2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6 ... 12  След.
 
 Re: Громоотводы
Сообщение31.07.2011, 21:37 
Заблокирован


28/03/09

272
г. Харьков
Я не писал о механизме превращения тлеющего разряда в дуговой. Это как раз и есть все эти стримеры, лидеры и прочая электромеханика. Она имеет место при пробое любого диэлектрика, например, в обычном кондесаторе. Просто во время выпадения осадков работает обычная электрофорная машина - падающие льдинки или капли трутся о воздух при этом происходит перераспределение электрических зарядов - вода заряжается отрицательно, а позади неё остаётся положительно заряженный воздух. Этот же механизм исправно работает и при извержениях вулканов и ядерных взрывах. При этом легко достигаются разности потенциалов в миллионы вольт, разделённые слоями воздуха в километры толщиной. При этих условиях возникновение тлеющих разрядов неизбежно, но они очень слабы из-за больших расстояний между зарядами. Как раз на этой стадии и наблюдаются кистевые или коронные разряды ( это одна из форм аномального тлеющего разряда). Наконец в слое диэлектрика разделяющем заряженные капли и заряженный объём воздуха находится слабое место, возникают все эти стримеры и лидеры и происходит пробой который мы и называем искрой или молнией. Это уже дуговой разряд характеризующийся огромными токами в десятки тысяч ампер, но существующий очень короткое время из-за быстрого исчерпания зарядов в природной электрофорной машине. Молния существует до тех пор пока напряжение на её концах не снизится с миллионов до нескольких десятков вольт характерных для дугового разряда.
Кстати, есть интересное явление. Если над вашей головой сверкнула молния, то через 1 - 2 минуты дождь резко усиливается - это падают на землю капли ранее удерживаемые мощным электрическим полем существующем в грозовом облаке. После разряда молнии это поле исчезает, капли получают возможность падать вниз и через указанное время достигают земли.

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение31.07.2011, 22:37 


27/02/09
2803
Анатолий Григорьев в сообщении #472475 писал(а):
Как раз на этой стадии и наблюдаются кистевые или коронные разряды

Все таки коронный, а не обычный тлеющий. Это разные вещи

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение01.08.2011, 03:33 
Заблокирован
Аватара пользователя


06/06/11

1702
53°46'25"N 87°7'47"E
Анатолий Григорьев в сообщении #472475 писал(а):
Это как раз и есть все эти стримеры, лидеры и прочая электромеханика. Она имеет место при пробое любого диэлектрика, например, в обычном кондесаторе.
Ошибаетесь! «все эти стримеры, лидеры» имеют место быть только при в/вольтном разряде в газах. В жидких и твердых диэлектриках механизм пробоя существенно иной, т.к. длина свободного пробега электронов в таких диэлектриках намного меньше (если о таковой вообще можно говорить).
Цитата:
При этом легко достигаются разности потенциалов в миллионы вольт, разделённые слоями воздуха в километры толщиной. При этих условиях возникновение тлеющих разрядов неизбежно,
Теперь становится понятно, что Вы самостоятельно дошли до мысли такой. Видимо Вы неправильно представляете себе природу тлеющего разряда. Самый известный пример тлеющего газового разряда это рекламные неоновые лампы (трубки).
Изображение
Ведь тлеющий разряд происходит во всём объёме междуэлектродного промежутка. (В данном случае это должны быть километры воздуха)!
Тлеющий разряд происходит, как правило, при низких давлениях газа. (См. Закон Пашена).
Цвет излучения при тлеющем разряде зависит от состава газа. (Для неона, например, — красно-оранжевый, для воздуха — малиновый цвет). Что-то я не замечал малинового многокилометрового свечения воздуха перед вспышкой молнии!
Цитата:
но они очень слабы
Тут вспоминается армейский анекдот: «Да, крокодилы летают, но очень низёхонько». :D
Цитата:
Как раз на этой стадии и наблюдаются кистевые или коронные разряды ( это одна из форм аномального тлеющего разряда).
Кистевые и коронные разряды наблюдаются на электродах. А где Вы видели электроды, например, при разряде молнии внутри облака (или между облаками)?
Цитата:
Наконец в слое диэлектрика разделяющем заряженные капли и заряженный объём воздуха
Как Вам удаётся зарядить объём воздуха? :roll:
Цитата:
находится слабое место, возникают все эти стримеры и лидеры и происходит пробой который мы и называем искрой или молнией. Это уже дуговой разряд характеризующийся огромными токами в десятки тысяч ампер, но существующий очень короткое время из-за быстрого исчерпания зарядов в природной электрофорной машине. Молния существует до тех пор пока напряжение на её концах не снизится с миллионов до нескольких десятков вольт характерных для дугового разряда.
Для дугового разряда характерна термоэлектронная эмиссия. При этом оба электрода нагреваются и оплавляются. Но я никогда не видел оплавленного молниеотвода (за исключением, может быть, разряда шаровой молнии). Следовательно, молния, всё же, искровой, а не дуговой разряд.

Улучшение свойств вертикального молниеотвода за счёт его заострения является спорным. Теоретически — да, это существенно при малых междуэлектродных промежутках. Практически СНИП этого не требуют. Кроме того, большинство молниеотводов выполняется в виде тросов (и сеток), при этом достигается лучшее выравнивание потенциалов в защищаемой зоне (например, в в/в ВЛ). А заострять троса ещё никому в голову не приходило.

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение01.08.2011, 11:17 
Заблокирован


28/03/09

272
г. Харьков
Ув. hvost_soroki!
О стримерах в твёрдых телах, читайте Физическую энциклопедию, ст. "Электрический пробой", механизм пробоя везде один и тот же – электронная лавина.
По поводу обычного тлеющего разряда в облаке может я и неточно выразился, следовало сказать «ток утечки», вместо «тлеющий разряд», но начиная с некоторого момента времени начинается аномальный тлеющий разряд, т. е. образуются стримеры и лидеры, будущий канал молнии.
Кистевые и коронные разряды в грозу наблюдаются, правда, нечасто, на концах молниеотводов, корабельных мачт, шпилях и крестах церквей, там они называются «огнями св. Эльма». Теоретически они должны возникать перед каждым ударом молнии в наземный предмет, но на очень короткое время.
Когда мне нужно зарядить некий объём воздуха я поступаю просто - увеличиваю в нём содержание ионов нужного знака. В домашних условиях для этого можно воспользоваться «люстрой Чижевского».
По поводу «термоэлектронной эмиссии» необходимой для дугового разряда, так смею Вас уверить, её в канале молнии, где воздух раскалён до десятков тысяч градусов, предостаточно.
Не знаю, как там строители знают физику, но когда профессиональным физикам потребовалось защитить от молний свои здания, то они не только заострили концы молниеотводов, но и сделали их из нержавейки. Хотя я уже об этом писал.

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение01.08.2011, 14:26 
Заблокирован
Аватара пользователя


06/06/11

1702
53°46'25"N 87°7'47"E
Анатолий Григорьев в сообщении #472540 писал(а):
О стримерах в твёрдых телах, читайте Физическую энциклопедию, ст. "Электрический пробой", механизм пробоя везде один и тот же – электронная лавина.
Читаю ту часть статьи, в которой упоминается стример:
Цитата:
Предполагалось, что второй участок соответствует т. н. однолавинно-стримерному пробою, а первый - многолавинно-стримерному пробою, при к-ром время развития пробоя включает и время "статис-тич. ожидания" попадания неск. лавин в одну область на аноде, чтобы суммарный объёмный заряд был достаточен для развития стримера.
В дальнейшем оказалось, что ширина зоны проводимости кристалла (см. Зонная теория)недостаточна для того, чтобы электрон смог приобрести энергию, необходимую для ударной ионизации в диэлектриках, обладающих широкой запрещённой зоной. Кроме того, теория ударной ионизации не даёт представления о самом процессе развития Э. п., а лишь определяет критерий пробоя и оценивает величину электрич. прочности.
Дальнейшее развитие теории Э.п. твёрдых диэлектриков и полупроводников основано на представлении о доменной неустойчивости.
Делаю вывод:
предполагалось, что в кристаллах (толщиной около 1 мкм) электрический разряд подобен газовому, с образованием стримеров.
Оказалось, что это не так!
Читаю далее в той же энциклопедии статью о стримерах:
Цитата:
СТРИМЕРЫ (англ. stream - поток), узкие светящиеся каналы ионизованного газа, возникающие в предпробойной стадии коронного или искрового разрядов в случае больших pd (р - давление, d - межэлектродное расстояние).
Делаю вывод:
Стримерный пробой происходит только в газах при больших межэлектродных расстояниях и больших давлениях газа. А это характерно для молнии, а не для пробоя твёрдого диэлектрика.
Цитата:
следовало сказать «ток утечки», вместо «тлеющий разряд».
В электротехнике током утечки называют ток по увлажнённой поверхности твёрдого изолятора. В тучах нет твёрдых изоляторов, следовательно и нет токов утечки. Существуют также потери на коронирование. Но корона развивается, опять же, на поверхности твёрдого электрода, а таковых в тучах и облаках тоже нет. Это касается и кистевых разрядов.

Вы меня убедили в возможности существования объёмных зарядов в воздухе.

Термоэлектронной эмиссией называют излучение электронов с поверхности нагретого катода. Как я уже отмечал, молниеотвод не нагревается до температуры эмиссии электронов. К тому же существуют разряды внутри облаков, где электродов (в отличие от дугового разряда) нет. В канале молнии происходит термическая ионизация газа, а не эмиссия электронов. Канал молнии подобен стволу дуги, но всё же это искра, а не дуга, т.к. процессы на концах разрядного промежутка существенно различны. Кроме того форма канала у них различна, у молнии зигзагообразная, а у дуги дуговая.

Если денег достаточно, то некоторые физики золотят подставки под свои приборы, только приборы от этого не работают лучше. Я, конечно, очень рад за ваших физиков и за ваше государство, которое выделяет достаточно средств на развитие науки. :D

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение01.08.2011, 15:53 
Заслуженный участник


07/07/09
5408
Оказывается, молниеотвод "притягивает" стример молнии тем, что порождает встречный стример. Этот встречный порождается не полем между облаком и землей , а полем от подлетающего стримера молнии.

Давно изобретенные молниеотводы с радиоактивными ионизаторами воздуха оказались не эффективными, также как и современные активные молниеотводы.

Цитата:
Приходится еще раз повторить, что методика расчета зон защиты молниеотводов в отечественных нормативных документах по молниезащите сознательно не принимает во внимание все рекламируемые управляющие воздействия, поскольку они противоречат современным представлениям о процессах ориентировки молнии, а приписываемый им положительный эффект не подтвержден ни полномасштабными испытаниями, ни опытом эксплуатации.
http://market.elec.ru/nomer/21/aktivnye-molnieotvody/

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение02.08.2011, 09:47 
Заслуженный участник


07/07/09
5408
Mentat в сообщении #471437 писал(а):
Как должны соотносится длина штыря и трубы одинаковой массы, чтобы вероятность попадания молнии в тот и другой была равна?


Интересный вопрос, чем определяется вероятность попадания молнии .
Мне казалось , что механизм таков - из облака с высоты примерно километр видна точка , требующая минимального напряжения пробоя , туда и бьет. В этом случае можно бы сильно не волноваться, с такой высоты можно найти более привлекательные объекты, чем зонтик.
Но разряд происходит не так . Из облака вылетают стримеры , летящие не в направлении привлекательных объектов, а очень произвольно. И только на малом расстоянии от земли они начинают "видеть " и притягиваться к привлекательным для них объектам. В такой ситуации зонтик вполне может оказаться самым привлекательным объектом.

Это малое расстояние видимо не сильно превышает десяток метров. Это видно на фотографии молнии пролетающей вблизи громоотвода на верушке башни , и ударяющей в середину башни. Или в случае попадания молнии в футболистов, а не в находящиеся рядом ворота.

Поэтому экспериментально проверить вероятность попадания молнии в трубу и штырь сложно. Даже, если их поставить на небольшом расстоянии на одной высоте, ударит не столько в зависимости от того штырь или труба, сколько в зависимости от того с какой стороны будет опускаться стример.

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение02.08.2011, 12:26 
Аватара пользователя


05/08/09
1658
родом из детства
Существует мнение, что в образовании стриммеров на пути будущего искрового разряда молнии принимают участие и высокоэнергетичные космические частицы. В подтверждение этому - молния не всегда "попадает" в высокостоящие предметы.

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение02.08.2011, 13:03 
Заслуженный участник


07/07/09
5408
Comanchero в сообщении #472776 писал(а):
Существует мнение, что в образовании стриммеров на пути будущего искрового разряда молнии принимают участие и высокоэнергетичные космические частицы.

Но есть мнение, что это менее существенный механизм ионизации, по сравнению с прямой ионизацией воздуха полем стримера и ионизацией фотонами стримера .
Т.е. стример сам прокладывает себе путь, куда вздумается (в смысле в зависимости от текущей структуры стримера) хоть горизонтально, хоть вверх.
В то время как треки в основном ближе к вертикали.

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение02.08.2011, 13:23 
Аватара пользователя


05/08/09
1658
родом из детства
Xey в сообщении #472784 писал(а):
Но есть мнение, что это менее существенный механизм ионизации, по сравнению с прямой ионизацией воздуха полем стримера и ионизацией фотонами стримера .

Стример-это ионная лавина, которая образуется во внешнем электрическом поле облако-земля, за счёт разогнавшихся в нём ионов и рекомбинационных фотонов. Разве не так?

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение02.08.2011, 13:38 


05/06/10
123
Донецк, Украина
Xey в сообщении #472581 писал(а):
Давно изобретенные молниеотводы с радиоактивными ионизаторами воздуха оказались не эффективными, также как и современные активные молниеотводы.

Вот ответ, которого я ждал... Значит теперь почти на все вопросы есть ответы. Обычный молниеотвод эффективнее. Влажность, забетонированность не влияют... Закрытый конец - тем более. Разница условий внутри и снаружи трубы тоже не влияет, так как влияет только на стример который пойдет от трубы, и значит уже заведомо молния попадет туда...
Ну а молния попала в ту трубу, потому что остальные предметы не были заземлены.
Xey в сообщении #472744 писал(а):
Поэтому экспериментально проверить вероятность попадания молнии в трубу и штырь сложно. Даже, если их поставить на небольшом расстоянии на одной высоте, ударит не столько в зависимости от того штырь или труба, сколько в зависимости от того с какой стороны будет опускаться стример

В лаборатории можно делать ряд экспериментов. Один раз стример пойдет вправо - другой влево. По большому количеству измерений мы можем навести статистику.

(Оффтоп)

в разрушителях мифов видел такое, там миф про молнию попадающую в пирсинг проверяли

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение02.08.2011, 14:11 
Заблокирован
Аватара пользователя


06/06/11

1702
53°46'25"N 87°7'47"E
Mentat в сообщении #472793 писал(а):
Ну а молния попала в ту трубу, потому что остальные предметы не были заземлены.
Сопротивление заземления отдельно стоящего молниеотвода должно быть не меньше 30 Ом. :|

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение02.08.2011, 14:25 
Аватара пользователя


05/08/09
1658
родом из детства
Mentat в сообщении #472793 писал(а):
так как влияет только на стример который пойдет от трубы

Стоит различать понятия"стример" и "лидер". Стримеров образуется много, лидер один. По лидеру происходит пробой.

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение02.08.2011, 14:27 


05/06/10
123
Донецк, Украина
hvost_soroki в сообщении #472802 писал(а):
Сопротивление заземления отдельно стоящего молниеотвода должно быть не меньше 30 Ом.

Разве я говорил слово молниеотвод? Это металические цистерны... Без острых краев. Возможно поэтому...

 Профиль  
                  
 
 Re: Громоотводы
Сообщение02.08.2011, 14:35 
Заблокирован
Аватара пользователя


06/06/11

1702
53°46'25"N 87°7'47"E
Mentat в сообщении #471437 писал(а):
Задача порождена невероятной историей о том как молния попала точно в заборный столб (который был закопанной трубой) хотя вокруг были металличские предметы в 2-2,5 раза выше.
Поясните, были ли заземлены окружающие металлические предметы (которые были в 2 раза выше)?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 171 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6 ... 12  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group