静电的原因就是摩擦起电
而电磁感应论比较复杂。首先,我们的地球像是一个巨大的磁铁,在整个地球上的南北方向分布着磁感线。根据法拉第电磁感应原理,导体在磁场中切割磁感线会产生电势差,我们可以得到推论:云团在磁场之中快速运动,云层中的正负带电粒子受到磁场的力而向云层的两个方向运动而去,同一种电荷相互聚集,最终的形成很高的电压,向地面放电形成雷电现象。
发电机的本质就时法拉第电磁感应
这两种雷电形成的理论各有千秋,也有可能是这两种力量共同导致的雷电现象的产生。
因为某种原因云层和地面的电势差不断增加,在增加到一定的程度以后,二者之间的电场强度达到可以击穿空气的程度,中间的空气被击穿(将分子撕裂为离子从而形成电的通路)。大量的电荷会在电离出的这个通道中相遇重新结合为分子,当电荷形成分子时,会释放出大量的能量。一部分能量会以电磁波(光)的形式散发出去,这就是我们看到的闪电。另一部分则成为了热量,大量的热在短时间内释放,引起了附近空气的极度膨胀,在小范围内产生爆炸现象,这就是我们听到的雷声。
雷电的种类有哪些?其实,雷电不光是我们所看到的那种一道电光劈到地上,除此之外,还有几种闪电,这里给大家简单介绍一下。
- 地闪:平常的我们所看到的云层与大地之间放电所形成的闪电就是地闪。
- 云闪:指云层内放电的现象。因为一块云之间的正负电荷的距离比云层与地面的距离近得多,所以,云闪的现象出现比地闪多得多。
- 球状闪电:是一种十分罕见的闪电,这里重点介绍一下。一般出现在雷暴之中,呈现球状,可以上下飘动也可以左右移动。颜色没有特定的规律,现如今人们所观察到的有红色、橘黄、亮白、蓝色、绿色。可在空中或者是地面缓慢飘动数秒。有时会产生剧烈的爆炸,有时也会平静的消失。产生时常常伴有臭氧或者是燃烧的硫或者氧化氮的味道。可以通过烟囱、玻璃窗进入屋内,也会沿着电线或者金属导体移动。因为发生的概率极小,所以目前人类对其的研究很有限,可以说仅仅是停留在理论阶段
球状闪电
雷电的危害以及预防雷电的力量是十分强大的。闪电的平均电流为30KA,最大时可以达到恐怖的300KA,也会产生很高的电压,在1亿到十亿伏特上。闪电因正负电荷中和产生的热量也十分恐怖,达到了惊人的一万六千度,远远超过太阳表面的温度。在被击中的物体表面,往往会造成物体达到6000~10000摄氏度,甚至更高。如此高的温度,会导致金属熔化、树木燃烧或者爆炸。更不用说当闪电劈到人或者动物的时候了。
当雷电入侵低压供配线路时,会导致线路熔断的风险,引发危险。建筑物遭受雷击后,雷电流会沿着建筑体内的金属导体通路流入大地,由于金属体自身存在着电阻,雷电流流过时也会产生热量,可表示为:W=R∫i²dt。可见在电阻较高的地方会发生更为严重的热效应,特别是在导体之间的不接触不良的地方,这些地方常可能产生很高的温度,导致金属熔化,或者使可燃物发生燃烧,甚至出现熔体飞溅。飞溅产生的火花对于存储易燃易爆物的仓库而言,是极其危险的。
1989年黄岛油库发生特大火灾,就是因为遭遇雷击
那么,我们应该怎样避免雷电造成的灾害呢?
1.注意关闭门窗,室内人员应远离门窗、水管、煤气管等金属物体。
2.关闭家用电器,拔掉电源插头,防止雷电从电源线入侵。
3.在室外时,要及时躲避,不要在空旷的野外停留。在空旷的野外无处躲避时,应尽量寻找低洼之处(如土坑)藏身,或者立即下蹲,降低身体高度。
4.远离孤立的大树、高塔、电线杆、广告牌
5.立即停止室外游泳、划船、钓鱼等水上活动。
6.如多人共处室外,相互之间不要挤靠,以防雷击中后电流互相传到。
7.高大建筑物要及时安装避雷针
8.下雷雨天时,太阳能热水器用户尽量避免洗澡
小结雷电虽然是大自然中常见的物理现象,但我们应该对其怀有敬畏之心,对其有一定的了解,预防其可能造成的灾害。虽然现在我们能够掌握一定力量,在一定的范围之内可以改造自然,但我们始终不要忘记了我们是大自然的孩子,当面对雷电、狂风、地震、海啸这些自然力量时,我们还是不堪一击。我们应该与自然和谐相处,采取温和方式利用她的能量,才能走上可持续发展的道路。
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