Modern bilim, Dünya'nın atmosferi ve içinde meydana gelen çeşitli süreçler hakkında nispeten büyük bir bilgi stoğuna sahiptir. Tüm bunların bilim adamlarının tercih ettiği laboratuvarlarda iyi araştırılması ve titizlikle modellenmesi gerektiği anlaşılıyor. Bununla birlikte, şimdiye kadar, atmosferik elektrik gibi bir fenomenin açık ve net bir resmi olmadığı ortaya çıktı. Aksine, her birinin artıları ve eksileri olan birkaç model var.
Biraz tarih
Çalışmanın kökeninde duran ve aslında bu olgunun varlığını bilimsel olarak doğrulayan kişi, Amerika Birleşik Devletleri'nin oluşumunun dünyaca ünlü ideologu Benjamin Franklin'dir. Gerçekten de, fiziksel bir fenomen olarak atmosferik elektrik, varsayımsal hesaplamalar aşamasında ondan önceydi. Amerika'nın Kurucu Babalarından biri, varlığını havada ilk gösteren oldu ve sebeplerini de açıkladı.yıldırım oluşumu. Bu hikayeyle ilgili en ilginç şey, Franklin'in bunu kanıtlamak için üzerinde özel sivri uçlu bir tel bulunan bir uçurtma kullanmasıdır.
Elektriği bu şekilde toplayarak, en basit topraklama devresinde anahtarı açarak bir kıvılcım deşarjı aldı. Bununla birlikte, atmosferde yüklü parçacıkların varlığını kanıtlamanın basit bir yolu, burada ele alınan doğal fenomenin keşfinde bilim adamının yanı sıra bu büyük politikacının esasını hiçbir şekilde az altmaz. Daha sonra, dünyanın dört bir yanındaki fizikçiler, bu tür kendi deneyleriyle sonuçlarını doğrulamaya başladılar.
Atmosferik elektrik nedir?
Bu, Dünya'yı çevreleyen havada yüklü parçacıkların varlığından kaynaklanan çeşitli süreçlerin bir kombinasyonudur. Bilim adamları, atmosferin elektrik alanı, yoğunluğu, bununla bağlantılı olarak var olan akımlar, uzay yükleri ve diğer birçok nokta gibi fenomenleri araştırır. Örneğin, meteorolojik, çevresel faktörler, insan antropolojik faaliyetinin çeşitli dalları üzerindeki etkisi: havacılık, sanayi, tarım, vb.
Uygun fiziksel benzetme
Gezegenimiz çok kaba bir yaklaşımla devasa bir küresel kapasitördür. Bu, elektrik enerjisini depolayabilen en basit cihazdır. İyonosfer ve dünya yüzeyinin kendisi dev bir kapasitörün plakaları olarak düşünülebilir. Bu durumda hava, normal koşullar altında sahip olduğu bir yalıtkan görevi görür.çok düşük elektrik iletkenliği. İyonosfer pozitif yüklüyken, Dünya'nın yüzeyi negatif yüklüdür.
Geleneksel bir kapasitörün plakaları arasında olduğu gibi, burada tamamen benzersiz özelliklere sahip bir elektrik alanı oluşur. Örneğin, yoğunluğu dünya yüzeyinin yakınında maksimumdur ve artan yükseklikle katlanarak azalır. Bu arada, zaten deniz seviyesinden 10 kilometre yükseklikte, değeri 30 kat daha düşük. Bu alan temel olarak "atmosferik elektrik" genel adı altında birleşen tüm fenomen çeşitlerini oluşturur.
Bu, modern bilim dünyasında en yaygın modellerden biridir. Buna Wilson teorisi denir. Sovyet bilim adamı Frenkel tarafından, iyonosferin elektrik alanı yaratmada önemli bir rol oynamadığına göre öne sürülen bir hipotez de var. Esas olarak dünya yüzeyinin ve bulutların etkileşimi ve bunların kutuplaşması nedeniyle oluştuğuna inanıyordu.
Doğal Jeneratör
Ancak, yalnızca iyi bir benzetme değil, aynı zamanda pratik olarak serbest enerji kaynakları oluşturmak için teorik olanaklar sağlayan kapasitör modeline dönersek, atmosferik elektrik kendini sadece birkaç temel süreçte gösterir. En önemlisini düşünün.
Birincisi, bunlar sözde kaçak akımlardır. Geleneksel bir kapasitöre gelince, bunlar, yükü depolamadaki etkinliğini az altan parazit fenomenlerdir. Atmosfer söz konusu olduğunda, bunlar örneğin atmosferde oluşan konvektif akımlardır.kasırga ve fırtına alanları. Güçleri on binlerce ampere ulaşır ve buna rağmen, dünya yüzeyi ile iyonosfer arasındaki potansiyel fark, elbette alan gücünü koruyarak önemli bir değişiklik yaşamaz. Kondansatör içeren bir elektrik devresinde bu ancak ek bir jeneratör ile mümkündür.
Mantığı takip ederek, Dünya'nın atmosferi durumunda benzer bir şeyin varlığını varsaymaya değer. Gerçekten de böyle bir enerji kaynağı var. Bu, onunla birlikte bir güneş radyasyonu akışında dönen güçlü bir jeneratör yaratan gezegenimizin manyetik alanıdır. Bu arada, sadece atmosferik elektriği kullanarak enerjisini kullanma fikri var. Serbest enerji, insan faaliyetinin tüm alanlarında bilimsel düşüncenin gelişimi için inanılmaz derecede güçlü bir uyarıcıdır. Bu eğilim, atmosferik olayların fiziğini atlamadı. Ama daha sonra.
Fırtınalar
Atmosferdeki bir sonraki ilginç ve önemli süreç, fırtınalara eşlik eden kıvılcım gazı deşarjlarıdır. Konvektif akımlar gibi, bu, Dünya yüzeyi ile iyonosfer arasında oluşturulan elektrik alanının kapasitör modeli açısından parazitik bir olgudur. Ve bu, ne yazık ki, deşarj olaylarının atmosferdeki olumsuz etkisi ile sınırlı olmaktan uzaktır. Burada, bu zorlu fenomene eşlik eden şok ve termal aşırı yüklenmelerin yıkıcı etkisi de dahil olmak üzere, antropojenik aktivitenin karasal nesneleri için yıldırım tehlikesine dikkat edilmelidir.
Fermuarlar
Yıldırımın elektriksel doğasının kanıtı, çok zarif bir şekilde kanıtlanmışFranklin, mantıklı bir soru oluşturuyor. Büyük olasılıkla, kurucu babanın çağdaşlarını bile endişelendirdi. Peki, atmosferik elektrik yüksek mi yoksa düşük voltaj mı?
Daha önce bahsedilen kapasitör modeline göre, gezegen ölçeğindeki plakalar arasındaki potansiyel fark bir elektrik alanı oluşturmalıdır. Gerçekten de, bir yandan Dünya'nın negatif yüklü yüzeyi ve pozitif yüklü iyonosfer, yüksek yoğunluklu bir alan oluşturur. Bulutlardaki elektriksel olaylar, atmosferin hemen alt kısmında devasa uzay yükleri yaratır. Bu nedenle, dünya yüzeyindeki alan kuvveti, örneğin 10 km yükseklikte olduğundan çok daha fazladır.
Açıkçası, bu yoğunluktaki bir elektrik alanı, deneyimsiz bir gözlemcinin orta enlemlerde sıradan bir gök gürültülü fırtına sırasında görebileceği güçlü deşarj akımları üretir. Bu nedenle deşarj kanalındaki voltaj yüksektir.
Aziz Elmo'nun Işıkları
Kıvılcıma ek olarak, atmosferde tarihi gelenek nedeniyle St. Elmo yangınları olarak adlandırılan bir korona deşarjı var. Gemi direkleri, kuleler vb. gibi yüksek nesnelerin uçlarındaki fırçalar veya ışık huzmeleri gibi görünür. Üstelik bu fenomen sadece karanlıkta gözlemlenebilir. St. Elmo'nun ışıklarının ortaya çıkmasının nedeni, örneğin bir fırtına, fırtına, kar fırtınası vb. yaklaşırken veya sırasında ortamın elektrik alan gücündeki bir artıştır.
Böyle bir deşarj olabilireve gitmek oldukça kolay. Gerçekten de, kendin yap atmosferik elektrik çok basit bir meseledir. Örneğin, sentetik bir süveter çıkarabilir ve ona bir iğne getirmeye başlayabilirsiniz. Belli bir mesafeden, ucunda tamamen karanlıkta açıkça görülebilen bir deşarj belirecektir.
Ateş Topu
Bir başka fırtına tezahürü, genellikle küresel bir şekle sahip olan bir gaz deşarjıdır. Eşsiz ve çok nadir bir doğa olayı olan yıldırım topu hakkında konuşuyoruz. Bilim adamları, bu fenomenin varlığı için yeterli bir teorik gerekçe üzerinde hala anlaşamıyorlar. Ve 2012 yılına kadar, yıldırım topunun gerçekliğine dair hiçbir belgesel kanıt yoktu. Her ne olursa olsun, bu, bilim adamlarının hala mücadele ettiği Dünya atmosferinin bir başka gizemidir.
Çevresel faktör
Yıldırımın çeşitli insan faaliyetleri üzerindeki etkisi hakkında yukarıda zaten söylenmişti. Atmosferik elektrik çevresel bir faktör olarak çok önemli ve ayrıca tartışılması gereken bir noktadır. Dünya gezegeni tarafından kendisine sağlanan çeşitli kaynakların insan gelişimi açısından, hava ortamı ona bir tür olarak varlığını sürdürme fırsatı verir.
Atmosferde bir elektrik alanının varlığı, insan faaliyetleri için pek çok hoş olmayan sonuçlara yol açar. Bazıları oldukça zararsızdır, ancak birçok tezahür, en iyi mühendislik zihinlerini, zorlu güçleri yatıştırmak için etkili yollar bulmaya zorlar.doğa.
Can güvenliği
Atmosferik elektrik ve ondan korunma ekoloji bağlamında tartışılması gereken en önemli konudur. Doğal olarak en tehlikelisi, yıldırım gibi en güçlü kıvılcım deşarjlarıdır. Ve bu sadece karasal çeşitleri için geçerli değildir. Bulut içi yıldırım, sivil ve askeri havacılık için belirli bir tehdit oluşturuyor. Öyle ya da böyle, tüm deşarj atmosferik olayları, yakın gözleme ve olası hasarın önlenmesine tabidir. Bu, aynı havacılık, gemi inşaatı veya binaların, elektrik santrallerinin vb. yıldırımdan korunmasında özel mühendislik hizmetleri tarafından yapılır.
Serbest enerji
Son olarak, atmosferik elektriğin sağlayabileceği pratik olarak ücretsiz enerji konusuna dönelim. Ünlü şimşek ustası Tesla, bu doğa olayını hayata geçirmek için büyük miktarda araştırma yaptı. Emekleri boşa gitmedi. Modern mühendisler, dünya yüzeyinin yakınında güçlü bir elektrik alanı olduğu gerçeğinden dolayı çeşitli enerji üretim yöntemlerinin patentini alırlar.
Çarpıcı bir örnek, alanın aynı varlığı nedeniyle üst ve alt uçları arasında potansiyel bir farkın ortaya çıktığı, dikey olarak monte edilmiş topraklanmış bir iletkene sahip bir devredir. Yarattığı bu enerji, iletkenin üst ucunda kontrollü bir korona deşarjı oluşturularak çıkarılabilir. Sonuç olarak, iletkende akım korunabilir, bu da bir tüketiciyi ona bağlamanın güvenli olduğu anlamına gelir.
Böylece, atmosferik elektrik, normal antropojenik aktiviteye yönelik mevcut tehditlere rağmen, aynı zamanda tüm insanlığa pratikte bedava enerji sağlamak için büyük umutlar doğuruyor.
