Комментарии 52
Насчет кембрийских глин… вы ничего не путаете? Разность потенциалов — это дефицит электронов с одной из сторон. В Земле, обладающей емкостью аж 0,7 фарад, их дефицита быть не может. Я всегда думал, что именно лидер прокладывает разветвленный канал от дефицитной по электронам области, триггерясь от всяких неоднородностей атмосферы и космических лучей, а уже потом по этому каналу идет снизу вверх лавина электронов из земли, уравновешивая потенциал, или я неправ?
Более того: мне казалось, что одна из ролей громоотвода в том, что он сам по себе без удара молнии выравнивает разряд. Электроны сами потихонечку “вылетают” из громоотвода, снижая локальную разность потенциалов.
К сожалению я не спец в физике, но тем не менее…
Тут не важен дефицит или профицит — важнее, что где-то заряд больше, где-то меньше. Рязряд просто пробивает воздух, как это происходит в конденсаторе при превышении максимального напряжения на обкладках.
Электроны могут идти откуда угодно: все упирается в разность потенциалов между двумя точками. Весь прикол в том, что нижние слои грозового облака заряжены отрицательно (во время испарения воды заряд около земной), а значит относительно земли имеет отрицательный потенциал (земля 0), поэтому ток течет снизу вверх, но электроны летят сверху вниз.
Лидер — просто место, где прошла большая часть заряда (но это не точно)
Тут не важен дефицит или профицит — важнее, что где-то заряд больше, где-то меньше. Рязряд просто пробивает воздух, как это происходит в конденсаторе при превышении максимального напряжения на обкладках.
Электроны могут идти откуда угодно: все упирается в разность потенциалов между двумя точками. Весь прикол в том, что нижние слои грозового облака заряжены отрицательно (во время испарения воды заряд около земной), а значит относительно земли имеет отрицательный потенциал (земля 0), поэтому ток течет снизу вверх, но электроны летят сверху вниз.
Лидер — просто место, где прошла большая часть заряда (но это не точно)
В Земле, обладающей емкостью аж 0,7 фарад,
Поправлю: всё же ёмкость Земли существенно меньше, 0.0007Ф = 700мкФ
Поправлю: всё же ёмкость Земли существенно меньше, 0.0007Ф = 700мкФ
Личный опыт. Сидим на работе, никого не трогаем. За окном — дождь, гроза. Очень близкий разряд молнии — за окном вспышка, и тут же (до одного досчитать не успел) зверский БАБАХ.
Было ощущение, что жахнуло не только за окном, а несколько ближе.
И вот с этого момента началось нечто необычное. В комнате запахло горелым. Ну вот натурально так, запах горелой изоляции. Ну мы, понятно, повскакивали, начали искать место возгорания. Электроприборов вокруг много — всякая измерительная техника, осциллографы, генераторы, паяльники, компьютеры. Ну вот разработчики РЭА в комнате сидят, сами понимаете. Народ в спешке все из розеток выдергивает, кто-то к щитку побежал.
Я замечаю, что гарью воняет сильнее всего там, где никаких электроприборов и в помине нет. Явно дым идет из шкафа, в который мы всякие куртки и пальто зимой вешаем. По летнему времени шкаф пустой, там только халат чей-то висел на плечиках. Ну вот открываю я этот шкаф… Йошкин кот, а оттуда клубы дыма. Что вижу — там среди деревянных плечиков висели одни самодельные, согнутые из огрызка алюминиевого кабеля толщиной полсантиметра. Так вот, эти плечики выглядят так, как будто по ним пропустили десяток килоампер, не меньше. Середина кабеля оплавлена, (участок 4-5 см поврежден) и ПВХ изоляция вокруг него горит. Точнее, дымится.
Ну я эти плечики из шкафа выхватываю — а они горячие… Еле в руках удержал.
Здание постройки 1970-х, с точки зрения электробезопасности наверняка все было в порядке. Этаж у нас был последний, (всего лишь четвертый), и над нами еще чердак был.
В общем, что это тогда было — мы толком не поняли. Шаровая молния?
Было ощущение, что жахнуло не только за окном, а несколько ближе.
И вот с этого момента началось нечто необычное. В комнате запахло горелым. Ну вот натурально так, запах горелой изоляции. Ну мы, понятно, повскакивали, начали искать место возгорания. Электроприборов вокруг много — всякая измерительная техника, осциллографы, генераторы, паяльники, компьютеры. Ну вот разработчики РЭА в комнате сидят, сами понимаете. Народ в спешке все из розеток выдергивает, кто-то к щитку побежал.
Я замечаю, что гарью воняет сильнее всего там, где никаких электроприборов и в помине нет. Явно дым идет из шкафа, в который мы всякие куртки и пальто зимой вешаем. По летнему времени шкаф пустой, там только халат чей-то висел на плечиках. Ну вот открываю я этот шкаф… Йошкин кот, а оттуда клубы дыма. Что вижу — там среди деревянных плечиков висели одни самодельные, согнутые из огрызка алюминиевого кабеля толщиной полсантиметра. Так вот, эти плечики выглядят так, как будто по ним пропустили десяток килоампер, не меньше. Середина кабеля оплавлена, (участок 4-5 см поврежден) и ПВХ изоляция вокруг него горит. Точнее, дымится.
Ну я эти плечики из шкафа выхватываю — а они горячие… Еле в руках удержал.
Здание постройки 1970-х, с точки зрения электробезопасности наверняка все было в порядке. Этаж у нас был последний, (всего лишь четвертый), и над нами еще чердак был.
В общем, что это тогда было — мы толком не поняли. Шаровая молния?
В общем, что это тогда было — мы толком не поняли.
По-моему, все понятно.
Плечики — замкнутый контур или два замкнутых контура. Молния — огромный ток. Проходящий по каналу молнии ток наводит напряжение в замкнутом контуре. А контур плечиков получается короткозамкнутый. То есть весь наведенный ток преобразуется в тепло.
Знаете, именно такая гипотеза (плечики образовали замкнутый контур, и в результате электромагнитного импульса там появился весьма немаленький ток) тоже рассматривалась как основная (сами понимаете — все сидящие в комнате имели высшее техническое образование, и мы честно пытались понять суть происходящего). Хотя у гипотезы есть несколько слабых мест.
В частности, плечики были сделаны не из оголенного провода, а из изолированного. И замкнутым контур изначально не был. Хотя да, он мог таковым стать после пробоя изоляции, под воздействием достаточно высокого напряжения.
И все равно непонятно, как канал молнии вообще прошел через помещение, сквозь железобетонные стены, перекрытия и окна здания? Ведь и грозозащита на крыше здания (КБ военного завода) имелась — после того инцЫндента мы это на всякий случай специально уточнили.
Второй вопрос — почему канал молнии решил пройти именно через внутренности деревянного шкафа, а не, например, по стенкам железного сейфа, стоящего рядом с тем шкафом? Чем каналу молнии не понравился компьютер, стоящий на моем столе, и подключенный довольно длинными проводами к аппаратуре, с которой я в то время работал? (там тоже были замкнутые контуры, и в большом количестве). Кроме тех обжарившихся плечиков, в комнате тогда не сгорело ничего (за это, конечно, спасибо Илье Пророку с его колесницей, или кто у них там наверху за атмосферное электричество отвечает.)
В частности, плечики были сделаны не из оголенного провода, а из изолированного. И замкнутым контур изначально не был. Хотя да, он мог таковым стать после пробоя изоляции, под воздействием достаточно высокого напряжения.
И все равно непонятно, как канал молнии вообще прошел через помещение, сквозь железобетонные стены, перекрытия и окна здания? Ведь и грозозащита на крыше здания (КБ военного завода) имелась — после того инцЫндента мы это на всякий случай специально уточнили.
Второй вопрос — почему канал молнии решил пройти именно через внутренности деревянного шкафа, а не, например, по стенкам железного сейфа, стоящего рядом с тем шкафом? Чем каналу молнии не понравился компьютер, стоящий на моем столе, и подключенный довольно длинными проводами к аппаратуре, с которой я в то время работал? (там тоже были замкнутые контуры, и в большом количестве). Кроме тех обжарившихся плечиков, в комнате тогда не сгорело ничего (за это, конечно, спасибо Илье Пророку с его колесницей, или кто у них там наверху за атмосферное электричество отвечает.)
Канал молнии и не проходил внутри здания, а тем более внутри шкафа… если бы такое имело место, плечиками бы не обошлось.
По поводу замкнутости контура — по постоянному току он был не замкнут и активное сопротивление очень большое, однако для переменного/импульсного тока провод это индуктивность, а разрыв/скрутка это емкость, которые дают реактивное сопротивление, которое при резонансе становится очень незначительным. Молния рождает волны очень широкого диапазона, от километровых до миллиметровых. Конечно основная энергия сосредоточена в низкочастотной области, но энергия и в короткой области очень большая. Так что думаю тут было много совпадений, которые вызвали эффект резонанса.
По поводу замкнутости контура — по постоянному току он был не замкнут и активное сопротивление очень большое, однако для переменного/импульсного тока провод это индуктивность, а разрыв/скрутка это емкость, которые дают реактивное сопротивление, которое при резонансе становится очень незначительным. Молния рождает волны очень широкого диапазона, от километровых до миллиметровых. Конечно основная энергия сосредоточена в низкочастотной области, но энергия и в короткой области очень большая. Так что думаю тут было много совпадений, которые вызвали эффект резонанса.
У вас там рядом со шкафом не проходила, случаем, по стене шина заземления?
Сейф имеет в разы меньшее сопротивление. А плечикам (не) повезло — в нужном месте с нужной ориентацией.
Любая железка это короткозамкнутый контур, однако, по рассказу, железа было в комнате навалом, а аномалия произошла только с плечиками. Тут дело скорее в конкретных размерах и форме плечиков как вторичного контура + параметры токовода по которому прошел разряд молнии как первичного контура. При определенных совпадениях можем получить трансформатор в режиме резонанса с короткозамкнутой вторичной обмоткой, и несмотря на существенные расстояния между контурами, энергии то колоссальные.
Это конечно IMHO. Электроникой давно уже плотно не занимался.
Это конечно IMHO. Электроникой давно уже плотно не занимался.
Для наведения ЭДС в замкнутом контуре ток должен пройти через этот самый контур…
Ну… ЭДС — причина протекания тока, как-никак. И источником ЭДС может быть электромагнитная волна, вызывающая протекание тока по участку проводника. Или, если нагрузки нет, просто создающая разность потенциалов на его концах (ток будет, но небольшой — ограниченный разделением зарядов в куске проводника).
у меня так, однажды, в автомобильном усилителе выгорел выходной каскад. Усилитель был полностью автономен и не связан гальванически с сетью 220, только акустика была подключена. Так вот, линия к ним оказалась идеальной дипольной антенной.
Металлические части здания доступны и изнутри — на фото видно, что к металлической раме можно прикоснуться изнутри, а также, толстый провод находится внутри здания и доступен людям. Что, если кто-то будет держаться за раму в момент удара? Или стоять на металлической полосе?
И куда подсоединено заземление в розетках и через него корпуса приборов? Не к корпусу ли здания? Не перетечет ли в момент удара ток из молнии на корпуса компьютеров, например?
И куда подсоединено заземление в розетках и через него корпуса приборов? Не к корпусу ли здания? Не перетечет ли в момент удара ток из молнии на корпуса компьютеров, например?
Молниезащиту обычно с защитным заземлением не соединяют.
По крайней мере не соединяют до заземлителя.
Другое дело, что металлический каркас здания тоже обычно соединен не с молниезащитой, а с системой выравнивания потенциалов. Но это в обычных домах
По крайней мере не соединяют до заземлителя.
Другое дело, что металлический каркас здания тоже обычно соединен не с молниезащитой, а с системой выравнивания потенциалов. Но это в обычных домах
Что, если кто-то будет держаться за раму в момент удара? Или стоять на металлической полосе
А что, по-вашему, должно быть? Ни одного катастрофического сценария на ум не приходит. Видели как птицы (а иногда и электрики) сидят на высоковольтных проводах? :) ровно та же ситуция.
Не перетечет ли в момент удара ток из молнии на корпуса компьютеров, например?
Ток? Перетечёт? Заряд, вы имели в виду? Ну, как перетечёт, так и утечёт.
или трос хорошо замалчивали перед
Скорее всего трос мог быть хорошо замолчен ввиду естественных событий сопровождающих молнии — волны соленой воды, дождик…
Блин, спасибо конечно за статью, но это хоть и сильно расширенное и дополненное, но всё-таки содержание школьного учебника физики, имеющее к небоскрёбу весьма отдалённое отношение. А мы тут на хабре, думаю, половина аудитории сайта и так в курсе, как работает громоотвод. Лучше расскажите, есть ли действительно необычные решения, связанные с особенностью конструкции? Есть ли проблемы с наведёнными токами в слаботочных сетях, например?
В Париже становятся популярны зонты и шляпки с молниезащитой.
И это помогало?
А разве суть работы молниеотвода заключается не в предотвращении скапливания индуцированных зарядов на защищаемых объектах, из-за чего снижается напряжённость электрического поля и вероятность молнии уменьшается? А, собственно, «отвод» ударившей молнии это уже вторичный эффект.
Да. Вот практическая демонстрация:
Почему она снижается? На тонком проводнике должна увеличиваться: мы при той же разности потенциалов приближаем один проводник к другому — по определению напряжённость поля в промежутке вырастет. Кроме того, в проводнике может на небольшой площади скопиться больше заряда, чем в диэлектрике, и заряды скапливаются на заострении: они свободно перемещаются в проводнике, и поле их туда гонит. Больше зарядов на меньшем расстоянии означает большую напряжённость поля в промежутке, то есть большую при равенстве прочих условий вероятность пробоя.
Интересный феномен: я сначала подумал что за ерунда, снижает напряжённость. Пошёл в википедию, в немецкую (ну мне так проще), ни слова про это. Принцип действия: притягивание заряда и отвод в землю. Но стало интересно, откуда Ваше мнение взялось, Вы ведь явно не одиноки с ним. Пошёл в русскую википедию. И правда, там написано принцип действия: снижение напряжённости. Ага… интересно, а что пишет английская? Оказалось вот что:
Так что всё не так однозначно как кажется…
A controversy over the assortment of operation theories dates back to the 18th century, when Benjamin Franklin himself stated that his lightning protectors protected buildings by dissipating electric charge. He later retracted the statement, stating that the device's exact mode of operation was something of a mystery at that point.
Так что всё не так однозначно как кажется…
Все потому что молния пролетает путь от токоприемника до заземления на сверхзвуковых скоростях – более 1000 километров в секунду! Электрические частицы завершают свой маршрут так быстро, что металл просто не успевает нагреться и расплавиться. Если бы в цепочке были звенья с высоким сопротивлением или сам импульс длился много дольше, то исход, конечно, мог быть другой.
Нас в школе учили, что электрический разряд (не «электрические частицы», а поле) распространяется со скоростью света — независимо от напряжения, сопротивления, длины импульса и т.д.
Тут не так?
ежегодные «лайтин страйки»
Lighting — освещение, lightning — молния.
Не надо путать.
Дрейфовая скорость электрических частиц (их ещё называют электронами ) В МЕТАЛЛЕ обычно составляет сантиметры В ЧАС. Да, больший ток удара молнии — больше скорость.
Но откуда 1000 км/с ?
Ну и с протонами ни в глинах ни где ещё они не встречаются.
Аналогия: пришли вы в театр, нашли свой ряд кресел, все уже сидят, а ваше место в другом конце ряда. Тут все дружно и медленно встали и пересели на соседнее место, а вы сели за освободившееся. Почти тот же результат, если б вы галопом ломанулись через весь ряд.
Все потому что молния пролетает путь от токоприемника до заземления на сверхзвуковых скоростях – более 1000 километров в секунду! Электрические частицы завершают свой маршрут так быстро, что металл просто не успевает нагреться и расплавиться. Если бы в цепочке были звенья с высоким сопротивлением или сам импульс длился много дольше, то исход, конечно, мог быть другой.
Это очень плохой и неправильный абзац.
- Конечно же, никакой "молнии" в проводнике уже нет, есть просто электрический ток.
- 1000 км/c, в том случае, если это число взято не с потолка, может быть каким-нибудь расстоянием, типа высоты башни, поделенным на какое-нибудь время, типа RC заземляющего контура. К дрейфу и, тем более, тепловому движению электронов (100 км/c) это число не имеет никакого отношения.
- 1000 км/с — это в 3000 раз больше скорости звука и в 300 раз меньше скорости света. Такая себе сверхзвуковая скорость.
А как насчёт шаровых молний?
Лахта Центр? Боги решили покарать «Фабрику троллей»? ))))
Спасибо, интересно.
Замечу, что теоретически можно повлиять на погоду с помощью «небоскребов» — если построить цепь небоскребов, точнее, целую стену так, чтобы она перекрывала в текущей розе ветров теплое или холодное течение. Тогда под защитой такой «стены», рядом с ней будет другой температурный режим, не говоря уже о ветровом.
Но думаю, называть такое сооружение «небоскребом» уже неправильно — это будет ветровая плотина )
Замечу, что теоретически можно повлиять на погоду с помощью «небоскребов» — если построить цепь небоскребов, точнее, целую стену так, чтобы она перекрывала в текущей розе ветров теплое или холодное течение. Тогда под защитой такой «стены», рядом с ней будет другой температурный режим, не говоря уже о ветровом.
Но думаю, называть такое сооружение «небоскребом» уже неправильно — это будет ветровая плотина )
На сайте «Что если?» (перевод сайта от автора знаменитого XKCD) есть статья про молнии. Тоже занимательное чтиво :-)
Как-то раз удар молнии сжёг несущий трос в ВОК. Так и провис кабель без опоры почти до земли. Район двухэтажных домов, невысоко.
Так что тепла выделиться может достаточно. Небоскрёб не тросик, потому и жив.
А ещё ( это даже не из школьной физики, а из "Природоведения") помнится, что молниеотводы создают защищеную зону, примерно равную высоте шпиля.
Ходил на работу мимо ацетиленовой станции, там шпили молниезащиты стояли по углам площадки.
Вопрос знатокам-инженерам: в стаье упомянута «сеточная» защита оборудования, а как защищаются от молний антенные устройства, которые (как я понимаю) должны стоять снаружи этих сеточных защит, м?
И еще вопрос, как защищаются от перенапряжений выходные каскады разных радиопередающих устройств? Я не спец, но мне кажется, что при грозах и близких молниях в антеннах могут наводиться приличные импульсные токи.
Спасибо!
Оффтоп: однажды после грозы заметил на тропинке в городе вот такое отверстие. Со странными вспученными краями и по периметру лежали небольшие крошки асфальта. Не уверен, что оно произошло именно в результате удара молнии, но появилось оно в течении дня, и в этот день была гроза, это достоверно.
И еще вопрос, как защищаются от перенапряжений выходные каскады разных радиопередающих устройств? Я не спец, но мне кажется, что при грозах и близких молниях в антеннах могут наводиться приличные импульсные токи.
Спасибо!
Оффтоп: однажды после грозы заметил на тропинке в городе вот такое отверстие. Со странными вспученными краями и по периметру лежали небольшие крошки асфальта. Не уверен, что оно произошло именно в результате удара молнии, но появилось оно в течении дня, и в этот день была гроза, это достоверно.
Фото
Парочка ремарок
1) как «нагреться и расплавиться», так же и «находиться» («Опасно ли находится...»)
Учитывая качество орфографии в остальном тексте, видимо, это опечатка, точнее, две подряд ;)
2) почему-то среди электриков бетон (точнее, железобетон) считается токопроводящим материалом.
1) как «нагреться и расплавиться», так же и «находиться» («Опасно ли находится...»)
Учитывая качество орфографии в остальном тексте, видимо, это опечатка, точнее, две подряд ;)
2) почему-то среди электриков бетон (точнее, железобетон) считается токопроводящим материалом.
1) Насчет первого пункта что-то вспомнилось «Нормально все было… Драка началась после слов: „Семантика этюдности в прозе Пришвина неоднозначна…“ В общем, с первым пунктом про „успевает нагреться и расплавиться“ вынужден не согласиться, насчет „Опасно ли находится“ – спасибо, поправил.
2) У электриков считается, что все материалы проводят электричество, просто что-то лучше, что-то хуже, что-то совсем плохо, но абсолютного диэлектрика ни один электрик, вероятно, не назовет. Бетон или железобетон – в обсуждаемом контексте не столь важно — армирующий слой в любом случае находится в бетонной среде. Электропроводность самого бетона связана с содержанием в нем воды, которая „подсасывается“ в поры из окружающей среды. В нас бетон высокопрочный (это характеризует минимальное содержание в нем капиллярных пор), а также водо- и морозостойкий, конструкции внутренние – содержание воды в материале настолько мало, насколько возможно для бетонов. Вряд ли это излишняя смелость — назвать такой бетон изолятором.
2) У электриков считается, что все материалы проводят электричество, просто что-то лучше, что-то хуже, что-то совсем плохо, но абсолютного диэлектрика ни один электрик, вероятно, не назовет. Бетон или железобетон – в обсуждаемом контексте не столь важно — армирующий слой в любом случае находится в бетонной среде. Электропроводность самого бетона связана с содержанием в нем воды, которая „подсасывается“ в поры из окружающей среды. В нас бетон высокопрочный (это характеризует минимальное содержание в нем капиллярных пор), а также водо- и морозостойкий, конструкции внутренние – содержание воды в материале настолько мало, насколько возможно для бетонов. Вряд ли это излишняя смелость — назвать такой бетон изолятором.
Так почему молнии часто попадали в звонящих в колокол?
Тело выступало проводником и уменьшало расстояние до земли для тока?
Тело выступало проводником и уменьшало расстояние до земли для тока?
Друзья, на вопросы, связанные с электричеством, детально ответят наши инженеры-специалисты по системам электроснабжения после новогодних каникул. А пока они передают вот такой привет: Это — первая подсветка башни, и сразу — новогодняя. Зажгли сегодня, а гореть «ёлочка» будет все праздники. Если находитесь в Петербурге — приходите посмотреть вживую. Всех с наступающим Новым годом!
Разве можно использовать в качестве токотводов конструкции, находящиеся под механическим напряжением? Болтовые соединения не ослабнут?
А мне вот что интересно: если у вас такая хорошая молниезащита (местами даже клетка Фарадея) — как внутри башни с сотовой связью?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Башня Теслы. Что происходит в небоскребе и рядом с ним, когда ударяет молния?