當前位置:維知科普網 >

生活

> 雷電放電具有啥特點

雷電放電具有啥特點

電流大;放電時間短;電壓高。

雷電放電具有啥特點

雷電放電的特點具有:電流大;放電時間短;電壓高。

雷電流放電電流大,幅值高達數十至數百千安。

放電時間極短,大約只有50-100μs,波頭陡度高,可達50kA/s,屬於高頻衝擊波。

雷電感應所產生的電壓可高達300-500kV。直擊雷衝擊電壓高達MV級,放電時產生的温度達2000K。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風。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。

下雨時,天上的雲有的是正極,有的是負極,兩種雲碰到一起時,就會發出閃電,同時又放出很大的熱量,使周圍的空氣受熱,膨脹。瞬間被加熱膨脹的空氣會推擠周圍的空氣,引發出強烈的爆炸式震動,這就是打雷電。在打雷下雨時,嚴禁在山頂或者高丘地帶停留,更要切忌繼續蹬往高處觀賞雨景,不能在大樹下、電線杆附近躲避,也不要行走或站立在空曠的田野裏,應儘快躲在低窪處,或儘可能找房層或乾燥的洞穴躲避。

當對流發展到一定階段,雲體升入0℃層以上的高度後,雲中就有了過冷水滴、霰粒和冰晶等。這種由不同相態的水汽凝結物組成且温度低於0℃的雲,叫冷雲。

在雲層中有許多水滴在温度低於0℃時也不會凍結,這種水滴叫過冷水滴。過冷水滴是不穩定的,只要它們被輕輕地震動一下,就馬上凍結成冰粒。當過冷水滴與霰粒碰撞時,會立即凍結,這叫撞凍。當發生撞凍時,過冷水滴外部立即凍成冰殼,但它的內部仍暫時保持着液態,並且由於外部凍結釋放的潛熱傳到內部,其內部液態過冷水的温度比外面的冰殼高。温度的差異使得凍結的過冷水滴外部帶上正電,內部帶上負電。當內部也發生凍結時,雲滴就膨脹分裂,外表皮破裂成許多帶正電的冰屑,隨氣流飛到雲層上部,帶負電的凍滴核心部分則附在較重的霰粒上,使霰粒帶負電並留在雲層的中下部。

霰粒是由凍結水滴組成的,成白色或乳白色,結構比較鬆脆。由於經常有冷水滴與它撞凍並釋放潛熱,它的温度一般比冰晶高。在冰晶中含有一定量的自由離子(OH-和H+),離子數隨温度升高而增多。由於霰粒與冰晶接觸部分存在着温度差,高温端的自由離子必然要多於低温端,因而離子必然從高温端向低温端遷移。離子遷移時,帶正電的氫離子速度較快,而帶負電的較重的氫氧根離子則較慢。因此,在一定時間內就出現了冷端氫離子過剩的現象,造成了高温端為負,低温端為正的電極化。當冰晶與霰粒接觸後,又分離時,温度較高的霰粒就帶上了負電,而温度較低的冰晶就帶上了正電。在重力和上升氣流的作用下,較輕的帶正電的冰晶集中到雲的上部,較重的帶負電的霰粒則停留在雲層的下部,因而造成了冷雲的上部帶正電而下部帶負電。

除了上述冷雲的兩種起電機制外,還有人提出了由於大氣中水滴含有稀薄鹽分而產生起電機制。當雲滴凍結時,冰的晶格中可以容納負的氯離子,卻排斥正的鈉離子。因此,水滴凍結的部分帶負電,而未凍結的部分帶正電(水滴凍結時是從裏向外進行的)。由於水滴凍結而成的霰粒在下落的過程中,摔掉表面還未來得及凍結的水分,形成許多帶正電的小云滴,而凍結的核心部分則帶負電。由於重力和氣流的分選作用,帶正電的小水滴被帶到雲的上部,而帶負電的霰粒則停留在雲的中、下部。

標籤: 雷電 放電
  • 文章版權屬於文章作者所有,轉載請註明 https://wzkpw.com/sh/w44o98.html