Електричний розряд: поняття, види, енергія і одиниці вимірювання

Іскровий розряд

Це типовий вид атмосферного електричного розряду, який проявляється у вигляді блискавки. Для його існування необхідно не тільки наявність великих тисків газу (1 атм і більше), але й у величезних напруг. Повітря являє собою досить хороший діелектрик (ізолятор). Його проникність лежить в межах від 4 до 30 кВ/см, що залежить від наявності в ньому вологи і твердих частинок. Ці цифри говорять про те, що для отримання пробою (іскри) необхідно прикласти мінімум 4 000 000 вольт на кожен метр повітря!

В природі такі умови виникають у купчастих хмарах, коли в результаті процесів тертя між повітряними масами, конвекції повітря і кристалізації (конденсації) відбувається перерозподіл зарядів таким чином, що нижні шари хмар заряджаються негативно, а верхні – позитивно. Різниця потенціалів поступово накопичується, коли його значення починає перевищувати ізоляційні можливості повітря (кілька млн вольт на метр), то виникає блискавка – електричний розряд, який триває протягом часток секунди. Сила струму в ньому досягає 10-40 тисяч ампер, а температура плазми в каналі піднімається до 20 000 К.

Мінімальну енергію, яка виділяється в процесі блискавки, можна вирахувати, якщо взяти до уваги наступні дані: процес розвивається протягом t=1*10-6 с, I = 10 000 А, U = 109, тоді отримаємо:

E = I*U*t = 10 млн Дж

Отримана цифра еквівалентна енергії, яка звільняється при вибуху 250 кг динаміту.

Дивіться також:  Цікаві завдання з математики: ігри та завдання з відповідями для школярів