¿Por qué los truenos y relámpagos tienen corriente?
La formación del rayo El trueno es un fenómeno de descarga en la atmósfera. Durante el proceso de formación del rayo, algunas partes acumulan cargas positivas y otras partes acumulan cargas negativas. Cuando estas cargas se acumulan hasta cierto punto, se produce una descarga. Parte de esta descarga ocurre entre nubes y nubes, y otra parte ocurre entre nubes y la tierra. El último tipo de descarga son los rayos, que pueden dañar edificios, equipos eléctricos y dañar a personas y animales. Este tiempo de descarga es corto, generalmente entre 50 y 100 microsegundos, pero la corriente es extremadamente potente y alcanza entre decenas de miles y cientos de miles de amperios. La luz intensa que se produce durante la descarga se llama relámpago. Cuando cae un rayo, se libera una gran cantidad de energía térmica, lo que puede aumentar instantáneamente la temperatura del aire entre 10.000 y 20.000 grados Celsius, y la presión del aire puede alcanzar las 70 atmósferas. Una cantidad tan grande de energía es extremadamente destructiva y a menudo provoca incendios y víctimas humanas y animales. El principio de generación de truenos y relámpagos: cuando el polvo, los cristales de hielo y otras sustancias en el aire ruedan y se mueven en las nubes, a través de algunos procesos complejos, estas sustancias se cargan con cargas positivas y negativas respectivamente. Entonces, como la misma sustancia tiene la misma cualidad, también lleva la misma carga. Después del movimiento, la materia más pesada con la misma carga llegará a la parte inferior de la nube (generalmente carga negativa); la materia más ligera con la misma carga llegará a la parte superior de la nube (generalmente carga positiva); De esta manera, la colección de cargas similares forma unos centros cargados. Cuando el aire entre centros con cargas opuestas se descompone por su fuerte campo eléctrico, se forma una descarga entre nubes. Cuando las nubes cargadas negativamente se mueven hacia el suelo, las protuberancias, metales, etc. en el suelo serán inducidos a generar cargas positivas. A medida que el campo eléctrico aumenta gradualmente, las nubes de tormenta formarán una guía hacia abajo y los objetos en el suelo. formará una corriente flash ascendente. Cuando los dos se encuentran, forman una descarga al suelo. Las principales características de los truenos y relámpagos 1. La corriente de sobretensión es grande. Su corriente es de decenas de miles a cientos de miles de amperios 2. poco tiempo. Generalmente, los rayos se dividen en tres etapas: descarga piloto, descarga principal y descarga residual. El proceso completo no suele tardar más de 60 microsegundos; Alta frecuencia. El gradiente de los cambios de corriente del rayo es grande y algunos pueden alcanzar 10 kA/microsegundo 4. El voltaje de impacto es alto y el campo magnético alterno generado por la poderosa corriente puede inducir un voltaje de hasta cientos de millones de voltios. Ya sean relámpagos directos o de inducción, son inseparables de la existencia de nubes electrificadas. Las nubes electrificadas se llaman nubes de tormenta. Hay muchas hipótesis sobre la formación de las nubes de tormenta, pero hasta el momento no existe ninguna teoría completa que sea reconocida como impecable. Aquí sólo presentamos las hipótesis que se consideran relativamente completas y a menudo recomendadas. Según numerosas pruebas científicas, la propia Tierra es un condensador. Por lo general, la carga positiva en la zona estable de la Tierra es de aproximadamente 500.000 C, y hay una ionosfera cargada negativamente sobre la Tierra. Se forma un condensador cargado entre los dos. El voltaje entre ellos es de aproximadamente 300 KV y la intensidad del campo es negativa. . Cuando el aire que contiene vapor de agua en el suelo es calentado por el suelo caliente y se eleva, o cuando el aire húmedo más cálido se encuentra con el aire frío y se eleva, se generará un flujo de aire ascendente. A medida que estas corrientes ascendentes que contienen vapor de agua aumentan, la temperatura desciende gradualmente para formar gotas de lluvia y granizo (llamados objetos acuosos). Estos objetos acuosos se polarizan bajo la acción del campo electrostático de la tierra, con cargas negativas en la parte superior y cargas positivas en la parte inferior. están bajo la gravedad La velocidad de caída bajo la influencia de los cristales de hielo es mayor que la de las gotas de las nubes y los cristales de hielo (estos dos se llaman partículas de las nubes), por lo que los productos de agua polarizada chocarán con las partículas de las nubes durante el proceso de caída. El resultado de la colisión es que algunas de las partículas de la nube son capturadas por la formación de agua, aumentando el volumen de la formación de agua, mientras que la otra parte que no es capturada rebota. Las partículas de nube que rebotan eliminan parte de la carga positiva en la parte frontal del objeto acuoso, lo que hace que el objeto acuoso tenga carga negativa. Debido al rápido declive de las formaciones de agua. Las partículas de las nubes caen lentamente, por lo que las partículas con cargas positivas y negativas se separan gradualmente (esto se llama separación gravitacional). Si encuentran corrientes ascendentes, las partículas de las nubes continúan ascendiendo y el efecto de separación se vuelve más evidente. Con el tiempo, las partículas de nube cargadas positivamente se forman en la parte superior de la nube, mientras que las partículas de agua cargadas negativamente se encuentran en la parte inferior de la nube, o las partículas de agua cargadas negativamente caen al suelo en forma de lluvia o granizo. Una vez que se forma la capa de nubes cargadas mencionada anteriormente, se forma un campo eléctrico espacial de nube de tormenta. La dirección del campo eléctrico espacial es consistente con la dirección del campo eléctrico entre el suelo y la ionosfera, ambos son negativos hacia arriba y positivos hacia abajo, por lo tanto. El fortalecimiento de la intensidad del campo eléctrico de la atmósfera hace que la polarización de los componentes del agua en la atmósfera sea más severa y la separación de fuerzas en presencia de corrientes ascendentes, lo que hace que las nubes de tormenta se desarrollen más rápido. Del análisis anterior
parece que la capa superior de las nubes de tormenta siempre está cargada positivamente y la capa inferior está cargada negativamente. De hecho, el flujo de aire no se trata sólo de moverse hacia arriba y hacia abajo, sino que es más complicado que este movimiento. Por tanto, la distribución de las cargas de las nubes tormentosas es mucho más compleja de lo mencionado anteriormente.
Referencia de imagen: furse/images/homevert
Referencia: 2.nbedu:82/gate/big5/nbedu/gzfw/article/show_article?ArticleID=13057#
El rayo es un descarga en la atmósfera cuando el campo eléctrico se acumula en una nube de tormenta y el suelo (o a veces en una nube de tormenta) es lo suficientemente alto, el aislamiento del aire comienza a romperse. ionizados en iones de abeja y electrones libres. Estos iones y electrones libres se mueven entonces a lo largo de las líneas de campo en direcciones opuestas. El movimiento de los electrones y los iones libres constituye así una corriente eléctrica. El fuerte sonido del trueno se debe a la rápida explosión. del aire que se calienta por el paso de la corriente.
Debido a la descarga del rayo
se creará un voltaje escalonado
Este paso ¿Cómo es? ¿Qué voltaje de paso se formó?
Es cuando cae el rayo
Habrá un cierto campo de voltaje a su alrededor
El los campos de voltaje son diferentes
Habrá una diferencia de voltaje entre los dos pasos
Se generará una corriente en la diferencia de voltaje. La electricidad es un fenómeno natural. La electricidad es una propiedad que crea repulsión y atracción entre partículas subatómicas como electrones y protones. Es una de las cuatro interacciones fundamentales en la naturaleza. Existen dos tipos de electricidad o carga: a un tipo lo llamamos electricidad positiva y al otro tipo electricidad negativa. A través de experimentos, descubrimos que los objetos del mismo sexo se repelen y los objetos del sexo opuesto se atraen. La atracción o repulsión sigue la ley de Coulomb. (Entonces no es un invento...) La unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades es el culombio. Descubrimiento antiguo En China, los antiguos creían que el fenómeno de la electricidad se generaba por la interacción entre el yin y el yang qi. "Shuowen Jiezi" afirma que "la electricidad es el resplandor del yin y el yang, y proviene de la lluvia y el shen". "Ci Hui" tiene "El trueno proviene de Hui y la electricidad proviene de Shen. Yin y Yang usan la delgadez de Hui para convertirse en trueno y usan Shen y Xue para convertirse en electricidad". Hay registros sobre la electricidad estática en el libro antiguo Lun Heng (alrededor del siglo I d.C., es decir, la dinastía Han del Este). Cuando se frota el ámbar o el caparazón de tortuga, puede atraer luz y objetos pequeños. Se descubrió la electricidad generada por la fricción de la seda, pero la antigua China no sabía mucho sobre la electricidad. Alrededor del año 600 a.C., el filósofo griego Tales (640-546 a.C.) sabía que la fricción del ámbar atraería pelusas o aserrín, un fenómeno llamado electricidad estática. La palabra inglesa "Electricidad" significa "ámbar" en griego antiguo. La palabra griega para electricidad estática es (elektron) [editar] Exploración moderna En el siglo XVIII, Occidente comenzó a explorar diversos fenómenos eléctricos. El científico estadounidense Benjamin Franklin (1706～1790) creía que la electricidad era un fluido ingrávido que existía en todos los objetos. Cuando un objeto recibe más electricidad que la cantidad normal, se le llama carga positiva; si es menor que la cantidad normal, se le llama carga negativa. La llamada "descarga" es el proceso en el que la corriente positiva se convierte en electricidad negativa. Esta teoría no es del todo correcta, pero positiva. Se conservan los dos nombres de electricidad y electricidad negativa. El concepto de "electricidad" durante este período era material. Franklin realizó muchos experimentos y propuso por primera vez el concepto de corriente eléctrica. En un experimento con una cometa en 1752, colocó una cometa con una llave con un cable de metal dirigido entre el dedo y la llave. que los rayos en el aire y la electricidad en la tierra son la misma cosa. [editar] De la materia al campo eléctrico Los aspectos cuantitativos de la electricidad comenzaron a desarrollarse en el siglo XVIII. En 1767 J.B. Priestley y 1785 C.A. Coulomb (C.A. Coulomb 1736-1806) descubrieron la fuerza entre cargas estáticas y establece la ley de la distancia del cuadrado inverso. La ley básica de la electrostática.
En 1800, A. Voult de Italia fabricó la primera batería sumergiendo láminas de cobre y estaño en agua salada y conectándolas con cables. Proporcionó la primera fuente de alimentación continua y podría considerarse el antepasado de la batería. En 1831, el británico M. Faraday utilizó cambios en los efectos del campo magnético para demostrar la generación de corriente inducida. En 1851 propuso el concepto de líneas eléctricas físicas. Esta fue la primera vez que se enfatizó el concepto de transferencia de carga al campo eléctrico. [editar] Campo eléctrico y campo magnético En 1865, Maxwell propuso la fórmula matemática de la teoría del campo electromagnético. Esta teoría proporcionó el concepto de corriente de desplazamiento. Los cambios en el campo magnético pueden producir un campo eléctrico, y los cambios en el campo eléctrico pueden producir un campo magnético. Maxwell predijo la propagación de la radiación electromagnética y en 1887 H. Hertz demostró tales ondas electromagnéticas. Como resultado, Maxwell unificó la electricidad y el magnetismo en una sola teoría y también demostró que la luz es un tipo de onda electromagnética. El desarrollo de la teoría electromagnética de Maxwell también explicó los fenómenos microscópicos y señaló la naturaleza de división de las cargas en lugar de la existencia de continuidad. En 1895, H.A Lorentz planteó la hipótesis de que estas cargas de división eran electrones, y el papel de los electrones está determinado por el campo electromagnético de. Las ecuaciones electromagnéticas de Maxwell. En 1897, el británico J.J. Thomson confirmó que los electrones estaban cargados negativamente. En 1898, W. Wien descubrió la existencia de partículas cargadas positivamente mientras observaba la desviación de los rayos anódicos. [Editar] De las partículas a lo cuántico Los seres humanos siempre hemos utilizado las partículas y ondas que existen en la naturaleza para describir el mundo de la "electricidad". En el siglo XIX, el surgimiento de la teoría cuántica puso a prueba el mundo de partículas originalmente construido. El "principio de incertidumbre" propuesto por Werner Heisenberg establece que la velocidad de movimiento y la posición de una partícula no se pueden medir al mismo tiempo; los electrones ya no son partículas contables ni orbitan en una órbita fija. En 1923, Louis de Broglie propuso que cuando las partículas pequeñas se mueven, poseen propiedades tanto de partícula como de onda, lo que se denomina "dualidad materia-onda". Erwin Schrodinger utilizó métodos matemáticos para describir el comportamiento de los electrones. un modelo de dinámica de ondas para obtener la distribución de probabilidad de la existencia de electrones en el espacio. Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, no podemos medir con precisión su posición, pero podemos medir su posición fuera del núcleo. En el modelo del átomo de hidrógeno de Bohr, el radio de movimiento de los electrones cuando el átomo está en el estado fundamental es la posición donde los electrones tienen la mayor probabilidad de aparecer en el modelo de dinámica de ondas. Con la evolución de la ciencia, el ser humano comprende poco a poco que los valores numéricos obtenidos por las cantidades físicas de "electricidad" son discontinuos, y las leyes que reflejan son estadísticas.
Cuando había electricidad en el principio
El uso más obvio fue la bombilla de Edison
¡Él inventó la luz eléctrica!
La formación del rayo es la interacción entre Partículas positivas y negativas. Golpes y fricción.
Se generará corriente eléctrica entre la fricción.