雷電是怎麼樣形成的?什麼原理?可不可用這個原理髮電

2022-10-31 07:50:20 字數 5364 閱讀 1848

1樓:匿名使用者

雷電的形成主要是由於雲層的極化使不同的雲層分別帶有正負電離子,雲層極化的過程是一個很複雜的自然過程,受地形、氣流、溫度等氣候的影響。當帶有正負離子的雲層相遇的時候,瞬間放電,就會產生雷電現象。

最根本的原理就是正負離子分離,所有產生電的過程都是這個原理,跟發電的原理也一樣。只是手段不一樣。常用的發電方法是通過磁力線使正負離子分離來發電。

這種方式可控性高,也可以用化學、摩擦、光電元件或熱電元件等來發電。但一般不做大規模發電使用。

用雷電的原理髮電目前看是不現實的,雷電的形成是一個複雜、多元的自然過程。可以說是隨機的。要去模擬這樣一個過程會很費勁,而結果卻是不確定的。

就好比風的形成,我們知道它的形成原理,但我們製造風就會採用更簡捷的風扇。一樣的道理

2樓:戰菁英

雲是氣溶膠容易帶電,地球是個大磁場。在東風或西風的作用下雲做切割磁力線方向運動。由於受到洛倫茲力,雲中的正負電荷向相反方向運動。

這樣就把帶正電荷的雲與帶負電荷的雲分開了,形成上下兩層雲團。有多種情況:

1.風向不變持續下去,上層雲團越來越高就成為電離層,下層就是雨。

2.風向轉變南北風時由於沒有了洛倫茲力的影響,正負電荷相互吸引兩個雲團產生尖端放電,在空中產生了雷電。

3.如果下層雲團已落地時與上層雲團產生尖端放電,那麼很可怕的落雷發生了。

4.5.6...

人們現在還沒考慮用來發電,不發電也不錯可以產生大量的氮肥。

3樓:匿名使用者

高壓衝擊作用形成帶電雲,帶負電的積雲和帶正電的積雲相遇,釋放電能,形成雷電。目前還沒有辦法用來發電。希望賞臉採納,謝謝

4樓:續暱惘萊

如果把閃電收集儲存在超大電瓶中。用這原理髮電?得人工製造出自然現像。

雷電是怎麼樣形成的

5樓:匿名使用者

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,還有一個範圍不大的帶正電荷的區域,這裡上升氣流有區域性的極大值。雲中電荷的產生和分佈,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/釐米,區域性區域可以高達1萬伏特/釐米。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:匿名使用者

雷電的形成種類及其危害雷電的形成:雷電是一種極為巨集偉壯觀的自然現象.在雷電的形成過程中,某些雲團帶有正電荷,另一些雲團帶有負電荷,它們對大地的靜電感應使地面產生異性電荷.

當這些雲團電荷積聚到一定程度時,不同電荷的雲團之間或雲團與大地之間的電場強度就可擊穿空氣(一般為25-35kv/cm)開始遊離放電.我們稱這種遊離放電為"先導放電",雲團對大地的先導放電是雲團向地面跳躍(梯級)式逐漸發展的,當它到達地面時(高出地面的建築物、架空輸電線等),便會產生由地面向雲團的逆主放電。不宜進入無防雷設施的棚屋、崗亭等建築物內。

謝謝採納!

7樓:匿名使用者

+遇到了-極 產生電

8樓:匿名使用者

大氣中發生的火花放電現象。通常在雷雨雲情況下出現,但在雨層雲、雪暴、塵暴和火山爆發時也會偶爾出現。閃電按發生的部位可分為雲內放電、雲際放電和雲地放電三種,前兩種統稱為雲閃,第三種稱為地閃(圖1[地閃])。

自然界中大部分閃電為雲閃。 地閃與閃電總數的比值為1/3~1/6(溫帶地區的比值高於熱帶地區)。由於地閃對人類活動和生命安全有較大威脅,故研究比較多。

簡史 閃電現象和它對人類活動的影響,早已引起人們的注意。中國早在公元前14世紀的殷代甲骨文中,就已有關於雷電的記載(見大氣科學發展簡史)。後在西漢劉安等著的《淮南子》中,提出「陰陽相薄為雷,激揚為電」的思想。

東漢王充在《論衡》一書中指出:「雷者,太陽之激氣也。」他還總結了雷電活動的季節性:

「正月始雷」、「五月雷迅」、「秋冬雷潛」。到18世紀,為揭示閃電的性質,許多科學家進行了探測實驗。如美國學者b.

富蘭克林在2023年曾提出,用裝在高塔上的避雷針,由雲中引電進行測量的設想。2023年6月他冒著雷擊的危險,在費城進行了著名的風箏探測雷電的實驗,觀測到了通過風箏引線由雷雨雲產生的電火花,證實了自然閃電和摩擦產生的電本質的一致性。同一時期,蘇聯學者μ.

β.羅蒙諾索夫和γ.β.

裡赫曼用自制測雷器探測到了雷暴過境所引起的電火花,不幸的是裡赫曼為閃電擊斃。自此以後,開始了關於閃電在電學基礎上的近代研究。

閃電結構 由雲中曲折行進到達地面的閃電,人眼看上去似乎是一次瞬間閃光,但通過高速攝影揭示,它往往是由同一條通道、彼此間隔約百分之幾秒的多次相繼放電組成(圖2[ 高速攝影所示的閃電結構])。整個閃電過程的每一次放電,稱為閃擊,一次閃電經常可記錄到數次閃擊,有的多達10次以上。

閃擊一般包含先導和回擊兩個過程。先導是為閃電放電建立電離通道的準備過程,分為梯級先導和直竄先導兩種。梯級先導是象階梯一樣逐級伸向地面的暗淡光柱,它的直徑約5米,每級長約50米,先導約以10米/秒的速度通過這一段路程,然後間歇約30~100微秒,再繼續向前延伸。

故整個梯級先導以約 1.5×10米/秒的平均速度迅速向地面伸展。梯級先導為回擊建立了電離通道,當先導距地面5~50米時,則地面上某點將產生沿電離通道向上行進的回擊過程。

回擊的發光度比先導強得多,肉眼所見的閃光即為回擊,速度約為 5×10米/秒,持續約40微秒,通過的電流約10安,偶爾可達10安。回擊通道直徑平均僅數釐米。在梯級先導和第一次回擊通過之後,可能有百分之幾秒的時間間歇,隨後是第二次先導和回擊。

第二次以後的各次先導,通常由雲至地直竄而下,稱為直竄先導。由於它沒有梯級,所以運動速度大約比梯級先導高10倍。一次閃電的整個持續時間約0.

2秒,大約由雲中向地面輸送數十庫負電荷。

因為閃電不是穩態過程,也不受放電電極的影響,故用強電場中電子雪崩(由於電子碰撞的連鎖反應而使電子濃度劇增)的放電理論來解釋閃電過程時,遇到很多困難。因此有人提出流光理論,認為當電子雪崩很強時將產生光子發射,並由此產生光電離而形成新的衍生電子雪崩,這種不斷向前發展的強電離區稱為流光,向陽(陰)極擴充套件的稱為正(負)流光。流光理論能夠較好地解釋閃電放電,按這種理論,梯級先導是一種以梯級形式推進的負流光,它的整體速度類似於空氣中實驗室火花的負流光速度。

直竄先導是沿先前電離通道推進的負流光,而回擊是由地面向上推進的正流光。

閃電電場變化 閃電在距離l 處產生的電場包含靜電場、感應場和輻射場三種成分。靜電場分量正比於放電電矩,與成反比;電磁感應分量取決於放電電流,與成反比;電磁輻射場分量取決於放電時電荷運動的加速度,與l 成反比。因此,對近處放電,靜電場作用大,而對很遠的放電,輻射場作用大(見天電)。

一次閃擊的電場變化,最初是與先導放電有關的、持續約0.1秒的緩變部分(l變化),隨後是與回擊有關的、持續時間小於1毫秒的快速梯級變化(r變化),最後是持續時間約0.1秒的緩變(s變化)。

多次閃擊的電場變化,都再次從l變化開始,以s變化結束,其間是對應於地閃的r變化和兩次r變化之間的緩慢變化(j變化),後者是兩次閃擊間歇不發光的放電過程形成的(圖3[一次閃擊])。

閃電光譜和閃電電流 閃電發射光譜的觀測研究,提供了閃電物理性質的最早線索。考察 3000~10000埃的閃電光譜時,發現它是在弱連續光譜的背景上,由原子和離子發射譜線以及分子的發射和吸收帶組成的。已發表的近兩百條譜線,大多數屬於中性的和電離的氮和氧的發射譜線。

由閃電光譜的研究,可推斷閃電通道的溫度在幾微秒內就達到25000~30000k的峰值,但在30微秒左右,已降到半峰值;在峰值溫度時通道中的電子濃度為10~10個/釐米,約大於或等於通道中的分子、原子和離子的濃度之和;壓力達10個大氣壓。閃電光譜的一些研究結果與電磁方法觀測的閃電電學引數相吻合。從電力、建築等部門的防雷保護設計來說,閃電電流是閃電放電的一個最重要的引數,並由此可以推斷有關電荷、能量、電矩等引數。

閃電的電流一般在10微秒左右達到峰值(10~100千安),在峰值電流之前電流上升率達最大值(約10千安/微秒)。雲地電位差一般為10~10伏,一次輸送約20庫電荷,所以一次閃電的能量約為2×(10~10)焦。 這樣強大的閃電電流在數釐米直徑的通道內瞬間通過,產生了激震波,在傳播一定距離之後退化為聲波,即我們聽到的雷聲。

閃電型別 根據閃電的不同形態和特徵,可將閃電分為線狀閃電、帶狀閃電、火箭狀閃電、片狀閃電、熱閃電、珠狀閃電和球狀閃電等不同型別。自然界最常見的是線狀閃電,它最主要的特徵是細亮的發光光柱。如光柱平直而不分叉,象樹幹一樣,則稱為枝狀閃電;如光柱蜿蜒曲折而又分叉,則稱為叉狀閃電(見彩圖[叉狀閃電])。

帶狀閃電是一種寬約十幾米,看上去呈帶狀的雲地閃電(圖4[帶狀閃電]),它是由於線狀閃電的通道受強風影響而移動,致使閃電中的各次閃擊的空間位置在水平方向上分開而呈帶狀。火箭狀閃電是一種長路徑的空氣放電,肉眼可直接觀測到放電象箭似地沿閃電通道緩緩移動,整個放電的持續時間約1秒。片狀閃電用來稱呼那些使一片雲或幾塊雲發亮的閃電。

熱閃電用來稱呼那些遠得聽不到雷聲只看到閃光的閃電。片狀閃電與熱閃電常常較難以區分。珠狀閃電指那種閃電通道看起來好象斷裂成許多小段那樣的閃電。

每段長約數十米,遠看好象一串佛珠懸掛在天空。球狀閃電是一種不太常見而又會造成一定危害的奇異閃電(見彩圖[球狀閃電]),通常在有強雷暴時出現。它外觀呈球狀,直徑10~20釐米(也有小於1釐米甚至大到10米的),呈紅、橙或黃色,存在時間小於5秒(少數超過1分鐘),水平移動速度通常為每秒數米,有時能停在半空中不動或由空中向地面降落。

球狀閃電有愛鑽縫的癖性,消失時常伴有**併發出巨響,也有無聲無息消失的,消失處常有股像臭氧或一氧化氮的氣味。關於球狀閃電的成因,曾有很多假說,尚無一致意見,有人認為球狀閃電是被加熱的空氣球,也有人認為它是極高密度的等離子體(電子濃度約為10個/米)等。球狀閃電的能量**也有兩種說法:

①認為球狀閃電的能量貯藏在球體之中,例如氣體反應的化學能、帶電粒子的複合能、受激原子或分子的輻射能等維持了球狀閃電;②認為球狀閃電的能量來自球外,例如雷雨雲發出的數百兆赫的射頻輻射能量或放射性的宇宙線粒子在雷雨雲強電場中聚集,發生核裂變反應,為產生球狀閃電提供了足夠的能量。上述理論尚有爭議,都不能說明球狀閃電的移動特性等。

參考書目

r.h.戈爾德編,周詩健等譯:

《雷電》,上卷,電力工業出版社,北京,1982。(r.h.

golde.ed.,lihtnin,vol.

1,academic press,london,1977.

m.a.uman,lightnin,mcgraw-hill,new york,1969.

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