Mēs bieži domājam, ka elektrība ir kaut kas tāds, kas rodas tikai elektrostacijās, un nepavisam ne ūdens mākoņu šķiedrainajās masās, kuras ir tik reti sastopamas, ka jūs varat viegli ievietot tajās savu roku. Neskatoties uz to, mākoņos ir elektrība, kā tas ir pat cilvēka ķermenī.
Elektrības būtība
Visu ķermeni veido atomi - no mākoņiem un kokiem līdz cilvēka ķermenim. Katram atomam ir kodols, kas satur pozitīvi uzlādētus protonus un neitrālos neitronus. Izņēmums ir vienkāršākais ūdeņraža atoms, kura kodolā nav neitrona, bet tikai viens protons.
Ap kodolu cirkulē negatīvi lādēti elektroni. Pozitīvie un negatīvie lādiņi tiek savstarpēji piesaistīti, tāpēc elektroni griežas ap atoma kodolu, piemēram, bites netālu no saldās kūkas. Pievilkšanos starp protoniem un elektroniem rada elektromagnētiskie spēki. Tāpēc elektrība ir visur, kur mēs skatāmies. Kā mēs redzam, tas ir ietverts arī atomos.
Interesants fakts: zibens raksturs slēpjas mākoņos esošajā elektrībā.
Normālos apstākļos katra atoma pozitīvie un negatīvie lādiņi līdzsvaro viens otru, tāpēc ķermeņi, kas sastāv no atomiem, parasti nesatur nekādu kopējo lādiņu - ne pozitīvu, ne negatīvu.Tā rezultātā saskare ar citiem objektiem neizraisa elektrisko izlādi. Bet dažreiz var tikt traucēts elektrisko lādiņu līdzsvars ķermenī. Varbūt jūs to piedzīvojat, kad esat mājās aukstā ziemas dienā. Māja ir ļoti sausa un karsta. Jūs, plēšot kailās kājas, staigājat pa pili. Jums nezinot, daļa elektronu no jūsu zolēm ir pārgājusi uz paklāja atomiem.
Tagad jūs nesat elektrisko lādiņu, jo protonu un elektronu skaits jūsu atomos vairs nav līdzsvarots. Mēģiniet tagad satvert metāla durvju rokturi. Starp jums un viņu slīdēs dzirksteles, un jūs jutīsit elektrošoku. Lūk, kas notika - jūsu ķermenis, kurā trūkst elektronu, lai sasniegtu elektrisko līdzsvaru, cenšas atjaunot līdzsvaru elektromagnētiskās pievilcības spēku dēļ. Un tas tiek atjaunots. Starp roku un durvju rokturi ir vērsta elektronu plūsma, kas vērsta pret roku. Ja istaba bija tumša, tad jūs redzētu dzirksteles. Gaisma ir redzama, jo, lecot, elektroni izstaro gaismas kvantitāti. Ja istaba ir klusa, dzirdēsit nelielu sprēgāšanu.
Elektroenerģija mūs ieskauj visur un satur visu ķermeni. Mākoņi šajā nozīmē nav izņēmums. Pret zilajām debesīm tie izskatās ļoti nekaitīgi. Bet tāpat kā jūs atrodaties istabā, viņi var veikt elektrisko lādiņu. Ja tā, esiet piesardzīgs! Kad mākonis atjauno elektrisko līdzsvaru sevī, mirgo vesela uguņošana.
Kā parādās zibens?
Lūk, kas notiek: tumšā milzīgā pērkona lietusgāzē nemitīgi cirkulē spēcīgas gaisa straumes, kas spiež dažādas daļiņas - okeāna sāls, putekļu graudus utt.Tādā pašā veidā, kad jūsu zoles, berzējot pret paklāju, tiek atbrīvotas no elektroniem, un mākoņa daļiņas sadursmē tiek atbrīvotas no elektroniem, kas pāriet uz citām daļiņām. Tātad notiek izmaksu pārdale. Dažām daļiņām, kuras ir zaudējušas elektronus, ir pozitīvs lādiņš, citām - negatīvs lādiņš.
Ne pilnīgi skaidru iemeslu dēļ smagākas daļiņas uzlādējas negatīvi, bet vieglākas - pozitīvi. Tādējādi smagāka mākoņa apakšējā daļa ir negatīvi uzlādēta. Mākonī negatīvi lādētā apakšējā daļa nospiež elektronus zemes virzienā, jo tie paši lādiņi atgrūžas. Tādējādi zem mākoņa veidojas pozitīvi lādēta zemes virsmas daļa. Tad tieši pēc tā paša principa, saskaņā ar kuru dzirksteli lec starp jums un durvju rokturi, tā pati dzirkstele lec starp mākoņu un zemi, tikai šī ļoti lielā un jaudīgā ir zibens. Elektroni lido milzu zigzagā zemes virzienā, atrodot tur savus protonus. Tik tikko dzirdama krakšķa vietā dzirdams spēcīgs pērkons.
Ja palūkojaties uz visu procesu palēninātā kustībā, tad to mēs redzēsim. No mākoņa pamatnes nāk vāji apgaismojoša josla, ko sauc par vadītāju. Diriģents, kurš ir arī “vadītājs”, pietuvojas zemei ar straujām sagriešanās kustībām. Pirmkārt, tas slīd 50 metrus pa labi, tad 50 metrus pa kreisi. Tas ir tas pats zigzags, ko mēs redzam debesīs. Līdera ceļš uz zemi turpinās uz sekundi, strāva zibens sasniedz 200 ampērus. Mājas elektroinstalācijā strāva nepārsniedz 6 ampērus. Kad līderis atrodas aptuveni 20 metru attālumā no zemes, dzirksteles no tā izlec līdera virzienā un savienojas ar to. Žilbinošs zigzags steidzas līdz mākonim, pašreizējais stiprums sasniedz 10 000 ampērus.
Interesants fakts: Zibens skrūvē ir pietiekami daudz elektrības, lai apgaismotu visas mājas un uzņēmumus visā pilsētā, bet tikai uz sekundes daļu.
Nākamais līderis mierīgi slīd pa izveidoto koridoru, pa kuru atkal atkal lido milzu dzirkstele. Temperatūra zibens spēriena laikā sasniedz 28 000 grādus pēc Celsija. Elektroenerģijas straumi daudzkārt plūst augšup un lejup pa kanālu: tas ir process, kuru mēs uztveram kā vienu zibens spērienu.
Cik daudz enerģijas ir zibens?
Aptuveni 20 tūkstoši megavatu šīs enerģijas ir pietiekami, lai apgaismotu visas republikas mājas un uzņēmumus, kaut arī tikai uz sekundes daļu.