Електричество в атмосферата

[Doris]

В обикновен ден над пустинна равнина или над морето електричният потенциал с изкачване във височина нараства на всеки метър приблизително със 100 V . Във въздуха има вертикално електрично поле Е с големина 100 V/m.

Може да попитате: “Ако наистина между носа ми и петата ми има напрежение 200 V, защо не ме удря ток, щом изляза на улицата?” Не става така, защото човешкото тяло е достатъчно добър проводник. Когато вие стоите на земята, вие заедно с нея образувате еквипотенциална равнина.

Измерванията показват, че с увеличаване на височината полето продължава да съществува, само че е по-слабо. Цялата потенциална разлика между повърхността на земята и края на атмосферата е около 400000 V. (200000 - 600000 V)

Освен градиент на потенциала съществува и ток на атмосферата с плътност около 10 -6 µA/m2 .

Любопитна подробност е, че този ток над океаните се променя през денонощието, като достига максимум в 17 часа гринуичко време.

За цялата земна повърхност се получава ток 1800 А. При такъв силен ток отрицателният заряд на земята би трябвало скоро да изчезне. От какво се поддържа напрежението?

Земята е заредена отрицателно, а потенциалът на въздуха е положителен. На височина към 50 km проводимостта на въздуха е толкова голяма (заради йонизацията от космическите лъчи и намаляването на плътността на въздуха), че изменение на напрежението по хоризонталата практически няма. Това не е толкова високо колкото йоносферата, но практически на 50 km височина съществува проводяща сфера, от която изтичат токове надолу.

Как се удържа там положителен заряд? Дълго време това беше една от главните загадки на атмосферното електричество....

Източници:

http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:oNwjTA_ewn0J:student.fizika.org/~jsisko/Knjige/Opca%2520Fizika/Feynman%2520Lectures%2520on%2520Physics/Vol%25202%2520Ch%252009%2520-%2520Electricity%2520in%2520the%2520Atmosphere.pdf+electricity+atmosphere&hl=en&pid=bl&srcid=ADGEESjM4WCm_8IE8GQbv3-zi2XaCXYVJHd5FYJL7FvG2FIGLAYyZJ8zA2yw-6d3cHmK5tsTbEqgMtgI9BJZrCk-2X67jdXFvPPaTbqv6v7R1MbASNtsBvUTgFzHeQtOC3Zg7Yii_muK&sig=AHIEtbTwg2d54Q_ygW-V-uX_vWaHEkM0JA

http://www.colutron.com/download_files/chap2.pdf

[Kuna]

Любопитна подробност е, че този ток над океаните се променя през денонощието, като достига максимум в 17 часа гринуичко време.

Местоположението има ли значение?

[Doris]

Няма, когато в Лондон започне да се здрачава атмосферният ток над всички океани по Земята нараства с 15%. Тази едновременност се връзва с всеобщата проводяща сфера на височина 50 km.

[Joro-01]

Здравй Doris,

Обяснението за най големият ток е 17.00 ПМ по Гринуич, мисля се корени в по-голямата водна площ(=>следва повече изпарения=>по-висока проводимост на въздуха), която е експонирана на слънчева светлина по това време от денонощието. Може да има сезонни вариации, но токът по-това време ще е най-голям.

Площта я видях (приблизително) на Gogle Earth

Другият въпрос - по-важният, които ти задаваш - защо не се неутрализира заряда на земята?

А ти защо разглеждаш змята само като кондензатор? То е така - около 700 микрофарада е собственият капацитет на земята, но това е прекалено едностранчиво. Земята в известн смисъл е и електрогенератор (или колектор).

Част от енергията на слънцето се пеобразува в електрическа по-няколко начина:

-заредени частици от слънцето;

-UV лъчението което йонизира горните слоеве;

-преобразувана топлинна енергия от изпарението на водата. Едрите и дребните капчици (частици) имат размични потенциали;

-Преобразувана топлинна в механична и поле в електрическа (трибоелектрически ефекти от взаимодействието на ветровете с аерозолните частици)

-не се сещам, но има и други

По инересно - защо Земята е с (-) заряд? Мое мнение - не ангажирам никой.

Земята е един Огромен МХД генератор (ще създам отделна тема за него). Или заради взаимодействието на слънчевия вятър с магнитното поле на земята.

Редактирано Декември 15, 2010 от Joro-01

[Last roman]

По инересно - защо Земята е с (-) заряд? Мое мнение - не ангажирам никой.

Земята е един Огромен МХД генератор (ще създам отделна тема за него). Или заради взаимодействието на слънчевия вятър с магнитното поле на земята.

Тебе ще те дадеме на ето тази комисия:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F_%D0%BF%D0%BE_%D0%B1%D0%BE%D1%80%D1%8C%D0%B1%D0%B5_%D1%81_%D0%BB%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%B8_%D1%84%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%B9_%D0%BD%D0%B0%D1%83%D1%87%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B9

[Малоум 2]

Няма, когато в Лондон започне да се здрачава атмосферният ток над всички океани по Земята нараства с 15%. Тази едновременност се връзва с всеобщата проводяща сфера на височина 50 km.

Максимумът е във връзка с географското разположение на сушата спрямо водата и Гринуичкия меридиан. Файнман казва, че в 19 часа (по памет го казвам) по Гринуич става максимално, като варира около 15%. Два часа сигурно не са от голямо "принципно" значение, но обяснението е с географското разположение (а изравняването - бързото изравняване- е наистина заради голямата проводимост на горните слоеве).

В тоя час - максимум суша е нагрята, а и се преизлъчва от сушата, та разнообразието от прахоляци (нависоко) и директното лъчение от слънцето в горните слоеве, дисоциира атоми и групи от атоми и молекули, та там интензивно се образуват положителни и и отрицателни йони.

Над водните площи, голяма част от директното слънцегреене се поглъща от водната маса (а и от водните пари) и не може да се достигне до интензивен разпад в горните слоеве. Затова е по-слабо зареждането там, горе, в други часове на денонощието.

...

[Joro-01]

Последни Римлянино,

Изрично казах,че не ангажирам никого с гледната си точка. То дори може да е обяснено... Още повече че се пропуква моето предположение при определени условия.

За да избегна излишни обяснения само да покажа, че имах предвид това: https://docs.google....uthkey=CKb9kKMH

Електрическата поляризация остава същата и ако посоката на потока е обратна. Потокът може да е от плазма, частично йонизиран газ, газ носещ заредени аерозоли, електролит (течен) и дори... електрически ток в полупроводник (последното обаче се нарича ефект на Хол)... Възможно е и обратното действие - да превърнеш електрическа в механична енергия по този начин. Някой видове йонен двигател и някои безшумни подводници и бойни фрегати работят на този принцип.

С Малоум концептуално сме на сходни мнения, нещо друго се губи - може и на мен...

Редактирано Декември 16, 2010 от Б.Богданов
Технически грешки - разменени букви в някои от думите :-))

[luboznatelnia]

Последни Римлянино,

Изрично казах,че не ангажирам никого с гледната си точка. То дори може да е обяснено... Още повече че се пропуква моето предположение при определени условия.

За да избегна излишни обяснения само да покажа, че имах предвид това: https://docs.google....uthkey=CKb9kKMH

Електрическата поляризация остава същата и ако посоката на потока е обратна. Потокът може да е от плазма, частично йонизиран газ, газ носещ заредени аерозоли, електролит (течен) и дори... електрически ток в полупроводник (последното обаче се нарича ефект на Хол)... Възможен е и обратното действие - да превърнеш електрическа в механична енергия по този начин. Някой видове йонен двигател и някои безшумни подводници и бойни фрегати работят на този принцип.

С Малоум концептуално сме на сходни мнения, нещо друго се губи - може и на мен...

Здравей Жоро , идеята ти е интересна , дай някакви по подробно описание , на такъв двигател , схема , чертеж , принципно описание на действието . Йоният вятър от слънцето може да се използва като алтернативен енергоизточник ,

Здравей Жоро , идеята ти е интересна , дай някакви по подробно описание , на такъв двигател , схема , чертеж , принципно описание на действието . Йоният вятър от слънцето може да се използва като алтернативен енергоизточник ,

П.С опитът на Никола Тесла със балонът не използва ли именно такъв вид енергия ! Редактирано Декември 16, 2010 от Б.Богданов

[Doris]

Максимумът е във връзка с географското разположение на сушата спрямо водата и Гринуичкия меридиан. Файнман казва, че в 19 часа (по памет го казвам) по Гринуич става максимално, като варира около 15%. Два часа сигурно не са от голямо "принципно" значение, но обяснението е с географското разположение (а изравняването - бързото изравняване- е наистина заради голямата проводимост на горните слоеве).

В тоя час - максимум суша е нагрята, а и се преизлъчва от сушата, та разнообразието от прахоляци (нависоко) и директното лъчение от слънцето в горните слоеве, дисоциира атоми и групи от атоми и молекули, та там интензивно се образуват положителни и и отрицателни йони.

Над водните площи, голяма част от директното слънцегреене се поглъща от водната маса (а и от водните пари) и не може да се достигне до интензивен разпад в горните слоеве. Затова е по-слабо зареждането там, горе, в други часове на денонощието.

...

Да, тука имам грешка-в 19 часа е максимумът, то се вижда и от графиката.

По това време е обяд над централните части на Азия, тоест огрява се най-много суша.

За механизъма на поддържането на потенциал между земната повърхност и атмосферата в източниците, които цитирах има 2 теории: едната го обяснява с гръмотевичните бури, другата с електрохимични процеси.

[Joro-01]

Е, Ок гръмотевичните бури..

----------------------------------

...Аз за това говоря, но те са следствие от горните няколко неща дето писах, т.е. това е трансформирана енергия от слънцето. Това е и отговор на въпроса ти. За да се поддържа напрепжението (потенциал) при утечка, значи имаме източник..

Електрохимични... Не се сещам в момента какво точно имаш (се има) предвид, звучи ми непознато, ще взема да прочета нещата, които предлагаш.

Luboznatelnia,

Първо здравей и на теб..

Нещата за които гооворим, не са много разпространени, но това не значи че са неизвестни на науката (или известни само на Тсла) и ги има.

Просто за да имат някаква ефективност се налага ползването на свръхпроводящи магнити (демек и криогенни температури), или високи напрежения, или генератори на микро вълни... Общо взето скъпи неща.

Напиши в Google MHD Propulsion и почни ако искаш с резултатите в Youtube

Виж и Гугъл картинки

Редактирано Декември 16, 2010 от Joro-01

[Малоум 2]

...По това време е обяд над централните части на Азия, тоест огрява се най-много суша.

За механизъма на поддържането на потенциал между земната повърхност и атмосферата в източниците, които цитирах има 2 теории: едната го обяснява с гръмотевичните бури, другата с електрохимични процеси.

Спрямо морското равнище, горе в проводящия слой е приблизително "среден" вакуум ("висок вакуум" се използва като термин - колкото по-високо от земята толкова по-разредена е атмосферата - има стойности, които определят наименования на нисък, среден и висок вакуум - въведени основно за разграничаване на техническите средства, с които се постига - вакуум помпите). Вакуумът е от съществено значение за голямата скорост на частиците (дори и неутралните придобиват скорости около 200м/сек) и големия свободен пробег, та лесно и бързо да се йонизират при благоприятно "сечение на реакцията" при среща на две и повече неутрални.

Гръмотевичните бури когато са земни мълнии - зареждат земята с отрицателни частици. Възстановяването за "нова" мълния е за около 5 мин, т.е има достатъчна проводимост по хоризонтал, та да се зарежда. Остатъчните положителни заряди в горната част на облак не са толкова "бързи" защото са тежки в сравнение с електроните и ... издърпват по хоризонтал електрони - те са по-нависоко от облака - това още забавя положителните йони и пак само отрицателни са на ниското в облака и така - мълния след мълния...

Когато са между облаците - механизмът е същия, но в рамките на два-три участъка от облаците при изравняване по височина на разположение на зарядите.

....

[Doris]

Вакуумът е от съществено значение за голямата скорост на частиците (дори и неутралните придобиват скорости около 200м/сек)

Абсолютната скорост на молекулите зависи от тяхната температура, а не от концентрацията им. Във вакуум обаче за йоните почти няма удари с други йони и молекули, което е един вид проводимост, при прилагане на поле се получава по-голяма насочена скорост.

Остатъчните положителни заряди в горната част на облак не са толкова "бързи" защото са тежки в сравнение с електроните и ... издърпват по хоризонтал електрони - те са по-нависоко от облака - това още забавя положителните йони и пак само отрицателни са на ниското в облака и така - мълния след мълния...

Това обяснение на разпределението на зарядите в облака не ми стана много ясно, какво забавя положителните йони и ги кара да остават в горната част на облака?

За разпределението на зарядите в облака Файнман дава две теории

- теория за раздробяването на капките

- теория на Уилсън

и двете не са достатъчно удовлетворителни.

[Joro-01]

Даа, интереесно...

Прегледах ги, общо взето коредспондират с най-горното ми мнение, без последнаите 4 изречения от него.

Според "раздробяващата" теория - големите капки (нали се разпадат на различна големина) падат по-бавно и така се постига разделяне на зарядите. Тоест - по трибоелектричен ефект капката е + (а въздухът на контакта с капк. повърхноост е -), от което следва, че по-голямата капка, носи по-голям + заряд.

Според т. на Уилсън - преминавайки през електрическо поле в капката ще се индуцира (елекрическа индукция) диполен момент. Долната повърхност на капката е (+), горната (-). Положителните йони ще бъдат отблъснати (та чак изблъскани) от долната повърност на капката и няма да могат да се привлекат от горната. Обратно (-) йоните ще се уловят и капката при достигане на земята ще е с - заряд.

[Joro-01]

Та това са в общи линиии.

Интерсен е и вторият приложен материал, който засега ще оставя без коментар...

Какво предложих аз, със стряскащата фраза "Огромен МХД генератор"? Лоренцови сили да коментираме ли? Ако някой иска, тогава.

Засега само ще кажа, че "моделът" ще проработи, който иска да го провери.

Прилагам картинки за да избегна обяснения. Ако има въпроси, тогава ще казвам кое какво е.

Според мен това е основния източник, който подхранва потенциалната разлика, при споменатите утечки.

Редактирано Декември 21, 2010 от Joro-01

[luboznatelnia]

Дай схема на този МХД-генератор , всъщност не разбрах , каква енергия ще ползва той , за да я преубразува във електрическа?

[Joro-01]

liboznatelnia,

Заповаядай.

http://www.elec-intro.com/mhd-generator

Топлинна и механична от изгарянето на гориво примерно.

Редактирано Декември 21, 2010 от Joro-01

[luboznatelnia]

Принципа на топлинният , го разбрах, но не ми е ясен механичния , този кораб на последната картинка , как действа?

[Joro-01]

Ще наспамим темата и ще ни се карат На обратня принцип - вкарваш ток (от батерийките), получаваш движение на водата през MHD-то => реактивна тяга. Най-вероятно за целта водата ще трябва да се "подсоли". Мисли за MHD като за обратим електродвигател. MHD генератор <=> MHD пропулсор (тласкател)

Редактирано Декември 21, 2010 от Joro-01

[luboznatelnia]

Жоро , защо не отвориш специална тема по тези двигатели , за да си говорим спокойно. На мене ми е безкрайно интересно! този двигател със плазмата дето се прекарва между полюсите на магнит го знам , но ме интересува механичният тип , обясни ми го по подробно , може ли да се направи някакъв тип генератор с подръчни средства? това МНD- какво означава , Обратимият електродвигател , какво представлява , искаш да кажеш че това е генератор- двигател , като му подадеш ток , се завърта а като го завъртиш произвежда ток .

[Б.Богданов]

Отворете си тема и аз ще преместя касаещите я мнения.

Б.Б.

[Doris]

Според мен това е основния източник, който подхранва потенциалната разлика, при споменатите утечки.

Слънчевият вятър? Не е много ясно как ще стане.

[Joro-01]

Всъщност от тук нататък става по-лесно. Или поне аз така го виждам...

Какво става когато частиците на слънчевия вятър (ядря и електрони) попаднат в капана на магнитосферата? Насочват се към полюсите. Отново същите тези лоренцови сили дето са в споменатото устройство. Защо към полюсите, след като е известно че електрически заряд нито се привлича нито се отблъсква от магнитен полюс, си взаимодейтват по друг начин? Елементарно - заредените частиси се завинрят около магнитните силови линиил, които пък са най-плътни (гъсти) над полюсите. OK? Струпването на толкова заряди в ограничен обем причинява тлеещ газов разряд над полюсите. Явлението се нарича полярно сияние (Auroa), borialis и australis - съотв. северно и южно. До тук Ок ли сме?

Че не съм свършил...

[Joro-01]

Дали пък да не попретупам поледната част? Айде няма засега пък след въпроси ще давам подровности

Значи стигнанме до там, че имаме дрейф към полюсите. Или по-скоро движение по спирала. Е, имаме потокът плазма, който се движи почти (или съвсем) перпендикулярно на магнитните линии. Е, връщаме се в последните 4 изречения от първият ми пост тук.

От тук нататък вече за магнитохидродинамичния ефект тряба да говоря.

[Doris]

Всъщност от тук нататък става по-лесно. Или поне аз така го виждам...

Какво става когато частиците на слънчевия вятър (ядря и електрони) попаднат в капана на магнитосферата? Насочват се към полюсите. Отново същите тези лоренцови сили дето са в споменатото устройство. Защо към полюсите, след като е известно че електрически заряд нито се привлича нито се отблъсква от магнитен полюс, си взаимодейтват по друг начин? Елементарно - заредените частиси се завинрят около магнитните силови линиил, които пък са най-плътни (гъсти) над полюсите. OK? Струпването на толкова заряди в ограничен обем причинява тлеещ газов разряд над полюсите. Явлението се нарича полярно сияние (Auroa), borialis и australis - съотв. северно и южно. До тук Ок ли сме?

Че не съм свършил...

Не мисля, че магнитното поле на Земята е капан за заредените частици, идващи от Слънцето, по скоро ги отблъсква и служи като щит. Защо сиянията се появяват около полюсите? Около цялата Земя магнитосферата обхваща височини над атмосферата, само при полюсите е по-ниско и слънчевият вятър може да достигне горните слоеве на атмосферата и да предизвика светене на атмосферните газове. Именно в това светене се преобразува енергията на заредените частици, идващи от Слънцето. Освен това, слънчевият вятър съдържа и + и - заредени частици. Как ще предизвика електрическо поле?

[Joro-01]

Не мисля, че магнитното поле на Земята е капан за заредените частици, идващи от Слънцето, по скоро ги отблъсква и служи като щит. Защо сиянията се появяват около полюсите? Около цялата Земя магнитосферата обхваща височини над атмосферата, само при полюсите е по-ниско и слънчевият вятър може да достигне горните слоеве на атмосферата и да предизвика светене на атмосферните газове. Именно в това светене се преобразува енергията на заредените частици, идващи от Слънцето. Освен това, слънчевият вятър съдържа и + и - заредени частици. Как ще предизвика електрическо поле?

Охо, дискусията почва да става имтересна...

Нито ги привлича, нито ги отблъсква. Една част заобикалят планетата, едан част се хващат в '"капан" от магнитните лини (и се изтикват към полюсите). /Да, и една малка чат достигат и до нас/. Завихрят се, там където линиите са най "нагъсто" (думата "нагъсто" не отговаря съвсем на истината). Нали вече казах, че електрически заряд не взаимодейства така с магн. поле. В хомогенно магнитно поле ел. зарад се отклонява на страни. |Ако ел .частици се движат по права с направление Z, при преминаване през магн поле с направление Y, възниква сила, която ги im dejstwa по X. (+)се отклоняват в едната посока, (-) в другата. Виж някоя физика ако искаш.| => Различниоте заряди имат различни посоки на завихране (или дрейф), завивси. И там отдават кинетичната си енергия (блъскайки се), като йонизират съставните газове на атмосферата. Това (но не само) определя и различните цветове на светене. Да в това светене се преобразува кинетичната енергия на частиците.

Да частиците са + и -. От по-горното предполагам, че полето може да ги раздели. Какво главно са частиците? Ядра и електрони. Като си отдадат кинетичната енергия и се забавят достатъчно те не същесвъват дълго свободни а се групират в атоми. Единствен протон ще си "хване" електрон и ще се получи най- лекия и разпространен изотоп на водорода - Протий.

Алфа частица (група от 2 протона и два неутрона) ще се превърне в атом хелий.

Отново на въпроса. Кое се преобразува в електрическо поле?

Макар и да изглежда странно това насочено движение на частиците е електрически ток. Това е аблслютно същото движение (независимо какво го поражда)което ще се получи в газоразрядна лампа ако я свържеш с постоянен ток.

Когато токовите носители са Йони, се пренася и вещество.

По-сложният момент тук е когато докато дрейфат към полюсите, различните заряди ще се отклонят нагоре и надолу. Тоест перпендикулярно (Тоест вече във верт. напр.) на този ток (по-скоро поток) ще възникне електрически градиент (потенциална разлика). Тук си спестих обяснения. Магнитните бури също допринасят, може би дори в по-голяма степен.

Редактирано Декември 23, 2010 от Joro-01