет воздействовать на человека, составит всего 0,1 миллисекунды.
Таким образом, чем дальше мы находимся от места попадания молнии в землю, тем меньше будет напряжение, воздействию которого мы подвергаемся. Поэтому понятно, почему на уроках ОБЖ нам говорили, что нельзя прятаться от грозы под высокими деревьями. Именно в них обычно попадают разряды. И, находясь рядом, мы рискуем подвергнуться серьёзному удару. Дело в том, что корневая система деревьев в данном случае выступит как заземлитель. И чем ближе к нему, тем сильнее разряд. А особенно сильным будет удар, если мы не стоим под деревом, а лежим, так как в данном случае увеличится контур, с которого мы получим разряд.
Мы не хотим вводить читателя в заблуждение, говоря о том, что молнии не опасны. Озвученные цифры нисколько не завышены. Наоборот – столкнуться с молнией зарядом до 100 тысяч ампер может каждый из нас, в то время как расчёты мы проводили для молнии в 30 тысяч ампер. Поэтому критическое шаговое напряжение может быть более внушительным и на более отдалённом расстоянии от заземлителя.
Кроме этого, нужно учесть, что мы в своих расчётах приводили пример с полусферическим заземлителем. При такой конструкции напряжённость поля будет обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра полусферы. Однако такие электроды используются крайне редко. На промышленных объектах их вообще нет. Как правило, там применяются специальные стержни, из-за чего напряжённость по мере удаления от громоотвода убывает медленнее. Здесь уже радиус критического поражения, в том числе летального, может составлять несколько десятков метров.
Теперь приведём пример с типовыми устройствами, применяемыми в молниезащите в нашей стране. Возьмём для расчётов критические данные, которые дадут нам более внушительный результат. В качестве грунта будет использоваться сухой песок с сопротивлением 1 кОм на метр. Силу тока в молнии возьмём за 100 тысяч ампер. Сам заземлитель будет состоять из рекомендованных техническими нормами трёх штырей и шины, к которой они крепятся. В таком контуре и при указанной выше силе тока на расстоянии 15 метров от заземлителя будет действовать напряжение в 70 тысяч вольт. А в радиусе 40 метров – 10 тысяч вольт, что тоже немало.
Именно поэтому для сложных объектов, в которые часто попадает молния, и рядом с которыми высока вероятность нахождения людей, разрабатываются индивидуальные системы молниезащиты. Например, такая система использована при строительстве храма Христа Спасителя. Она состоит из множества шин, расположенных под землёй. Они обеспечивают растекание молнии и снижение шагового напряжения вблизи храма.
С воздействием мощного электрического заряда связана ещё одна серьёзная опасность. Если показатели напряжённости доходят до 1 мегавольта на метр, начинается ионизация грунта. А при совпадении ряда факторов результатом такой ионизации будет увеличение плазменного канала. Он будет проходить уже под землёй, неглубоко от её поверхности. Такие каналы в ионизированном грунте, по сути, являются частью основной молнии и могут уходить на расстояние до десятков метров от места непосредственного удара.
Сила тока в таких каналах меньше, чем в основных молниях, но при этом тоже внушительная. Более того, подземный разряд сопровождается высокой температурой, которая достигает 63 тысяч градусов. А теперь представьте, что такой подземный разряд прошёл рядом с какими-либо горючими веществами или в зону его действия попало важное оборудование, люди.
Именно с такой ситуацией в 2010 году столкнулись жители небольшой деревни в Омской области. Здесь случился пожар, в результате которого сгорели все дома. Местные жители не могли тушить пламя, поскольку, как они сказали, по земле бегали огненные стрелы. Нужно ли говорить, что само возгорание случилось в результате попадания молнии? Жители деревни поступили правильно, не став рисковать, – напряжение в зонах прохождения таких каналов по своим параметрам ничуть не уступает местам, где заземлители громоотводов входят в землю.
Думается, рассказанного здесь достаточно, чтобы понять, что даже при попадании молнии в громоотвод или в землю в отдалении от человека есть реальный риск нанесения ущерба расположенным рядом объектам и людям. Молния словно хитрит, находя обходные дороги и взламывая простую защиту. Именно поэтому важно, чтобы даже домашнюю систему молниезащиты просчитывали и монтировали опытные специалисты. Только они смогут учесть все нюансы и по-настоящему надёжно защитить от всех факторов воздействия грозового разряда.
Как защитить себя во время грозы? | Советы | ЗДОРОВЬЕ
Прогноз уральских синоптиков на ближайшее семь дней неоднозначен. Тридцатиградусную жару сменяют грозы и продолжительные ливни. Поэтому даже если за окном светит солнце, советуем захватить с собой зонт, ведь безоблачная погода за несколько минут может испортиться.
Опасность грозы
Всем известно, что главной опасностью грозы являются — удары молнии. Сила молнии достигает от 10 до 500 тысяч ампер, а напряжение – от 10 миллионов до 1 миллиарда вольт. Огромные электрические разряды рассекают небо за доли секунды, но этого достаточно, чтобы случилось непоправимое. Ежегодно от молнии погибают несколько тысяч человек. Уже за текущий год в Свердловской области от удара молнии погибли два человека.
Фото: pixabay.com/ BrinWeinsКак вести себя в грозу дома?
Большой опасностью при грозе в доме является проникновение в жилое помещение шаровой молнии. Это один из самых опасных видов молнии, представляющий собой светящийся шар диаметром от 10 до 35 сантиметров. Чтобы избежать встречи с незваным гостем у себя дома, необходимо соблюдать определённые правила безопасности.
Так, при начинающейся грозе необходимо закрыть все окна и двери в помещении, чтобы не спровоцировать сквозняков. Отключите электрические приборы от электропитания, не пользуйтесь ноутбуками и домашними телефонами это может спровоцировать попадание молнии.
Держитесь подальше от окон. Если все-таки шаровая молния залетела к вам в дом, не пытайтесь бежать, не хватайтесь за железные предметы и не пробуйте поймать ее. Стойте не двигаясь, сохраняйте спокойствие. Если рядом свами дверь, а шаровая молния на приличном расстоянии от вас, укройтесь за дверью.Как вести себя в грозу на улице?
Если гроза застала вас в городе – спрячьтесь в ближайшем магазине, подъезде или переждите грозу под навесом возле стены здания. Помните, что молния всегда бьет в самую высокую точку, поэтому прятаться под большими деревьями невыход.
Если вы оказались на открытой или возвышенной местности – спрячьтесь в любом углублении (канаве или овраге), сядьте на корточки, пригните голову и не двигайтесь. Если во время грозы вы оказались в автомобиле, то закройте окна и не выходите. Избегайте воды, так как она является отличным проводником тока.
Если гроза началась во время Вашего движения на велосипеде или мотоцикле – остановитесь, и переждите грозу на расстоянии не менее 30 метров от транспортных средств. Также крайне опасно во время грозы находиться возле линий электропередач. Электричество в любом виде притягивает молнию. Даже находясь возле стены с антенной, вы рискуете навлечь на себя удар молнии.Как вести себя в грозу в лесу или возле водоема?
Если Вы находитесь в лесу, то укройтесь на низкорослом участке леса. Не укрывайтесь вблизи высоких деревьев, особенно сосен, дубов и тополей. Напоминаем, что молния бьет в самую высокую точку. Не в коем случае не ложитесь на землю, подставляя электрическому току все свое тело.
Самая безопасная поза – присесть, ступни поставить вместе, опустить голову и грудь на колени, руками обхватить колени. Можно сесть или встать на изоляционный материал, например, дерево, палатку, спальный мешок, веревку или рюкзак.
Если во время грозы вы оказались в водоеме, немедленно выходите и находитесь на расстоянии не менее 200-300 метров. Как мы упоминали ранее вода – это отличный проводник тока и нахождение в воде во время грозы чревато плачевными последствиями.
Не находитесь возле костра и в мокрой одежде, так как они повышают опасность удара молнией. Ищите укрытия в лесу среди невысоких деревьев, в горах — в 3-8 метрах от высокого «пальца» 10-15 метров, в полях — в сухой ямке или канаве.
Признаки удара молнии
Существуют легкие, тяжелые и смертельные случае ударов молнии. В легких случаях человек теряет равновесие, ощущает резкую пронзительную головную боль, у пострадавшего темнеется в глазах и отсутствует слух.
При тяжелом поражении человек теряет сознание, начинаются судороги, теряется чувствительность в конечностях, наблюдаются ожоги глаз и кожи, происходит расстройство функций внутренних органов. В таком состоянии человек может находиться несколько дней. Возможная остановка дыхания и сердцебиения.
Как правило, в месте попадания молнии на коже проявляется рисунок, напоминающий рисунок молнии. Это расширяются периферические кожные капилляры, которые даже не исчезают после 1-2 суток после смерти.Первая помощь при ударе молнии
Удар молнии навсегда смертелен, поэтому если вы увидели, что человека ударила молния, и он упал без сознания, то необходимо проверить сердцебиение на сонной артерии, если оно отсутствует приступайте к искусственному дыханию и непрямому массажу сердца.
Помните, что на 2 вдувания воздуха в легкие пострадавшего должно быть 15 нажатий на грудную клетку при непрямом массаже сердца. Если после реанимационных мероприятий появилось слабое дыхание, продолжайте их до тех пор, пока не восстановится полностью дыхание, и пострадавший не начнет самостоятельно дышать, а его кожа розоветь.
После чего уложите пострадавшего, снимите лишнюю одежду, поднести к носу пострадавшего ватный тампон, смоченный спиртом на 2-3 секунды. Если нашатырного спирта не оказалось, просто растирайте лицо и грудь тряпкой, смоченной в холодной воде.
После реанимационных мероприятий немедленно вызывайте 03, даже если человек пришел в себе, у него могут обнаружится серьезные повреждения внутренних органов.
Опасность молнии для дома
Пока гром не грянет, мужик не перекрестится – так гласит народная мудрость. Однако обезопасить себя и свое жилище от последствий воздействия природной стихии, в данном случае от разряда молнии, лучше заранее. По крайней мере, знать основные правила поведения в грозу должен каждый. Как известно, кто предупрежден – тот вооружен.
Как мы помним еще со школьной скамьи, молния представляет из себя мощный атмосферный электрический разряд при котором сила тока может достигать нескольких сотен тысяч ампер, а напряжение достигает миллионов вольт. Как и любой разряд, молния образуется между двумя электродами, одним из которых будут являться грозовые облака, а другим – поверхность земли. Сказать конкретно, в какую именно точку на земной поверхности ударит очередной разряд молнии сложно. Однако можно говорить о наиболее вероятных местах.
Согласно законам физики, разряд электричества пойдет в первую очередь по пути наименьшего сопротивления. Это значит, что с высокой степенью вероятности молния ударит прежде всего в высотные сооружения с наибольшей электропроводимостью, например телерадиовышку или высокое здание. Это может быть и невысокое строение, но стоящее на возвышенности. В поле это может быть одинокое дерево. При попадании молнии в дом существует реальная опасность возгорания. Это связано с высвобождением большого количества энергии при протекании тока по «наземному электроду». Если электрическое сопротивление материала, из которого сделан дом, относительно высокое, то и тепла выделится больше. В этом плане дома из бруса или бревна наиболее подвержены возгораниям. И конечно во всех без исключения домах при ударе молнии могут выйти из строя различные электроприборы или отдельные элементы сети (автоматические выключатели, рубильники и т.д.).
Что касается загородного дома небольшой высоты, то вероятность попадания молнии в него невелика, особенно если вблизи смонтирован молниеотвод. Кстати, необязательно делать молниеотводы рядом с каждым строением. Можно скооперироваться с соседями и поставить одну конструкцию, которая в случае стихии обезопасит все близлежащие дома. И еще во время грозы постарайтесь соблюдать нехитрые правила:
— избегайте оставаться на открытой местности, лучше укрыться в доме,
— закройте все двери и окна,
— отключите электроприборы, в том числе компьютеры и телевизоры,
— постарайтесь без особой надобности не пользоваться мобильными устройствами.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШ КАНАЛ В ЯНДЕКС ДЗЕН И ЧИТАЙТЕ НОВЫЕ ИНТЕРЕСНЫЕ СТАТЬИ ПО АКТУАЛЬНЫМ ДЛЯ ВАС ТЕМАМ!После удара молнии в землю
Из цикла статей «Молниезащита для новичков».
После этой телепередачи «Новостей» с популярностью высоковольтников не могли соперничать даже поп-звезды. Всем хотелось знать, правда ли, что после удара молнии гражданин Китая грохнулся на землю, быстро вскочил, отряхнулся и хотел было двинуться дальше, но вторая молния сбила его с ног ещё раз и опять без смертельного исхода. Похожих историй немало. В популярных книжках и журналах вам расскажут о массовом поражении футболистов на стадионе, пассажиров на автобусной остановке, едва ли не целого стада коров на пастбище. Истории жуткие. Десяток человек в больнице. Но в больнице же, — не на кладбище. Может быть опасность молнии сильно преувеличена, если человек в состоянии выдержать её прямое воздействие? Только кто сказал, что воздействие прямое? Чаще всего это не так.
Разряд молнии сопровождается сильным электрическим током. Даже у средней по силе молнии он близок к 30 000 А, а у мощнейшей едва ли не на порядок больше. В конечном итоге этот ток растекается в грунте по всему объему Земли. Любой молниеприемник обязательно заземляют. Для этого у молниеотвода монтируют заземлитель. Его образует один или несколько подземных заземляющих электродов, вертикальных или горизонтальных. С металлических электродов ток попадает в землю, где, как в любом проводнике, действует закон Ома. Произведение тока на сопротивление дает напряжение, в данном случае напряжение на заземлителе:
Выражение вроде бы привычное, но все-таки не совсем, потому что речь идёт о напряжении в земле, которое принято считать нулевым. Ведь для того и заземляют, чтобы не попасть под напряжение. А тут получается с ног на голову, причём не в переносном смысле, а в самом что ни на есть прямом. Напряжение действует на человека через ноги, нормально и твердо стоящие на земле. Такое требует объяснения. И начинать надо с самого простого. Насколько хорошим проводником считается грунт? Ответ кажется очевидным, — безусловно хорошим, если электрики и специалисты по технике безопасности всегда говорят о заземлении. В науке и технике привыкли к конкретным оценкам. Слова много-мало, хорошо-плохо сути дела не поясняют. Качество проводников оценивается их удельным сопротивлением. У хорошего грунта оно близко к 100 Ом*м – в миллиард раз больше, чем у чёрной стали! Сопоставление более чем убедительное. Выручает очень большой объём, по которому растекается в грунте ток молнии.
Не хочу, чтобы читатель поймал меня на качественном описании и потому сразу перейду к количественным оценкам. Для этого вместо привычного напряжения полезно воспользоваться ещё одним параметром из школьной физики. Речь пойдёт о напряженности электрического поля. Так называют величину падения напряжения в какой-то среде на единице длины, например, падение напряжения в грунте на длине 1 м. Кстати, длина 1 м – это примерная длина шага взрослого человека. Помните, напряжённость измеряют в вольтах на метр. Если электрическое поле в грунте Eгр равно 1 В/м, между ногами человека на длине l = 1 м будет действовать напряжение
Время оценить электрическое поле тока молнии в грунте. Представим, что она ударила в стержневой молниеотвод, заземлитель которого выполнен в виде полусферы диаметром d= 0,5 м (кастрюля или казан для плова средних размеров) и закопан в грунт, как это показано на рис. 1. Ток молнии IМ будет симметрично стекать с поверхности металлической полусферы, где его плотность составит
Для средней по силе молнии с током 30 000 А в нашем случае получается jM ≈ 7,6×104 А/м2. Дальше полная аналогия с законом Ома. Чтобы получить напряжённость в грунте Eгр, надо умножить плотность тока на удельное сопротивление грунта ρ.
Если даже ориентироваться на высоко проводящий грунт (ρ ≈ 100 Ом*м), получается весьма впечатляющая величина 7 600 000 В/м. Напряжение на длине шага 1 м составит здесь почти восемь миллионов вольт. Трудно предположить, чтобы телевизионному китайцу удалось перенести такое без вреда для здоровья. Скорее всего, второй молнии не потребовалось бы.
Величина, которая здесь получена, называется специалистами шаговым напряжением (говорят ещё – напряжение шага). Важно понимать, как она меняется в окрестности места удара молнии. Если грунт везде одинаковый, все определяется плотностью тока молнии. По мере удаления от полусферического заземлителя поверхность, через которую протекает ток в силу симметрии так и останется полусферической, а её радиус r будет непрерывно нарастать. Вместе с ним увеличится площадь полусферической поверхности, «заполненной» током, и соответственно снизится его плотность.
Напряжённость электрического поля тоже начнет быстро снижаться
На расстоянии r = 10 м от начальных миллионов в нашем примере останется чуть меньше 5 000 В/м. Это тоже чувствительно, но, как правило, не смертельно, потому что время действия высокого напряжения, как и длительность тока молнии, едва ли больше 0,1 миллисекунды. Высоковольтная подножка может легко сбить с ног, но сил, чтобы подняться, у человека скорее всего хватит.
Если читателю не надоели цифры и он добрался до этой строчки, дальше ему будет легко понять откуда взялась старая рекомендация не прятаться от грозы под большими деревьями. Из-за значительной высоты удар молнии в них наиболее вероятен. При ударе ток потечёт по корневой системе дерева как по заземлителю. Вплотную с корнями электрическое поле особенно велико. Ясно, что стоять здесь не рекомендуется, сидеть и особенно лежать тоже, потому что длина человека вдвое больше длины его шага.
Если ещё раз вернуться к цифрам, то надо признать, что они нисколько не завышены. Ток молнии даже в 100 000 А особой редкостью не назовешь, да и удельное сопротивление грунта может быть в десятки раз больше использованного в оценках. По этой причине опасное для жизни шаговое напряжение может удерживаться на достаточно большом расстоянии от точки удара молнии. Наконец, во внимание надо принять форму заземляющего электрода. Все оценки выше были сделаны для полусферического заземлителя. Его электрическое поле, как видно из приведенных формул, убывает очень быстро, — обратно пропорционально квадрату расстояния. Чаще же заземлители монтируют из протяженных шин или стержней, мало похожих на полусферу. Их электрическое поле убывает намного медленнее. В результате радиус опасного знакомства с молнией очень заметно увеличивается, иногда, до многих десятков метров. Так объясняют массовые поражения людей на пляже или на футбольном поле.
Перед вами результаты расчёта шагового напряжения для типового заземляющего устройства, что рекомендован отечественным нормативом по молниезащите. Он состоит из горизонтальной шины длиной 10 м и трех вертикальных стержней по 5 м – два по краям шины и один у середины. Удельное сопротивление грунта 1000 Ом*м (неувлажненный песок), ток молнии 100 кА. Это мощная молния – у 98% грозовых разрядов ток меньше. Цифры на графике впечатляющие – сотни киловольт непосредственно у заземлителя, свыше 70 кВ на расстоянии 15 м и не меньше 10 кВ на расстоянии 40 м.
Когда в Москве восстанавливали храм Христа Спасителя, проектировщики учли, что при его значительной высоте надо ожидать практически ежегодного удара молнии. Не исключено, что этот удар произойдет в праздничный день, при большом стечении народа на паперти. Чтобы гарантировать безопасность прихожан, пришлось обеспечивать растекание тока молнии по очень разветвлённой системе подземных шин, минимизировав тем самым шаговые напряжения.
Сильное электрическое поле в грунте несёт ещё одну неприятность. Когда напряжённость поля поднимается до 1 МВ/м, в земле начинается ионизация. В определённых условиях это приводит к росту плазменного канала, который скользит вдоль поверхности грунта, слегка зарываясь в него. Каналы (а их может быть несколько, как на этой фотографии, полученной в лаборатории) могут продвигаться от места ввода тока молнии
на десятки метров. Фактически их надо рассматривать как продолжение молнии, только не в воздухе, а вдоль поверхности земли. Надо сказать, что они не становятся от этого менее опасными, потому что ток в канале составляет десятки процентов от тока молнии, а температура заведомо выше 60000. Надеюсь, читателю не потребуется большого воображения, чтобы представить себе последствия контакта такого канала с зоной протечек топлива на нефтеналивной эстакаде или с подземным кабелем, например, телефонным либо управляющим микроэлектронной системой.
В засушливый 2010 г центральное телевидение передавало репортаж из полностью сгоревшей в грозу деревни в Омской области. Московская корреспондентка поинтересовалась у деревенских бабушек: «Почему не гасили?». Те ответили хором; «Страшно было – стрелы огненные по земле ползали». Взгляните ещё раз на снимок. Правда, похоже? Опасались бабушки не напрасно. Электрическое поле у искровых каналов мало чем отличается от поля у металлических шин. Сближение с ними легко может закончиться гибелью.
Представленного достаточно, чтобы убедиться в изобретательности молнии. Вы устроили надёжную защиту сверху при помощи молниеотводов, а она прорывается к вам обходным маневром, прокладывая себе путь вдоль поверхности земли. Вот почему практически все популярные статьи заканчиваются обращением не забывать о профессионалах. С грозными явлениями природы шутить рискованно и относится к ним легкомысленно недопустимо.
Э. М. Базелян, д.т.н., профессор
Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского, г. Москва
Надеемся, что в дальнейшем этот сайт выполнит роль элементарного учебника по самообороне от молнии. Мы планируем постоянно размещать здесь статьи о реальных опасностях грозового электричества и современных средствах молниезащиты. Они призваны помочь разобраться в существе проблемы и оценить доступные вам пути её решения.
Смотрите также:
Смотрите также:
Защита от прямых ударов молнии при помощи длинно-искрового разрядника РДИ10-М
Страница 31 из 33
Защита линий от прямых ударов молнии
Защита от прямых ударов молнии при помощи длинно-искрового разрядника РДИ10-М
При прямом ударе молнии в линию, не защищённую разрядниками, физическая картина процессов, приводящих к отключению линии, в общем, известна (см., например [98]) и выглядит следующим образом. Пусть провода ВЛ расположены по треугольнику (рис. 6.19,а). Тогда наиболее вероятно попадание молнии в верхнюю фазу. При ударе молнии в провод ток молнии протекает по волновым сопротивлениям zΒ линии в обе стороны от места удара. На эквивалентном сопротивлении линии, равном половине волнового сопротивления линии zэ=zΒ/2, создаётся весьма большое падение напряжения, которое приложено к ближайшему изолятору фазы.
Под действием этого напряжения изолятор перекрывается, и по каналу перекрытия, по телу опоры и далее через сопротивление заземления опоры протекает значительный импульсный ток. На индуктивности и на сопротивлении заземления опоры образуется большое падение напряжения, т. е. потенциал верхнего конца опоры (траверсы) резко возрастает. Потенциалы проводов соседних с поражённой фазой также возрастают за счёт электромагнитной связи фаз, (что может быть оценено по коэффициенту связи между проводами), однако менее значительно, чем потенциал траверсы. Таким образом, к изоляторам соседних с поражённой фазой оказывается приложенным напряжение, равное разности потенциалов между траверсой и проводом.
Под действием этого напряжения изоляторы перекрываются, и образуется междуфазное грозовое перекрытие, которое под действием линейного напряжения промышленной частоты с большой вероятностью переходит в силовую дугу. Установление силовой дуги междуфазного перекрытия сопровождается большими токами короткого замыкания, представляющими опасность для оборудования электропередачи и проводов ВЛ, и поэтому линия должна быть незамедлительно отключена выключателями.
Из приведённого описания видно, что при прямом ударе молнии перекрываются все изоляторы, расположенные на поражённой опоре. Поэтому для защиты от прямого удара молнии длинно-искровые разрядники целесообразно устанавливать на опоре параллельно каждому изолятору линии (см. рис. 6.19,а).
Для того, чтобы прямые удары молнии приходились только в верхнюю (среднюю) фазу, целесообразно располагать провода по треугольнику. При этом вероятность прорыва молнии на крайние фазы может быть оценена по формуле [98]:
(6-25) где α — угол защиты верхней фазы относительно нижних фаз, в град.; h0— высота опоры, в м. Например при h0=10 м и α=30° вероятность прорыва молнии на крайние фазы составляет Рпр= 0,001. Как видно из приведённого примера, попадание молнии в крайние фазы является весьма редким событием.
Рис. 6.19. Эквивалентные схемы для расчёта перенапряжений при прямом ударе молнии в провод вблизи опоры:
а) расположение разрядников на опоре; б) принципиальная электрическая схема; в) «свёрнутая» электрическая схема
Разрядник, установленный на верхнюю фазу (см. рис. 6.19,а), должен перекрываться раньше, чем защищаемый им изолятор верхней фазы, при воздействии весьма крутых импульсов перенапряжений, возникающих при прямом ударе молнии в провод. Поэтому его длина должна быть относительно небольшой. Как будет показано далее, при использовании изоляторов ШФ 20-Г длина РДИ, установленного на верхней фазе, может быть порядка одного метра.
После перекрытия РДИ, установленного на верхней фазе, ток молнии отводится не только по проводу поражённой фазы, а и по телу опоры через сопротивление заземления на землю. Поэтому потенциал траверсы опоры возрастает значительно медленнее, чем потенциал провода поражённой фазы до срабатывания разрядника, установленного на верхней фазе. Кроме того, потенциал провода соседей фазы также увеличивается за счёт электромагнитной связи между проводами. Поэтому напряжение, приложенное к изолятору крайней фазы, нарастает значительно медленнее, чем напряжение, приложенное к изолятору верхней фазы, и, соответственно, условия координации срабатывания разрядника, установленного на крайней фазе, значительно более лёгкие, чем для разрядника, установленного на верхней фазе. После срабатывания разрядника, установленного на крайней фазе (или обоих разрядников, установленных на крайних фазах), образуется двух- (или трёх-) фазное грозовое перекрытие. Для исключения перехода импульсного перекрытия в силовую дугу общая длина перекрытия L должна быть достаточно большой. Она может быть определена по формуле:
(6.26) где Uл — наибольшее рабочее линейное напряжение; — критический градиент напряжения промышленной частоты, при котором исключается установление силовой дуги вследствие грозового перекрытия. Основные результаты опубликованных экспериментальных исследований критического градиента приведены в разделе 6.1.3 на рис. 6.4.
При междуфазных замыканиях на одной опоре сопровождающий ток может достигать величины в несколько килоампер, поэтому следует ориентироваться на величину критического градиента 4 кВ/см (см. раздел 6.1.3 рис. 6.4). На ВЛ 10 кВ наибольшее рабочее линейное напряжение равно Uл= 12 кВ и, соответственно, необходимая суммарная длина перекрытия составляет L=12/4=3 м. Поскольку длина перекрытия по РДИ, установленному на верхнюю фазу, составляет 1 м, длина РДИ, защищающего изолятор нижней фазы, должна быть 2 м.
Расчёт эффективности защиты ВЛ от прямых ударов молнии выполнен по эквивалентным схемам, приведённым на рис. 6.19.
Разрядники устанавливаются между проводами всех трёх фаз и опорой параллельно изоляторам (рис. 6.19,а). Для электрического расчёта целесообразно представить разрядники в виде переменных сопротивлений (рис. 6.19,б), которые
меняют свою величину дискретно, ступенями от бесконечности до нуля, проходя значения: R, R/2,0.
Рассмотрим, например, работу разрядника, установленного на фазу А. Вследствие разной скорости продвижения каналов при воздействии импульса грозового перенапряжения при положительной и отрицательной полярности [99] сначала перекрывается первый модуль с длиной перекрытия. До перекрытия первого модуля общее сопротивление разрядника является практически бесконечно большим. После перекрытия первого модуля в момент /1 сопротивление разрядника становится равным сопротивлению одного отрезка кабеля RA=RA0=LA0Rпог, где LA0 — длина отрезка кабеля РДИА; Rпог — погонное сопротивление кабеля.
Как показали испытания, вслед за первым модулем обычно перекрывается третий модуль (см. рис. 6.8). После перекрытия третьего модуля РДИ в момент t2 параллельно сопротивлению, через которое подключён первый модуль, включается такое же сопротивление второго отрезка кабеля RA0, т. е. общее эквивалентное сопротивление разрядника уменьшается вдвое, т. е. Ra=RAq/2. После перекрытия средней части разрядника (т. е. второго модуля по рис. 6.8) в момент t3 образуется единый искровой канал, с весьма малым сопротивлением, замыкающий весь разрядник. По сравнению с другими сопротивлениями (волновым сопротивлением провода, канала молнии и т. п.), определяющими грозовые перенапряжения, сопротивлением канала перекрытия можно пренебречь, поэтому при расчётах оно полагалось равным нулю. Поэтому после момента t3 сопротивление разрядника RA=0.
При ударе молнии в среднюю фазу А на крайних фазах В и С наводится напряжение, определяемое коэффициентом связи между проводами. Однако, как показали расчёты, до перекрытия разрядника на фазе А, РДИА, на разряднике, установленном на фазе В, РДИВ, не происходит перекрытия ни одного из его модулей. Таким образом, в некотором интервале времени t3<t<t4 РДИА уже полностью перекрыт, а у РДИВ ни один из модулей не перекрыт. При дальнейшем нарастании напряжения в момент t4 перекрывается первый модуль РДИВ, и процесс развития перекрытия РДИВ (и соответственно изменения его сопротивления) происходит аналогично рассмотренному ранее процессу перекрытия РДИА.
Влиянием напряжения промышленной частоты ВЛ 10 кВ на разрядные процессы по поверхности разрядников ввиду его малости можно пренебречь. При этом фазы В и С и соответствующие разрядники, установленные на них, находятся в одинаковых условиях, поэтому при расчёте перенапряжений их целесообразно объединить (см. рис. 6.19,в).
Разрядники, установленные на фазах В и С, замещаются переменным сопротивлением Rb/2, а волновые сопротивления проводов фаз В и С, отходящих в обе стороны от мест установки разрядников, замещаются сопротивлением zB/4, где zB — волновое сопротивление провода линии. Индуктивность опоры замещается сосредоточенной индуктивностью хОП=L0hon, где L0=1 мкГн/м — погонная индуктивность стойки опоры; hon — высота опоры. Методика расчётов приведена в Приложении 6.1.
На рис. 6.20 показаны типичные зависимости напряжения на изоляторах и разрядниках фаз А и В от времени. Из рис. 6.20 видно, что до момента срабатывания первого модуля РДИA t<t1 напряжение на фазе А нарастает весьма круто. После перекрытия первого модуля в момент t1 напряжение сначала резко (но незначительно по величине) снижается, а потом при t1<t<t2 возрастает, но уже с меньшей крутизной. При срабатывании третьего модуля в момент t2 снова происходит резкое снижение напряжения, а затем в период времени t2<t<t3, напряжение нарастает с ещё меньшей крутизной до момента t3, когда кривая напряжения на фазе А пересекает вольт-секундную характеристику РДИA, и происходит перекрытие второго, среднего модуля РДИA, т. е. полное перекрытие разрядника и срез напряжения на изоляторе и разряднике фазы А. В этот же момент t3 скачком появляется обратное напряжение (противоположной полярности) на изоляторе ИВ и разряднике РДИВ фазы В. После полного перекрытия РДИА в отводе тока молнии принимает участие опора со своим сопротивлением заземления, поэтому напряжение на фазе В нарастает значительно медленнее, чем оно нарастало на фазе А до перекрытия РДИА. Процесс нарастания напряжения на РДИВ происходит аналогично рассмотренному ранее процессу нарастания напряжения на РДИА, только с меньшей крутизной. В моменты t4, t5 и t6 перекрываются первый, третий и второй модули РДИВ, и соответственно меняется его сопротивление.
Рис. 6.20. Вольт-секундные характеристики (ВСХ) изоляторов (И) и разрядников (РДИ), установленных на фазах А и В, и зависимости соответствующих воздействующих напряжений (U) от времени при прямом ударе молнии отрицательной полярности в фазу A (изолятор ШФ20-Г; lрди A=1 м; lрди B=2 м; сопротивление заземления опоры Rз=50 Ом; крутизна тока молнии A=20 кА/мкс)
Из рис. 6.20 видно, что ВСХ изоляторов и разрядников пересекаются при весьма малых предразрядных временах tкр. При использовании на линии изоляторов ШФ20-Г и при установке на фазе А РДИ с длиной перекрытия lпер≈1 м критическое время составляет tкр. A=tк~=≈0,3 мкс. Средняя длина пролёта ВЛ 10 кВ обычно составляет около lпр≈70 м. Время прихода отражённой волны от соседней опоры к поражённой опоре равно tтр=(lпр+lпр)/vв≈(70+70)/300≈0,5 мкс, где vв≈300 м/мкс — скорость распространения электромагнитной волны вдоль линии. Для фазы В, на которой установлен разрядник с длиной перекрытия lпер=2 м, критическое время составляет tкр.В=t6≈0,8 мкс, т. е. отражённая от соседней опоры волна по фазе А успеет подойти к поражённой опоре и снизить напряжение, приложенное к изолятору ИВ и разряднику РДИВ. В приведённых расчётах влияние соседних опор не учитывалось, т. е. полученные расчётные оценки грозоупорности ВЛ, защищённых РДИ, можно считать выполненными с некоторым запасом.
Из рис. 6.20 ясно, что опасность для ВЛ представляют весьма крутые импульсы грозовых перенапряжений. Крутизна импульса напряжения а пропорциональна крутизне тока молнии А. Поэтому при расчёте определялись критические значения крутизны тока молнии, при которой (при прочих заданных параметрах) происходит перекрытие изолятора.
На рис. 6.21 приведена зависимость критической крутизны тока молнии от сопротивления заземления опоры (при использовании изолятора ШФ20-Г). Из него видно, что с увеличением сопротивления заземления опоры критическая крутизна тока молнии уменьшается.
Рис. 6.21. Зависимость критической крутизны тока молнии (для изолятора ШФ20-Г) и кратности уменьшения числа отключений ВЛ, защищённой РДИ10-М, по сравнению с незащищённой ВЛ от величины сопротивления заземления опоры при использовании изоляторов ШФ20-Г и ШФ10-Г
Число отключений линии nоткл, не защищённой разрядниками, вследствие прямых ударов молнии (ПУМ) в провода может быть оценено по формуле [98]:
(6-27)
где- число ПУМ на 100 км линии при 100 грозовых часах;
РIm — вероятность появления тока молнии, достаточного для перекрытия изоляции ВЛ;
Рд — вероятность перехода импульсного перекрытия изолятора в силовую дугу;
РАПВ — вероятность успешного автоматического повторного включения.
Следует отметить, что для ВЛ 10 кВ практически при любом реальном токе молнии при прямом ударе молнии в провод произойдёт перекрытие линейной изоляции, поэтому ΡIm≈1.
Как было показано ранее, для линии, защищённой РДИ, значение имеет не величина тока молнии Iм, а его крутизна A. Соответственно число отключений линии, защищённой РДИ, вследствие прямых ударов молнии в линию nоткл можно записать в виде:
(6.28)
где Ра — вероятность появления тока молнии с крутизной большей или равной А.
Эффективность защиты линии от прямых ударов молнии при помощи РДИ может быть наглядно представлена в виде отношения числа отключений линии, не защищённой разрядниками nоткл (6.27), к числу отключений линии, защищённой разрядниками η’οткл (6.28):
(6-29)
где kпум — кратность уменьшения числа отключений ВЛ при прямом ударе молнии (ПУМ).
На рис. 6.21 приведены зависимости кратности уменьшения числа отключений ВЛ, защищённой РДИ10-М (lA=1 м, lB=lC=2 м), по сравнению с незащищённой ВЛ от величины сопротивления заземления опоры при использовании изоляторов ШФ20-Г и ШФ10-Г. Как видно из рис. 6.21, при использовании РДИ и изоляторов ШФ20-Г обеспечивается весьма высокая эффективность защиты линии 10 кВ от отключений при прямых ударах молнии. При сопротивлении заземления опоры Rз=10 Ом применение РДИ
даёт уменьшение числа отключений линии примерно в 200 раз, т. е. практически, такие отключения исключаются. С увеличением сопротивления заземления кратность уменьшения числа отключений уменьшается сначала (до Rз~50 Ом) весьма быстро, а затем медленно. При Rз=50 Ом кратность уменьшения числа отключений kпум≈20, а при Rз=80 Ом, kпум≈10. Таким образом, даже при высоких значениях сопротивления заземления опоры число отключений при прямых ударах молнии благодаря применению РДИ может быть снижено на порядок и более.
Как показывают расчёты, в случае применения изолятора ШФ20-Г эффективность грозозащиты определяется координированной работой разрядника и изолятора фазы В. Скорость нарастания напряжения на них сильно зависит от сопротивления заземления опоры. Соответственно и эффективность грозозащиты при ПУМ сильно зависит от сопротивления заземления опоры (см. рис. 6.21).
В случае применения изолятора ШФ10-Г (см. рис. 6.21) число отключений может быть снижено примерно в 5 раз, причём кратность уменьшения числа отключений не зависит от сопротивления заземления опоры. Этот результат объясняется тем, что в случае применения изолятора ШФ10-Г определяющим является координированная работа разрядника и изолятора фазы А, в которую попадает молния. Как было отмечено ранее, координация срабатывания РДИА не зависит от сопротивления заземления опоры, поскольку до перекрытия изолятора или срабатывания разрядника опора не участвует в отводе тока грозового перенапряжения. Расчёты показывают, что координация срабатывания РДИА длиной 1 м с изолятором ШФ10-Г обеспечивается при крутизнах тока молнии, значительно меньших, чем координация с изолятором ШФ20-Г. Однако, если разрядник РДИА успешно сработал, то при этой относительно небольшой крутизне тока молнии после подключения опоры к отводу тока молнии крутизна напряжения, приложенного к изолятору фазы В и установленному параллельно ему разряднику, становится небольшой. Поэтому разрядник РДИВ также успешно срабатывает, по крайней мере, как показывают расчёты, при сопротивлениях заземления опоры в диапазоне от 10 до 100 Ом.
В заключении отметим, что даже при протекании весьма больших импульсных токов молнии нет опасности повреждения разрядника, поскольку разряд развивается в воздухе, а не внутри аппарата.
Поэтому можно полагать, что разработанная система грозозащиты характеризуется простотой конструкции, невысокой стоимостью и высокой надёжностью.
Подводя итог, можно сказать, что для эффективной защиты ВЛ10 кВ, от прямых ударов молнии необходимо:
- применить опоры, обеспечивающие расположение проводов по треугольнику;
- на всех опорах параллельно каждому изолятору установить РДИ-М;
- на верхнюю фазу установить РДИ-М с относительно небольшой длиной перекрытия (например 1 м для ВЛ 10 кВ)
- на две нижние фазы установить РДИ-М с длиной перекрытия по 2 м.
Когда шаровая молния может залететь в окно
С наступлением периода гроз, встает вопрос – может ли ударить шаровая молния в окно или пройти через окно в комнату. Портал ОКНА МЕДИА разбирается в этом вопросе.
Может ли залететь или ударить шаровая молния в окно
На протяжении всей истории существования человечества гроза с молниями вызывала повышенное чувство опасности и беспокойства.
Фото: каскад молний в ночном городе
Молния представляет собой электрический искровой разряд и образуется в атмосфере. Сила тока такого разряда может достигать 100.000 ампер, а напряжение – до 1.000.000.000 вольт. Для сравнения через электрический стул пропускают ток в 5.000 вольт. Молния может нанести ущерб зданиям и сооружениям, и представляет серьезную реальную угрозу для жизни людей и животных.
Чтобы ответить на вопрос – может ли ударить шаровая молния в окно или залететь в него – необходимо понять
- какие виды молний бывают,
- рассмотреть варианты с закрытым и открытым окном.
Что такое молния и какие они бывают
В первую очередь удару молнии подвержены высокие дома, а также выступающие предметы на кровле дома – теле и радиоантенны, трубы, башни, флюгеры и прочее. Последствия – возгорание, разрушение, выход из строя электронного и электрического оборудования. В открытом пространстве молния может ударит в высокое дерево. Но бывают случаи, когда молния залетает в открытое окно.
Фото: удар молнии в высотную башню
Молнии могут происходить как в самих облаках (внутриоблачные молнии), так и ударять в землю или другие объекты (молнии облако-земля). Разряд молнии движется по пути наименьшего сопротивления, по материалам с высокой электропроводностью. Существует два типа молнии: линейная и шаровая.
Удар линейной молнии
Самый распространенный тип молнии – линейная. Этот тип молнии хорошо изучен и его возможно воспроизвести искусственно. Линейная молния, где ток идет прямолинейно, это и есть переменный ток, который открыл Тесла и ввел его в нашу жизнь.
Фото: молния – электрический искровой разряд, образующийся в атмосфере
Поражение такой молнией человека внутри здания практически невозможно. Молния бьет в самые высокие точки объектов, которые проводят ток, к примеру металл или тело человека. Затем ее энергия проходит через эти материалы и гасится материалами, не проводящими ток – дерево, резина, пластик, земля и т.д. Возможен вариант, когда молния образовалась в стороне от дома под углом к горизонту, и разряд произошел в сторону окна дома:
- Окно закрыто. Линейная молния распространяется по пути тока, по наименьшему электрическому сопротивлению. На пути молнии будет оконный пластиковый или деревянный профиль, или стекло. Они являются диэлектриками и не проводят ток. Сила молнии сойдет на нет.
- Окно открыто на распашку, проход молнии в дом теоретически возможен. В этом случае молния ударит в предмет внутри помещения, который будет лучшим проводником электричества. Если человек будет стоять вплотную к окну, он может пострадать. Линейная молния вряд ли влетит в пластиковое окно в режиме проветривания, когда створка откинута вверху.
Удар шаровой молнии
Шаровая молния представляет собой яркий светящийся сгусток плазмы, где ток идет по кругу образуя шар – отсюда и название. Размеры шаровой молнии могут начинаться от размера грецкого ореха до футбольного мяча. Этот тип молнии до сих пор изучается и не был получен искусственным путем. Шаровая молния от линейной может отличаться «поведением», она может застывать в воздухе, но затем будет двигаться по прямой к интересующему предмету именно поэтому шаровая молния гораздо опаснее линейной.
- Окно открыто. Шаровая молния может проникнут в помещение не только через открытое окно, но и через щели в фасаде, особенно, если в помещении будет сквозняк. Далее она также, как и линейная ударит в объект, притягивающий ее – являвшийся проводником тока.
- Окно закрыто. Шаровая молния, приблизившись к стеклу, в дальнейшем удаляется от него. Но по словам некоторых очевидцев, шаровая молния может пройти через стекло, оставляя в нем отверстие размером 3-5 см, хотя доказанных случаев нет.
Фото: шаровая молния отличается непредсказуемостью в движении
Чтобы обезопасить себя и близких, находящихся в помещении, даже от гипотетически возможного удара молнии, необходимо вовремя, а лучше – до грозы:
- закрыть все окна и двери,
- выключить электрические приборы,
- отсоединить антенные кабели и отойти от окон.
На крышах располагают мансардные окна. Они немного выступают за пределы плоскости кровли, но вероятность попадания в них молнии невелика. Возможные варианты соответствуют ситуациям с обычными окнами. Необходимо придерживаться тех же норм безопасности, что и к стандартным окнам.
Современные пластиковые или деревянные окна и двери в закрытом состоянии надежно защитят от проникновения шаровой или линейной молний, но профилактические меры безопасности необходимо соблюдать.
Кому не грозит гроза? — МК
Где гнездятся молнии?
— Какова природа молний, как они возникают?
— Представьте, что вы сидите зимой в комнате и расчесываете себе волосы. Потом подносите к расческе пальчик — возникает искорка. Во время трения расчески о волосы возникают электрические заряды, которые собираются на кончике расчески и дают сильное электрическое поле, а когда вы подносите палец к зубьям расчески, вспыхивает искра длиной миллиметра два–три.
Молния — такая же электрическая искра, только колоссальных масштабов. И здесь трется не расческа о волосы или шерсть, а много снежинок и дождевых капель, которые специалисты называют «гидрометеоры». Снежинки во время трения заряжаются и собираются в облаках в заряженные ячейки радиусом до километра. Эти заряженные ячейки могут быть такими большими, что напряжение исчисляется многими миллионами вольт. Но сколько бы там электричества ни собиралось, чтобы возникла молния, надо иметь какое–то «запальное устройство» — плазменный элемент, от которого стартует разряд. Как он создается — при помощи космических лучей или случайно организованных вихрем «гидрометеоров», — об этом ученые спорят и по сей день.
Молнии возникают нечасто. В России на квадратный километр земли попадает в год в среднем три–четыре удара молнии.
— Какова температура молнии? С чем ее можно сравнить?
— Температура на поверхности Солнца 6 тысяч градусов, в дуге сварочного аппарата столько же, а в канале молнии — 30 тысяч градусов, в 5 раз больше! Но, несмотря на высоченную температуру, молния не так часто что–нибудь поджигает. Помните, как у Твардовского в «Теркине на том свете»: «Это вроде как бывает, помощь скорая идет, сама режет, сама давит, сама помощь подает». Молния сама зажигает, а потом сильной ударной волной (вспомните о громе!) сама же и сдувает продукты горения.
Пожар от молнии может возникнуть в лесу, на предприятии по добыче нефти или газа. Но представить, что в Москве от молнии загорелся дом, — это что–то невероятное.
— Какая при грозовом электрическом разряде выделяется энергия?
— Если бы кто–то сумел собрать всю энергию, которая выделяется в канале молнии, и запихнул ее в банку, то ее могло бы хватить для московской квартиры на месяц жизни. То есть энергии выделяется не очень много. И эта энергия рассеивается от облака до земли. Собрать ее невозможно, эта энергия тратится впустую.
В 40–е годы вышел фантастический роман, где герои собрали энергию молнии. Ученые от души повеселились над затеей автора.
— Как можно приблизительно рассчитать расстояние до ближайшего участка молнии в километрах?
— На этот вопрос любой человек может ответить сам. Видите вспышку молнии, начинайте считать секунды: одна, две, три… Прошло 10 секунд — загремел гром; звуковая волна за секунду пролетает примерно 300 метров, за 10 секунд пролетит 3 километра. За три километра отчетливо слышен гром.
— Могут ли молнии «испытывать привязанность» к определенному месту?
— Замечательный вопрос. До сих пор специалисты спорят, есть или нет гнездовья молний. Это такие места на земле, куда частенько ударяет молния. Гипотеза, что они есть, достаточно обоснована. Представьте ровную поверхность, от которой внутрь земли уходит скальная порода. Она, как известно, электрического тока не проводит, но внутри скал течет водный поток, который прекрасно проводит электричество. Этакая вытянутая вверх речка. Ее–то и может «почувствовать» молния. Поэтому есть много сторонников, которые считают, что гнездовья молний реально существуют. Но убедительных экспериментов, которые бы это доказывали, пока нет.
«Молния иногда «дурит»
— Насколько верно утверждение, что молния — «стрела богов» с ярким плазменным следом — выбирает путь наименьшего сопротивления и бьет в ближайшую на его пути точку?
— Так совершенно точно думали первые изобретатели молниеотводов. Первый молниеотвод в 1752 году изобрел Бенджамин Франклин, чей портрет находится на купюре в $100. Действительно, молния в основном идет по кратчайшему расстоянию и бьет в высоко стоящий штырь. Но бывают исключения. Иногда молния «дурит».
В течение многих лет специалисты института проводили на Останкинской телебашне наблюдения за грозовыми разрядами. И не раз регистрировали, как молнии «промахивались» и били в башню на 200 метров ниже вершины или в землю примерно на таком же расстоянии от башни. Представляете, Останкинская башня — высотой в полкилометра, а защищает совсем небольшую территорию в 200—300 метров.
— Сколько в Останкинскую телебашню попадает молний за год?
— Молнии в нее ударяют в год примерно раз 30. Но слово «ударяют» здесь плохо подходит. Потому что в 25—27 случаях молния, наоборот, стартует от башни и летит в облако, так сказать, «вверх ногами». Специалисты такие молнии называют восходящими.
— У кого больше шансов «поймать молнию»?
— Люди страдают от прямого попадания молнии в редчайших случаях. Помню, по телевизору шел сюжет про китайца: вспышка молнии, гром, он упал, диктор за кадром вещает: «В человека ударила молния». Вдруг он вскакивает, бежит, снова падает, диктор трагическим голосом: «Еще одно попадание молнии»… Не было ни одного достоверного случая, когда бы при прямом ударе молнии в человека он остался бы жив. Все истории по поводу того, что молния ударила в стадион — и десять футболистов попали в больницу, молния ударила в остановку автобуса — и все находящиеся там люди получили удар электрического тока, неверно интерпретируются. Все это вторичные воздействия молнии.
Молния ударяет, например, в дерево, дальше по влажной древесине ток молнии попадает в землю и растекается по ней, как по проводнику. Согласно закону Ома, возникает напряжение, которое действует вдоль поверхности земли. Между ногами человека, стоящего на земле, действует напряжение. И чем ближе он стоит к точке удара, тем сильнее действует это напряжение. А достигать оно может нескольких десятков киловольт. Вот это напряжение и сбивает людей на пляже, на автобусных остановках, на стадионе… Все это действие, как говорят специалисты, напряжения шага, которое действует между ногами человека, стоящего на земле.
Я бы не советовал во время грозы находиться там, где есть что–то возвышающееся. Если вы находитесь в глубине леса, опасаться молнии особо не стоит. Другое дело, если вы вышли на опушку, где с одной стороны начинается поле, а с другой стоят высокие деревья. Вот эти деревья и будут активно притягивать на себя молнии, и вы можете оказаться под действием шагового напряжения.
Действие этого шагового напряжения, что по земле, что по воде, примерно одинаковое. Если на земле рядом с вами ударила молния, вы на секунду можете потерять сознание, упадете, а потом встанете. В воде же от перерыва дыхания вы можете захлебнуться. Конечно, при грозе надо срочно выбираться на берег.
— Почему молния поражает скот чаще, чем людей?
— У крупного рогатого скота расстояние между передними и задними ногами достаточно велико, и, соответственно, напряжение шага воздействует на них значительно сильнее.
— Молнии и оголенные провода действуют одинаково?
— Да, только на оголенных проводах у вас дома 220 вольт, на улице вы можете попасть под 10 тысяч вольт, при молнии — под миллион.
— Это правда, что частокол молниеотводов не смущает молнию? Когда традиционный путь перекрыт, она может прорваться к объекту снизу, прокладывая обходной путь в земле?
— Когда молния ударяет в землю, например в дерево, от корней дерева вдоль поверхности земли на самом деле может пойти искровой разряд. Это совершенно точный факт. И такой разряд может распространяться на десятки метров. Помните жаркое лето 2010 года? Под Омском сгорела целая деревня. Корреспондент, приехавшая к погорельцам, спрашивала у бабушек: «А что же вы не тушили, когда пожар только начался?» На что ей старушки отвечали: «Так страшно было! Змеи огненные по земле бегали». Старожилы села не фантазировали. Молния, которая ударяет в дерево, в столб, может продолжить свой путь, скользя по поверхности земли. Это приводит иной раз к серьезным повреждениям оборудования. Например, на электрических подстанциях кабели проложены в земле. Если их пережечь, перестанет работать автоматика.
«Мужчина — лучшая мишень»
— Есть еще те, кто боится дотрагиваться до человека, пораженного или контуженого молнией…
— Это, по–моему, знала даже моя бабушка, которая училась в церковноприходской школе. Такого человека трогать можно. Вот только в землю закапывать не надо.
А заблуждения людей понятны. Например, один «специалист» всерьез предлагал взять сухую палку и катить такого человека к первой подвернувшейся воде…
Знайте, никакой опасности такой человек не представляет. И вы ему очень сильно можете помочь. При сильном ударе шагового напряжения у человека может быть перерыв дыхания и даже остановка сердца. Если вы начнете делать ему искусственное дыхание и непрямой массаж сердца, то до приезда «скорой» можете его удержать в живом состоянии, а по большому счету — спасти.
— Может ли молния «украсть» надетый на шею медальон, оставив его обладателю отпечаток на теле на долгие годы?
— То есть можно ли на теле человека расплавить цепочку с медальоном или крестиком? Сказать категорическое «нет» я вам в этом случае не могу. И вот почему. Если есть близкий удар молнии, то в цепочке, как и в любом замкнутом проводящем контуре, магнитное поле молнии может навести электродвижущую силу (ЭДС) магнитной индукции. Был такой английский физик-экспериментатор Майкл Фарадей, который открыл это явление. Тот электрический мир, в котором мы живем, это следствие его открытия. В контуре из цепочки вполне может быть наведено напряжение несколько киловольт. И возникший индукционный ток тоненькую цепочку расплавить может.
— Попадая в какой-либо предмет, молния «кустится», оставляя характерные следы. Ученые называют их «фигурами Лихтенберга». Иногда они возникают и на коже человека: выглядят, словно деревья или птичьи перья…
— Такие характерные следы может оставлять не только молния. Если человек попал под высокое напряжение, электрический заряд прожигает такие следы на коже.
— Удивительно, но молнии «предпочитают» почему-то мужчин. По сведениям страховых компаний, 82% из всех пострадавших — представители сильного пола.
— Может, потому, что мужчины чаще, чем женщины, находятся вне дома. Косят в грозу траву, собирают грибы, стоят с удочкой у реки, играют на поляне в футбол…
«Ничего опасного мобильник не притягивает»
— Находясь дома, нужно ли в грозу выключать электроприборы и газ?
— Газовая плита в грозу совершенно безопасна. А вот с электроприборами ситуация такая: если вы в Москве, то шансов мало, что у вас что–то пострадает из-за удара молнии. Электрические коммуникации в столице все кабельные, подземные, они хорошо защищены от ударов молнии. Другое дело, если вы живете в загородном доме или на даче, и к вам подходит воздушная линия электропередач. В этом случае телевизор и другие электроприборы в грозу желательно выключить из розетки.
Молния может на расстоянии метров 200—300 электромагнитным полем воздействовать так, что у вас сгорит или антенный усилитель, или сам телевизор. И это случается довольно часто.
Я как раз живу в таком доме около Москвы. Три года назад на нашей улице ударила молния. Я потом прошелся по домам, интересуясь, сколько у кого электроприборов сгорело. Меньше двух не сгорело ни у кого. В том числе и у меня. Сапожник остался без сапог…
— Безопасно ли в грозу мыть посуду, принимать душ? Прикасаться к телефону?
— Можно и посуду мыть, и душ принимать, потому что все эти коммуникации в домах хорошо заземлены. В селе связь еще проводная, телефонные провода проходят по улице, натянуты между столбами, поэтому к телефону лучше не прикасаться. Электромагнитная наводка на телефонную сеть может быть опасна и для человека.
— Находясь на даче, можно разводить в грозу огонь в печи?
— Моя бабушка в грозу не топила русскую печь. Какая–то вероятность, что молния пройдет по столбу нагретого газа, есть, но она крайне незначительна. Поэтому гасить на даче печку в грозу я бы не стал.
— Не опасно ли находиться в самолете во время грозы?
— Самолеты сегодня конструируют таким образом, чтобы они выдерживали удар молнии с самым большим током. Никакой авиалайнер не получит международный сертификат, если он не будет испытан на воздействие тока молнии. Испытывают его током 200 тысяч ампер. Такой силы ток бывает, наверное, у одной молнии из десяти тысяч. После такого удара током все приборы самолета должны работать исправно, только тогда он допускается к полетам.
Есть еще одно обстоятельство: пилот может лишиться летных прав, если самолет попадет в грозовое облако. Согласно инструкции, летчик должен его обойти.
Тем не менее молнии ударяют в самолеты. Один удар приходится примерно на три тысячи часов полета. Этот удар для него безопасен.
— Самолет притягивает молнию?
— Самолет не столько притягивает молнию, сколько становится тем самым инициирующим элементом, от которого молния начинается, и уходит с одной стороны в облако, с другой — тянется к земле или к грозовой ячейке с зарядом противоположного знака.
— Молния может вывести из строя приборы самолета?
— Такое иногда бывает. Тем не менее, если проанализировать авиакатастрофы, там, наверное, и одного процента не наберется, что была виновата молния.
— Опасен ли в грозу мобильный телефон? Через сотовый в руках можно получить звуковой удар?
— Категорически нет! Один раз я слышал по телевизору, что мобильник в грозу нужно отложить от себя на расстояние десять метров. Наверное, чтобы его украли. Ничего с сотовым телефоном делать не надо, никаких молний он не притягивает. И звукового удара вы не получите. Также можете бренчать целой связкой ключей, набить карманы килограммовыми железками. На путь молнии это не повлияет никак.
— Можно переждать грозу в машине или автобусе?
— Не выбирайтесь наружу: внутри машины или автобуса более безопасно. Их металлическая оболочка создает защитный экран, называемый учеными «клеткой Фарадея». Внутрь ее молния не проникает, а «стекает» в землю.
А вот прижиматься к наружной стороне здания, спасаясь от дождя под козырьком крыши, я бы не советовал. Фундамент дома очень часто используется в качестве естественного заземлителя. При прямом ударе молнии через него растекается большой ток, создавая наиболее опасные шаговые напряжения как раз поблизости от фундамента. Лучше откройте дверь и войдите в подъезд.
Факты и информация о молниях
Молния — это электрический разряд, вызванный дисбалансом между грозовыми облаками и землей или внутри самих облаков. Большинство молний происходит в облаках.
«Простая молния» описывает дальний разряд, освещающий всю нижнюю часть облака. Другие видимые болты могут иметь вид бусинки, ленты или ракетной молнии.
Во время шторма сталкивающиеся частицы дождя, льда или снега внутри грозовых облаков увеличивают дисбаланс между грозовыми облаками и землей и часто отрицательно заряжают нижнюю часть грозовых облаков.Объекты на земле, такие как шпили, деревья и сама Земля, становятся положительно заряженными, создавая дисбаланс, который природа стремится исправить, пропуская ток между двумя зарядами.
Молния очень горячая — вспышка может нагреть воздух вокруг нее до температуры, в пять раз превышающей температуру поверхности Солнца. Это тепло заставляет окружающий воздух быстро расширяться и вибрировать, что создает раскат грома, который мы слышим через короткое время после вспышки молнии.
Удары молний во время гроз ежегодно убивают больше американцев, чем торнадо или ураганы.
Типы молний
Молнии «облако-земля» — обычное явление — около 100 ударов ударов по поверхности Земли каждую секунду, но их сила необычайна. Каждый болт может содержать до одного миллиарда вольт электричества.
Типичный разряд молнии между облаком и землей начинается, когда ступенчатая серия отрицательных зарядов, называемая ступенчатым лидером, мчится вниз от нижней части грозового облака к Земле по каналу со скоростью около 200 000 миль в час (300 000 км / ч). . Каждый из этих сегментов имеет длину около 150 футов (46 метров).
Когда самая нижняя ступенька находится в пределах 150 футов (46 метров) от положительно заряженного объекта, она встречает восходящую волну положительного электричества, называемую серпантином, которая может подниматься вверх через здание, дерево или даже человека. .
Когда они соединяются, электрический ток течет, когда отрицательные заряды летят вниз по каналу к земле, и видимая вспышка молний поднимается вверх со скоростью около 200000000 миль в час (300000000 км / час), передавая электричество в виде молнии в процессе.
Некоторые типы молний, включая наиболее распространенные, никогда не покидают облака, а перемещаются между различными заряженными областями внутри или между облаками. Другие редкие формы могут быть вызваны сильными лесными пожарами, извержениями вулканов и метелями. Шаровая молния, небольшая заряженная сфера, которая плавает, светится и прыгает, не обращая внимания на законы гравитации или физики, до сих пор ставит ученых в тупик.
Примерно от одной до 20 разрядов молнии, падающей из облака на землю, — это «положительная молния», тип которой возникает в положительно заряженных вершинах грозовых облаков.Эти удары обращают поток заряда типичных разрядов молний и намного сильнее и разрушительнее. Положительная молния может простираться по небу и ударить «из ниоткуда» более чем в 10 милях от грозового облака, в котором она родилась.
Удар молнии
Молния не только впечатляющая, но и опасная. Ежегодно во всем мире молнией гибнут около 2000 человек. Сотни людей выживают после ударов, но страдают от множества устойчивых симптомов, включая потерю памяти, головокружение, слабость, онемение и другие болезни, изменяющие жизнь.Удары могут вызвать остановку сердца и серьезные ожоги, но выживают 9 из каждых 10 человек. У среднего американца примерно 1 из 5000 шанс быть пораженным молнией в течение жизни.
Сильная жара молнии испарит воду внутри дерева, создавая пар, который может разнести дерево на части. Машины — убежище от молний, но не по той причине, в которую многие верят. Шины проводят ток, как и металлические каркасы, которые безвредно переносят заряд на землю.
Многие дома заземлены с помощью стержней и других средств защиты, которые безвредно проводят электричество молнии к земле.Дома также могут быть случайно заземлены водопроводом, водосточными желобами или другими материалами. Заземленные здания обеспечивают защиту, но люди, которые касаются проточной воды или пользуются стационарным телефоном, могут быть поражены проводимым электричеством.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
1/13
1/13
В Южной Дакоте разразилась гроза суперячейки. Среди самых сильных штормов суперячейки могут приносить сильный ветер, град и даже смерчи. ( См. другие изображения экстремальной погоды .)
Удары молнии
Гроза в суперячейке в Южной Дакоте. Среди самых сильных штормов суперячейки могут приносить сильный ветер, град и даже смерчи. (См. Больше фотографий экстремальной погоды.)
Фотография Джима Рида, National GeographicУильямс говорит, что типичная молния может передавать 10 20 электронов за доли секунды, развивая пиковый ток до 10 килоампер. Согласно Уману, немецкий ученый Поккельс обнаружил, что базальтовая порода в непосредственной близости от ударов молнии была намагничена, и в 1897 году вычислил токи порядка 10 000 ампер. Закон Ампера позволяет вывести ток в проводе на основе измерения магнитного поля. поле на некотором радиусе от проволоки. Поккельс предположительно измерил намагничивающие эффекты больших токов на базальте и смог масштабировать эти эксперименты, чтобы оценить ток, связанный с молнией.На основе этого принципа магнитные связи широко используются для измерения токов молнии. Большинство измерений находились в диапазоне от 5 000 до 20 000 ампер, но знаменитый удар незадолго до запуска Аполлона 15 в 1971 году был измерен на уровне 100 000 ампер с помощью магнитных звеньев, прикрепленных к пуповинной башне. Сообщалось о токах более 200 000 ампер. Можно представить себе магнитный детектор, основанный как на законе Ампера, так и на законе Фарадея, который может дать вам оценку тока молнии, если у вас есть измерение расстояния от детектора до точки удара молнии.Если вы установите катушку с проволокой в вертикальной плоскости, то скорость изменения магнитного поля через катушку будет генерировать напряжение. Если бы вы могли суммировать (интегрировать) ток, генерируемый этим напряжением, вы могли бы вычислить заряд, передаваемый при ударе молнии. Имея несколько таких детекторов в области, вы можете смоделировать местоположение, а также заряд, связанный с ударом. Чаще всего ток молнии прекращается примерно за миллисекунду для данного удара, но иногда после одного или нескольких разрядов остается постоянный ток порядка 100 ампер.Это называется «горячая молния» и, по словам Умани, является причиной молниеносных пожаров. Температура молнии составляет 15 000–60 000 ° F как для «холодной», так и для «горячей» молнии — это продолжающееся течение, которое вызывает около 10 000 пожаров в год в США, по оценкам Умани. | Индекс Концепции молнии Ссылки Williams |
Женщины записывают Редкий, опасный «положительный удар молнии» на видео
Этот сайт может получать партнерские комиссии за ссылки на этой странице.Условия эксплуатации.Однажды, когда я жил в Луисвилле, штат Кентукки, я стал свидетелем удара молнии в землю в нескольких десятках футов от моей машины, когда я выезжал на скоростную автомагистраль Джин Снайдер. Если вы никогда не были близки к удару молнии, может быть сложно описать этот опыт.На этом расстоянии нет заметного промежутка между молнией и громом. Я на мгновение ослеп (при езде на скорости) и почувствовал гром как физическую ударную волну по воздуху, а также как звуковое явление.
Одним словом, я был потрясен. Единственная причина, по которой я сразу не свернул с дороги, состоит в том, что у меня внезапно не было абсолютно никакого интереса оставаться там, где я был. Все это означает, что я глубоко сочувствую Эрике Хайт из Бойнтон-Бич, Флорида, которая случайно запечатлела на камеру редкий положительный удар молнии и, очевидно, была потрясена этим опытом.
Что делает этот удар интересным, так это то, что он был положительной, а не отрицательной молнией. Положительная молния встречается гораздо реже, чем отрицательная, поскольку это доплеровское радиолокационное изображение и сопутствующие данные о ударах молнии с сайта Wxbrad.com ясно показывают:
Кредит: WXBrad.com
Термины положительный и отрицательный относятся к полярности удара молнии. Обычно молния передает отрицательный заряд от облака к земле. Отрицательно заряженная молния обычно имеет напряжение ~ 300 м вольт и 30 000 ампер.Но в отличие от отрицательной молнии, которая обычно возникает в нижней части или середине грозы, положительная молния генерируется на больших высотах, от 30 000 до 60 000 футов. Обычно изолирующий слой отрицательного заряда защищает землю от положительных ударов молнии. Если этот слой будет нарушен, может произойти положительный удар молнии.
Поскольку эти удары начинаются так высоко в атмосфере, они могут быть значительно сильнее и длиться намного дольше — до одного миллиарда вольт и 300 000 ампер.Положительная молния встречается гораздо реже, чем отрицательная, но она убивает гораздо больший процент людей, которым не повезло попасть в разряд молнии. Положительные удары молнии также ответственны за большую часть повреждений домов, зданий и других сооружений, пораженных в первую очередь молнией.
«Это было безумие. Очень страшно, очень громко, — сказал Хайт газете Palm Beach Post. «Это было как раз в нужное место в нужное время. Я, наверное, больше никогда в жизни не смогу получить что-то подобное ».
Наверное, нет.И учитывая, насколько опасна положительная молния, наверное, к лучшему. Кстати, хотя болт ярко-красный, цвет не имеет ничего общего с тем, что это был положительный удар. Цвет молнии меняется в зависимости от местных атмосферных условий и удаленности от места удара. Молния часто бывает оранжевой или красной на последних нескольких футах удара, что мы и видим на видео выше.
Сейчас прочитано :
Может ли молния вызвать скачок напряжения? — Электроответы.com
Может ли молния вызвать скачок напряжения?
Удары молнии могут вызвать скачок напряжения, а также другие повреждения, если они попадут в ваш дом, линии электропередач или телефонные провода. Скачки переключения вызываются внезапными изменениями электрических нагрузок либо в вашем доме, либо из-за деятельности энергокомпании.
Как я узнаю, что у меня плохая микросхема?
Коснитесь ИС пальцем, просто подав на нее напряжение. Обратите внимание, нагревается ли ИС естественным образом или вы не можете дотронуться до нее через несколько 10–12 секунд.Если микросхема нагревается очень быстро, она наверняка повреждена.
Что такое IC 723?
IC 723 — универсальная микросхема стабилизатора напряжения общего назначения, которая может использоваться для создания различных типов регулируемых источников питания, таких как: Регулятор положительного напряжения. Регулятор отрицательного напряжения. Регулятор переключения.
Как я узнаю, хороший или плохой мой IC?
Затем поместите черный щуп на землю или заземление вокруг ИС и используйте красный щуп для проверки каждой из ножек ИС, каждая ножка будет иметь показания, но каждый раз, когда мультиметр слышит непрерывный звук, когда вы касаетесь конкретная ножка ИС, это означает, что в этой ножке есть короткое замыкание, а это…
Как проверить IC 555?
Прежде всего, очень осторожно вставьте микросхему в гнездо (если используется), чтобы ни один вывод таймера 555 не получил повреждений.Теперь, чтобы увидеть результат, включите питание. Если ваш таймер 555 работает правильно, то оба светодиода (в моем случае красные светодиоды) будут гореть поочередно.
Как работает IC?
Интегральная схема использует полупроводниковый материал (считывающие чипы) в качестве рабочего стола, и часто для этой задачи выбирается кремний. После этого электрические компоненты, такие как диоды, транзисторы, резисторы и т. Д., Добавляются к этому чипу в минимизированном виде. Кремний в этой сборке известен как пластина.
Как вы устраняете неисправность микросхемы?
Проверка на короткое замыкание Установите мультиметр на функцию непрерывности. Замкните все контакты на одной стороне ИС и подключите его к одному из тестовых щупов мультиметра. Проверьте каждый из контактов ИС оставшимся тестовым щупом мультиметра. в более чем 50% контактов, вероятно, закорочена ИС.
Что находится внутри микросхемы?
Интегральная схема (ИС), также называемая микроэлектронной схемой, микрочипом или чипом, представляет собой сборку электронных компонентов, изготовленных как единый блок, в котором миниатюрные активные устройства (например,ж., транзисторы и диоды) и пассивные устройства (например, конденсаторы и резисторы) и их соединения построены на тонкой…
Какова основная функция IC?
Интегральная схема, которую иногда называют микросхемой или микрочипом, представляет собой полупроводник, из которого изготовлены тысячи миллионов крошечных резисторов, конденсаторов и транзисторов. ИС может функционировать как усилитель, генератор, таймер, счетчик, компьютерная память или микропроцессор.
Какое поколение используется?
Компьютеры третьего поколения Период третьего поколения был с 1965 по 1971 год.В компьютерах третьего поколения вместо транзисторов использовались интегральные схемы (ИС). Одна ИС имеет множество транзисторов, резисторов и конденсаторов, а также связанных с ними схем. Микросхема была изобретена Джеком Килби.
Что означает IC в тексте?
Я вижу
Что означает IC?
AcronymDefinitionICIntegrated CircuitICIntelligence CommunityICI См. (Код чата) ICIntensive Care
Что означает IC в ролевой игре?
символом
Что означает IC в конце слова?
суффикс прилагательного.Определение -ic (Запись 3 из 4) 1: имеющий характер или форму: панорамный: состоящий из рунических. 2а: или относящиеся к альдерманскому делу. b: связанные с алкоголем, производные от них или содержащие их.
Что означает IC на Tiktok?
Индивидуальный участник
Сколько фунтов в Тик Ток?
Часто, когда вы видите «ib» (или #ib) в заголовке видео TikTok, за ним следует чье-то имя пользователя, а не имя человека, чье видео вы смотрите. По сути, «ib» означает «вдохновленный.Люди склонны использовать «ib» как способ отдать должное определенному танцу или тенденции, когда они вдохновили их на создание собственного видео.
Что означает IC на моем рецепте?
недорогой интерстициальный цистит
Что означает кредит в TikTok?
Если кто-то снимает видео в TikTok, которое ранее уже было сделано другой учетной записью, он может использовать аббревиатуру IB для обозначения этого человека. Например, в этом видео Эддисон Рэй пишет ib, а затем помещает имя чьей-либо учетной записи, что, скорее всего, означает, что оно вдохновлено этим человеком.
Насколько ярка молния? Как быстро распространяется молния? Какова ширина разряда молнии? Сколько вольт в молнии? Излучает ли молния рентгеновские лучи и радиоволны? Сколько раз молния ударяет по Земле каждый год?
Свет от молнии равен количеству света от примерно 100 миллионов лампочек.
Канал удара молнии очень узкий — возможно, всего полдюйма (1.25 сантиметров). Он окружен «оболочкой короны» или тлеющим разрядом, ширина которого может достигать от 10 до 20 футов (от 3 до 6 метров) в диаметре.
Из-за интенсивного свечения света, излучаемого молниями, они могут казаться намного шире, чем есть на самом деле. Скорость молнии может варьироваться от 100 до
.Громоотводы, подобные этому, помогают отвлечь разрушительную силу молнии от повреждений домов и других построек.
ОтОпасно ли прикасаться к человеку, в которого только что ударила молния?
Нет. Распространенным мифом является то, что люди, пораженные молнией, сохраняют опасный электрический заряд, который может передаваться кому-то другому, коснувшись жертвы. Собственно, такого остаточного заряда не останется, и к ним можно безопасно прикасаться и оказывать им медицинскую помощь.
до 1000 миль (от 160 до 1600 километров) в секунду для нисходящей ведущей колеи; обратный ход составляет 87 000 миль (140 000 километров) в секунду (почти скорость света).
Молния разряжает от 10 до 100 миллионов вольт электричества. Средний удар молнии составляет 30 000 ампер.
Видимая длина полосы молнии зависит от местности и может сильно различаться. В горных районах, где облака расположены ближе к земле, длина вспышки может составлять всего 300 ярдов (273 метра), тогда как на ровной местности, где облака находятся выше над землей, длина вспышки может достигать 4 миль (6 метров). .5 километров). Типичная длина составляет около одной мили (1,6 километра), но были зарегистрированы полосы молний до 20 миль (32 километров).
После того, как вы увидите вспышку молнии, посчитайте количество секунд, пока не услышите гром. Разделите количество секунд на пять, и в результате получится количество миль от места, где произошла молния.
Почти с момента изобретения радио стало известно, что молния генерирует радиоволны, поскольку это свойство болтов уже давно мешает радиопередачам.Молния генерирует радиоволны в широком диапазоне частот, особенно в диапазоне AM-вещания. В последнее время ученые были очарованы способностью молнии создавать рентгеновские лучи. Теория, что это могло произойти, была впервые предложена в 1920-х годах лауреатом Нобелевской премии физиком К. Уилсоном (1869-1959), который предположил, что молния может ускорять электроны с достаточной скоростью, чтобы производить рентгеновские лучи. В течение десятилетий ученые считали, что Уилсон был неправ, потому что они считали, что атмосфера Земли слишком толстая и что сопротивление воздуха слишком сильно замедлит электроны.Однако к 1990-м годам ученые начали менять свое мнение, и в 2003 году эксперименты с управляемыми ударами молнии были выполнены Мартином
.Human из Университета Флориды и Джозеф Дуайер из Технологического института Флориды, которые продемонстрировали, что молния действительно может производить достаточно энергии, чтобы преодолеть любое сопротивление атмосферы. Такое новое исследование заставляет ученых переосмыслить принцип работы молнии.
Около 20 миллионов разрядов молний генерируется в атмосфере каждый год, и в каждую конкретную секунду на нашей планете происходит от 100 до 125 ударов молний.Грозы очень распространены в атмосфере Земли, от 1500 до 2000 таких бурь активны в любой момент времени. Для астронавтов, кружащих с ночной стороны Земли, это создает захватывающий вид, поскольку многочисленные белые вспышки легко просматриваются с космического корабля многоразового использования или с Международной космической станции.
Поймать молнию в окаменелостях — и вычислить, сколько энергии содержится в ударе
На протяжении большей части истории человечества люди ужасались молнии.Пугающие молнии сверху, молния была инструментом богов, чтобы поразить смертных за их высокомерие (или их неудачную склонность искать убежище от штормов под деревьями). Открытие и применение громоотвода Бенджамина Франклина приручили это когда-то грозное божественное оружие.
Достаточно ли энергии в ударе молнии, чтобы сразить Марти МакФлая во времени?Тем не менее, сила молнии все еще остается в нашем воображении. Голливуд считает его достаточно мощным, чтобы позволить автомобилям странной конструкции начала 1980-х разорвать пространственно-временной континуум.В мире комиксов это ингредиент формулы развития сверхспособностей. Ему также дана способность возвращать жизнь мертвым, хотя и не всегда с желаемым эффектом.
Сколько на самом деле энергии в молнии? Может показаться, что на этот вопрос нужно было дать окончательный ответ раньше, но оказывается, что на него сложно ответить количественно. В своем исследовании мы подошли к этой проблеме по-новому: мы определили размер молнии на основе размера камней, образованных молнией.
Ориентировочная смета
Молния, очевидно, мощная: для доказательства достаточно взглянуть на дерево, которое раскололось посередине. Молния создает температуру выше, чем поверхность Солнца, превышающую 20 000 градусов по Цельсию, — температуру, которая в противном случае не имеет отношения к человеческому опыту.
Это измерение температуры дает один из способов оценки энергии молнии. Для нагрева воздуха до высокой температуры требуется определенное количество энергии.Измеряя длину удара молнии, умножая ее на энергию на длину, необходимую для нагрева воздуха до десятков тысяч градусов, мы можем вычислить энергию молнии.
В качестве альтернативы мы можем подойти к измерению энергии молнии, рассматривая напряжение удара. Вольт — это измерение количества энергии, высвобождаемой при перетекании каждой пачки электронов от одной стороны объекта к другому — например, к батарее. Когда ударяет молния, мы можем определить напряжение, которое она вызывает на близлежащих линиях электропередач; диапазон измерений от сотен тысяч до миллионов вольт.По закону Ома мы можем рассчитать мощность молнии, умножив ее на количество электронов, движущихся во время удара, — величину, известную как ток. Если мы знаем продолжительность этого удара, мы можем вычислить энергию.
Эти методы имеют большой диапазон ошибок: неправильный расчет длины удара молнии или неправильное определение количества нагретого газа на длину, температуры, напряжения или количества электронов — все это дает довольно большие ошибки для этих методов. расчеты.
Может ли быть другой способ вычисления энергии молнии, который мог бы сократить некоторые из этих ошибок? Уникальная геология Флориды предоставила интересный путь к ответу на этот вопрос.
Ископаемая молния
Флорида — довольно скучный штат для энтузиастов рока. Есть песок и известняк. Больше ничего, и все это с геологической точки зрения молодо. Иногда песок находится поверх известняка, а иногда — сбоку. Иногда песок образовывался 15 миллионов лет назад, иногда 5 миллионов лет назад.Там много песка.
VaisalaПогода во Флориде немного интереснее; на самом деле это штат США, который чаще всего поражает молния. Часто эта молния ударяет в песок, покрывающий штат. Когда он это делает, он создает новый тип породы, называемый фульгуритом — полую трубку, образовавшуюся, когда молния проходит через песок, испаряя его и плавя его внешние края. Когда песок остывает, что происходит быстро, полая трубка замерзает в стекле, записывая путь, пройденный молнией.По определению, фульгурит — это метаморфическая порода, которая под воздействием тепла и давления превратилась из песка в нечто новое.
Фульгуриты вообще редки, если вы не знаете, где искать. В центральной части полуострова Флорида есть несколько песчаных шахт, которые служат сырьем для дорог и цемента, полей для гольфа и детских площадок. На одном участке мы собрали несколько сотен фульгуритов; более 250 лежало в поле, и многие другие были обнаружены в отвальных кучах, отфильтрованных из песка перед погрузкой на грузовики.
Песчаная шахта в округе Полк, Флорида, из которой были собраны фульгуриты. Мэтью Пасек, CC BY-NDЭти места на самом деле ничем не отличаются от любого другого места во Флориде — они не являются своего рода магнитом для молний, - но геологические условия как раз подходили для того, чтобы удерживать их в течение длительного времени. В этих песчаных шахтах, вероятно, погребены фульгуриты за один миллион лет. Их легко найти — так как стекло — не то, что вам нужно в коммерческом песке, шахта их отфильтровывает.
Толщина фульгуритов варьируется от размера мизинца ребенка до размера человеческой руки. Более толстые должны были быть образованы гораздо более мощными молниями: более толстый фульгурит означает, что нужно было испарить больше песка. Большинство найденных нами фульгуритов были короткими фрагментами, хотя самые длинные из найденных были длиной в ярд или два.
Расчет по фульгуритам
Чтобы превратить песок в газ, требуется определенное количество энергии.Сначала песок необходимо нагреть примерно до 1700 ° C, примерно до температуры расплавленной лавы. При такой температуре песок плавится. Затем расплавленный песок должен нагреться до 3000 ° C, когда он испаряется. Для нагрева и испарения килограмма песка требуется около 15 мегаджоулей энергии. Это примерно количество энергии, потребляемой средним домохозяйством в США за шесть часов, или кинетическая энергия, которую имел бы средний автомобиль, если бы он двигался со скоростью 300 миль в час.
Самый крупный фульгурит, обнаруженный при добыче на песчаной шахте.Мэтт Пасек, CC BY-NDПосле измерения наших фульгуритов мы определили, что в среднем энергия, необходимая для образования этих пород, составляла по крайней мере около одного мегаджоуля на метр образовавшегося фульгурита. Мы рассчитали энергию на метр, поскольку, опять же, в большинстве случаев собранные нами фульгуриты были сломаны.
Итак, исходя из наших расчетов, насколько близко подходит Голливуд с оценками, как в «Назад в будущее», в 1,21 гигаватт мощности в виде молнии? Сила — это энергия за время, и наши измерения фульгуритов показывают, что мегаджоули энергии создают камень за тысячные и миллионные доли секунды.Таким образом, гигаватт на самом деле находится на низком уровне — мощность молнии может быть в тысячу раз больше, достигая тераватт, хотя в среднем, вероятно, составляет десятки гигаватт.
Этой энергии достаточно для питания около миллиарда домов, хотя и всего на несколько миллионных долей секунды. К сожалению, учитывая его спорадический и непредсказуемый характер, ни одна электросеть никогда не сможет эффективно использовать молнию. Но с такой мощью, возможно, разрыв пространственно-временного континуума в усиленном Делориане, в конце концов, не так уж и невозможен …
Странность в узоре
Когда мы внимательно посмотрели на эти фульгуриты, из данных вышло что-то странное. Наши измерения энергии следовали так называемой «логнормальной» тенденции.
Вместо того, чтобы следовать колоколообразной кривой, которую мы часто видим в распределении природных явлений — таких как, например, рост американских мужчин, — кривая энергии была менее сбалансированной. Что касается роста, то такое же количество мужчин на два дюйма выше среднего и на два дюйма ниже.Но для молнии большие удары молнии были намного больше, чем в среднем, в то время как более мелкие удары были не намного меньше, чем в среднем. Забастовки, которые были вдвое выше среднего, были реже, чем забастовки, которые были вдвое выше среднего.
А почему это может быть вообще интересно или полезно? Измерение энергии молнии — это способ измерения потенциального ущерба: удар молнии может испарить камень, так что он может сделать с деревом или электроникой? Наши измерения показывают, что самые большие удары молнии кратны средним ударам молнии: большая может быть в 20 раз больше средней.Это много для системы молниезащиты. Пиковая энергия, рассчитанная с помощью нашего метода на основе горных пород, может дать представление о максимальном ущербе, который мы можем ожидать, и в конечном итоге может позволить лучше подготовиться к наихудшему сценарию.
суточная доза — что происходит с человеческим телом при ударе молнии?
Это происходит более 25 миллионов раз в Соединенных Штатах, и это один из самые грозные силы в природе, молния.Но эти разряды энергия также являются одними из самых разрушительных. Хотя удары молнии дефицитных, Северная Каролина считается одним из наиболее опасных штатов для количество смертей от молний (15 смертей) в стране (4 -е наибольшее количество с тех пор 2008) — по статистике Национальной метеорологической службы.
Хотя они длятся всего от 0,1 до 0,01 секунды, удары молнии несут в себе количество энергии более 10 миллионов вольт. Чтобы представить это в перспективе, высоковольтная линия электропередачи обычно составляет 100000 вольт или больше, а типичное бытовая электрическая розетка 110 вольт.И пиковая температура молния — 30 000 градусов по шкале Кельвина — или примерно в пять раз горячее, чем поверхность солнца.
Травмы тела
«Это редкая, но опасная травма, — говорит Кристофер Григгс, доктор медицины, Врач неотложной медицинской помощи с Atrium Health. «Когда мы это видим — травмы могут варьироваться от легкого ожога на теле до повреждения мозг до смерти. Это действительно зависит от того, насколько вы близки и насколько разоблачены были до удара молнии.”
Доктор Григгс говорит, что если в человека ударит молния, это может вызвать сердечную недостаточность. арест, который останавливает циркуляцию крови в теле человека и вызывает прямое повреждение головного мозга и нервной системы, не позволяющее мозгу посылать соответствующие сигналы, чтобы приказать телу продолжать дышать.
Удары также могут вызвать кровоизлияние в мозг или инсульт, а также ткани травмы и глубокие термические ожоги тела. Доктор Григгс говорит: ткань возле костей могут быть нанесены самые тяжелые повреждения, так как кости человека являются наиболее устойчивая часть тела к ударам молнии.
Конечно, неврологические и мышечные травмы также могут повлиять на человека. на всю оставшуюся жизнь. Те, кто получил мышечную травму подвержены риску развития рабдомиолиза, состояния, при котором у человека мышцы начинают разрушаться, в результате чего токсичный белок наводняет кровоток и потенциально может вызвать повреждение почек.
Но даже если вы находитесь совсем рядом с местом удара молнии, вы все равно можете испытайте урон. Разрыв барабанной перепонки может произойти из-за громового звука. волны, созданные ближайшим ударом.Также небольшие термические ожоги и нервные расстройства. повреждение системы может произойти в результате непрямого удара, когда тело только подвергается воздействию доли энергии молнии.
«На самом деле все зависит от того, насколько прямой будет удар», — говорит доктор Григгс. «А человек может пережить прямой удар — это действительно зависит от того, сколько энергии путешествовали по телу и какие органы были затронуты ».
Как ответить
Если вы стали свидетелем удара молнии, доктор Григгс просит позвонить 9-1-1 немедленно.После удара молнии — если нет по-прежнему представляют собой непосредственную погодную опасность — они не представляют угрозы для спасателей.
Если группа людей поражена молнией — событие с массовыми жертвами — и доктор Григгс советует вам начать реанимацию прежде всего тех, кто которые кажутся мертвыми.
В случае массового несчастного случая медицинские работники обычно уделяют первоочередное внимание сначала живем, потому что ресурсов мало. Однако в массовой молнии удар, те, которые кажутся самыми мертвыми (т.е. нет пульса и не дышит) все еще имеют хорошие шансы выжить, если они получат своевременные, качественные СЛР. Автоматический внешний дефибриллятор (AED) также можно использовать, если доступен для лечения аритмий, которые могут возникнуть в результате удара молнии.
Ваш лучший выбор: оставаться в помещении
Но лучший способ обезопасить себя в случае удара молнии — остаться. в помещении.
«Найдите замкнутое пространство, какое-нибудь место со структурой вокруг вас, как здание или дом », — сказал доктор.- говорит Григгс. «Если вы на улице и у вас нет доступ к зданию, попробуйте найти что-нибудь вроде беседки для пикника, которая будет безопаснее, чем стоять под деревом или в палатке ».
И когда вы вошли внутрь, старайтесь держаться подальше от окон и розеток, Доктор Григгс добавляет.
Высокие объекты часто поражаются молнией, поэтому не стойте рядом с ними. самый высокий объект, например дерево. Если вы в лесу, лучше оставаться как можно дальше от деревьев. Если вы находитесь в открытом поле с разбросанные деревья, лучше сесть на землю подальше от деревьев, если вы не может найти приюта.Водоемы — особенно опасные места в грозы. Озера, реки и заливы могут выступать в качестве проводников, и вы можете получите непрямой удар, если стоите в воде.
Иногда наибольший риск может быть для тех, кто находится на улице перед гроза. У вас может быть ложное чувство безопасности, потому что дождь не началось, и облака далеко, но молния часто может предшествовать или следуйте за ядром шторма, нанося удары по локациям на расстоянии до 10 миль.
