1樓:科學普及交流
雷電是由雷雲(帶電的雲層)對地面建築
物及大地的自然放電引起的,它會對建築物或裝置產生嚴重破壞。因此,對雷電的形成過程及其放電條件應有所了解,從而採取適當的措施,保護建築物不受雷擊。
在天氣悶熱潮濕的時候,地面上的水受熱變為蒸汽,並且隨地面的受熱空氣而上公升,在空中與冷空氣相遇,使上公升的水蒸汽凝結成小水滴,形成積雲。雲中水滴受強烈氣流吹襲,**為一些小水滴和大水滴,較大的水滴帶正電荷,小水滴帶負電荷。細微的水滴隨風聚集形成了帶負電的雷雲;帶正電的較大水滴常常向地面降落而形成雨,或懸浮在空中。
由於靜電感應,帶負電的雷雲,在大地表面感應有正電荷。這樣雷雲與大地間形成了乙個大的電容器。當電場強度很大,超過大氣的擊穿強度時,即發生了雷雲與大地間的放電,就是一般所說的雷擊
雷電是怎麼產生的
2樓:溜達的專用
雷電起因一般被認為是雲層內的各種微粒因為碰撞摩擦而積累電荷,當電荷的量達到一定的水平,等效於雲層間或者雲層與大地之間的電壓達到或超過某個特定的值時,會因為區域性電場強度達到或超過當時條件下空氣的電擊穿強度從而引起放電。
空氣中的電力經過放電作用急速地將空氣加熱、膨脹,因膨脹而被壓縮成等離子,再而產生了閃電的特殊構件雷(衝擊波的聲音)。
雷電的電流很大,其峰值一般能達到幾萬安培,但是其持續的時間很短,一般只有幾十微秒。所以雷電電流的能量不如想象的那麼巨大。不過雷電電流的功率很大,對建築物和其他裝置尤其是電器裝置的破壞十分巨大,所以需要安裝避雷針或避雷器等以在一定程度上保護這些建築和裝置的安全。
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雷電活動的一般條件
(1)地質條件:土壤電阻率的相對值較小時,就有利於電荷很快聚集。區域性電阻率較小的地方容易受雷擊;電阻率突變處和地下有導電礦藏處容易受雷擊;實際上接地網電阻率,會增大雷擊概率。
(2)地形條件:山谷走向與風向一致,風口或順風的河谷容易受雷擊;山岳靠近湖、海的山坡被雷擊的概率較大。
(3)地物條件:有利於雷雨雲與大地建立良好的放電通道。空曠地中的孤立建築物,建築群中的高聳建築物容易受雷擊;大樹、接收天線、山區輸電線路容易受雷擊;符合尖端放電的特性,基站鐵塔建成後也會增大雷擊的概率。
雷電分直擊雷、電磁脈衝、球形雷、雲閃四種。其中直擊雷和球形雷都會對人和建築造成危害,而電磁脈衝主要影響電子裝置,主要是受感應作用所致;雲閃由於是在兩塊雲之間或一塊雲的兩邊發生,所以對人類危害最小。
3樓:羿利葉向酉
雷電成因重要學說:
實驗及觀測結果證明:雷雨中較大雨點所帶負電荷較多,即帶淨負電,而小雨點則帶有較多正電荷,即其電性為正。我們又知道,雨點在空氣中下降時,其所能達到之最大速度(稱為終速度)約與其半徑之平方成正比,因而重力作用可使大小雨點分開,同時亦使正負電荷分離;而分離的量隨水降下所需之時間而增大,終可建立起足以引起空間放電的電場強度,此一電場方向恰與雷雨雲中所觀測到的相符合。
以上的說法道理很簡單,問題在於為什麼正電荷偏找小雨點?而負電荷又偏要找大雨點呢?關於這方面,重要的學說有以下幾種:
(一)雨點**說:雨點在空氣中下降受到三種力,即向上的空氣浮力及阻力與向下的重力。開始時重力較大,但隨著雨點的長大,空氣浮力及阻力均增加,最後達到三力平衡並以終速度下降,此時如雨點過大,常**為數個,並因而濺出很多水微粒。
在另一方面來說,雨點降落中如發生碰撞,亦可導致同一結果。如此**的雨點,應可同時使電荷分開,因而形成電場。此說經實驗發現至少有兩點與實際觀測結果不符:
1.無論雨點如何**,實驗發現裂開之較大部份帶淨正電,而濺開之水花則帶淨負電,即由重力分離的結果,應使雲頂為負而下部為正,此與觀測雷雨雲的事實不符。
2.在空中雨點碰撞的機會幾乎等於零,此種作用應不重要。
由於以上缺點,此說已漸漸不被重視。
(二)感應說:此說又分兩種,即英人艾斯特與蓋太爾於一八八五年所創之感應說及一九二九年英人威爾遜所倡之離子捕捉說,此二派及經美人薩陶推廣綜合為一。其要點為帶電質點在空氣中系沿氣流及電場之合成路徑運動,因而大小不同之二帶電體,在空中互相接近時,由於彼此間所生之電感應,及空間放電的結果,可使較大者帶負電荷,而較小者帶正電荷。
圖四所示即薩陶計算出來,半徑19μ與15.2μ的二雨點之相關路徑圖及電感應後的結果。在另一方面,空間離子亦可視為乙個小的帶電體,只是它較雨點小得太多,故行近時正負離子中的一種將被雨點捕捉,亦即使雨點的同類淨電荷增加。
圖五即正常大氣電場下離子流狀況。由圖可知,在適當電場下,通過a之離子可累積至雨點上。此說不但由薩氏實驗證明,亦與觀測事實相符,唯一遺憾的是如此產生的電場強度增加很慢且不易達到能產生空間放電的強度,故仍有許多懷疑的地方。
(三)冰晶碰撞說:此說與雨點**說同為辛普森所創,他認為冰晶互碰時,可導致電荷轉換,因而使正負電荷分離,並形成電場。此說不但犯了前述雨點**說的毛病,同時不能滿足暖雲(或稱水雲),即雲頂在結冰高度以下之雲,亦可產生雷雨之事實,故不健全,已不被重視。
(四)稀溶液冰凍說:此說由澳克曼及雷納二氏根據稀溶液結冰時,在冰及溶液交介面可生成一與溶液濃度成反比之電位差之事實而建立;我們知道,含鹽或其他溶質之雨點可視同溶液,因而應用以解釋雷雨中電場之形成。此說除與冰晶說有相同缺點外,更有兩個問題無法解釋!
1.溶液在冰凍時雖然形成電位差但是可分離之電荷量受濃度變化的影響極大,難以視為穩定現象;2.所成電場方向往往與事實不符。
總之雷雨中電場形成之理論基礎尚未成熟,有待我們努力**。至於摩擦生電一說更為明顯之錯誤。我們知道玻璃棒與絲絹,琥珀與毛皮摩擦可生靜電,但同為水珠的雨點不要說發生摩擦的機會幾近於零,就是發生摩擦亦不會生電,此點在「積雲與雷電」一文中曾提及,讀者不可不察。
4樓:潮佑平衡鶯
雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現象。雷電一般產生於對流發展旺盛的積雨雲中,因此常伴有強烈的陣風和暴雨,有時還伴有冰雹和龍捲。積雨雲頂部一般較高,可達20公里,雲的上部常有冰晶。
冰晶的凇附,水滴的破碎以及空氣對流等過程,使雲中產生電荷。雲中電荷的分布較複雜,但總體而言,雲的上部以正電荷為主,下部以負電荷為主。因此,雲的上、下部之間形成乙個電位差。
當電位差達到一定程度後,就會產生放電,這就是我們常見的閃電現象。閃電的的平均電流是3萬安培,最大電流可達30萬安培。閃電的電壓很高,約為1億至10億伏特。
乙個中等強度雷暴的功率可達一千萬瓦,相當於一座小型核電站的輸出功率。放電過程中,由於閃道中溫度驟增,使空氣體積急劇膨脹,從而產生衝擊波,導致強烈的雷鳴。
帶有電荷的雷雲與地面的突起物接近時,它們之間就發生激烈的放電。在雷電放電地點會出現強烈的閃光和**的轟鳴聲。這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。
暴風雲通常產生電荷,底層為陰電,頂層為陽電,而且還在地面產生陽電荷,如影隨形地跟著雲移動。陽電荷和陰電荷彼此相吸,但空氣卻不是良好的傳導體。陽電奔向樹木、山丘、高大建築物的頂端甚至人體之上,企圖和帶有陰電的雲層相遇;陰電荷枝狀的觸角則向下伸展,越向下伸越接近地面。
最後陰陽電荷終於克服空氣的阻障而連線上。巨大的電流沿著一條傳導氣道從地面直向雲湧去,產生出一道明亮奪目的閃光。一道閃電的長度可能只有數百千公尺,但最長可達數千公尺。
閃電的溫度,從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等,也就是等於太陽表面溫度的3~5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹。空氣移動迅速,因此形成波浪並發出聲音。
閃電距離近,聽到的就是尖銳的爆裂聲;如果距離遠,聽到的則是隆隆聲。你在看見閃電之後可以開動秒錶,聽到雷聲後即把它按停,然後以3來除所得的秒數,即可大致知道閃電離你有幾千公尺。
5樓:板忠趙歌
雷電是發生在雷雨雲中的電學現象,並且,也只有雷雨雲才可能造成雷電。
因此,雷雨雲的存在就成了雷電發生的先決條件。在大多數情況下,雷雨雲在產生雷電的同時,還伴隨著降水,雷雨雲在氣象學裡叫積雨雲。只有發展成熟並伸展得很高的積雨雲才有雷電現象出現。
在發展成熟的積雨雲裡,正電荷集中在雲的上部,負電荷集中在雲的中下部,但在雲的底部,還有乙個範圍不大的帶正電荷的區域,這裡上公升氣流有區域性的極大值。雲中電荷的產生和分布,與雷雨雲形成的客觀過程以及雲中所發生的微物理過程有關。
在雷雨雲的不同部位,聚集了兩種不同極性的電荷,當聚集的電荷達到一定的數量時,在雲內不同部位之間或雲與地面之間就形成了很強的電場。這電場的強度平均可以達到幾千伏特/釐公尺,區域性區域可以高達1萬伏特/釐公尺。這麼強的電場,足以把雲內外的大氣層擊穿,於是,在雲與地面之間,或者雲的不同部位之間,以及不同雲塊之間激發出耀眼的閃光,這就是閃電。
人們經常看見的閃電形狀是線狀閃電或枝狀閃電,它有耀眼的光線。整個閃電象橫向或向下懸掛的枝叉縱橫的樹枝,又象地圖上支流很多的河流。線狀閃電多數是雲對地的放電,它是對人類危害最大的一種閃電。
6樓:才瑤弘風
小學教科書當中的說雷電是雲層摩擦產生電,我覺得有點不妥,這個問題我和好多人
講過,可他們都不信,於是自娛自樂,有待以後證實。那麼我的猜想是什麼呢?希望你們能認真讀完,支援我的觀點請回個貼,先謝了。
電的產生有兩種途徑,第一是摩擦起電,第二是磁生電,我想說雷電不屬於摩擦,而是屬於磁生電,為什麼呢?請聽我的解釋,磁生電有兩個要素,第一有磁場,第二有導體在磁場中做切割磁力線運動。我們雲可以看做是一整體,即導體,而且是運動的,這符合第二條;地球有磁場,這符合第一條。
那麼有人問為什麼會發光放電的,其實雲在運動過程中產生很大的電勢,根據楞次定律,即右手法則,在雲層邊緣一側產生大量的電荷,而且不斷聚集,本來空氣是絕緣體,但是由於電荷積聚增加,大到一定程度,絕緣體也變為導體了,於是開始放電,就是我們看到閃電。
這個理論不光在我們空氣當中,就是海水、地球內部的岩漿都可能因為運動而產生電,這有可能解釋地球為什麼有磁場了,因為磁生電,電生磁。
雷電是怎麼形成的?
雲應該是大量的小水滴聚集在一起形成的,承載一定量就落下來成雨了 雷電是大氣中正負電荷相遇中和是而發出的劇烈現象!水 電解就產生了氫氣和氧氣,水可一拆成 離子和 離子,失去4個電子形成 個水和乙個氧,離子得到 個電子形成 個氫氣 空中的塵埃 冰晶等物質在雲層中翻滾運動的時候,經過一些複雜過程,使這些物...
球形雷電是怎麼形成的
閃電,有線形 帶狀 火箭形和球形四種。最常見的是線形,球形閃電出現很少。球形閃電一般是直徑10 20釐米的火球,呈紅色 黃色或橙色。從產生到消失約4 120秒鐘,亮度和大小幾乎不變。球形閃電有個怪脾氣,見縫就鑽,常常從門窗 煙囪 甚至縫隙中鑽入室內,有時能沿著導線以每秒2米左右的速度前進並燃燒 它一...
雷電是如何形成的 雷電是怎樣產生的?
雷電是發生在雷雨雲中的電學現象,並且,也只有雷雨雲才可能造成雷電。因此,雷雨雲的存在就成了雷電發生的先決條件。在大多數情況下,雷雨雲在產生雷電的同時,還伴隨著降水,雷雨雲在氣象學裡叫積雨雲。只有發展成熟並伸展得很高的積雨雲才有雷電現象出現。在發展成熟的積雨雲裡,正電荷集中在雲的上部,負電荷集中在雲的...