元宇宙非小号金色财经交流群社区官网
okx

闪电直径有多少?真的是五米吗?

浏览:1371

网友回答
  • 闪电
    回答时间:2017-10-29 00:53:09

  

先说声明:尽管我见过闪电的次数无以计数,但对闪电的具体参数,例如它的温度、直径、压强和形态,几乎是一片空白。

记得很早以前,当美国旅行者飞船抵达木星和天王星时,发现了闪电。据报道,木星的闪电规模参数:闪电的长度在60千米到120千米,闪电电弧直径为20厘米。文章中对比了地球上的闪电,其参数是:闪电长度是10到20千米,闪电电弧直径为数厘米。

这些参数给我留下很深的印象。

下图是度娘上的闪电图片:

为何闪电电弧看起来很粗?这只是假象而已。因为漆黑的夜空中充满水汽,电弧闪光突然照亮了周围空间,使得闪电电弧似乎很粗,再加上视觉暂留现象,给人产生了闪电电弧直径很粗的假象。

我曾经仔细看过闪电,我发现在每一道闪电电弧的中心,存在一道很细的高亮区。这道高亮区域的宽度应当就是闪电电弧的直径了。

我比较熟悉的是开关电器的电弧,我们不妨来做个对比。

1)开关电弧的温度:电弧弧柱区的温度一般在6000K以上,甚至可达20000K。

2)开关电弧的直径与弧温有关,与气体介质种类有关,与气压有关,与弧隙长度有关,与流经的电流大小更是直接相关。

对于铜电极,当弧长为2厘米、电流在2~20A时,开关电弧的直径经验公式是:

这里的dh是电弧直径,单位是厘米;Ih是电弧电流,单位是A。

我们不妨计算一下:

当铜电极之间出现在大气中横向运动的开关电弧时,若横向运动速度是20到50m/s,电流为50到1000A时,电弧直径经验公式是:

这里的n是系数,其值大约是0.6~0.7之间。

我们不妨再来计算一下:若设电流为1000A,n取值为0.65,代入上式,得到:

这种铜电极电弧与自然界的闪电电弧当然无法相比,有关的电弧直径计算公式也不一样,不能套用。

不管是哪种电弧,电弧一旦生成,它的表面会散热,并且直径越大,散热越强烈。因此,电弧的直径大小代表着电弧能量的高低,是电弧强度的代表参数;电弧具有热惯性,因此它对电流的变化具有一定的限流能力;电弧的发热和散热会达到一定的平衡。若参数改变,则电弧的电压、直径和温度等参数也会改变,然后维持在一个新的平衡条件下。

特别重要的是:电弧温度越高,它的电阻就越小。因此,电弧具有负阻特性,它的伏安特性曲线随着电流增加电压反而降低。

我手上有一本很好的书,书名是:《气象学与生活》,是美国的Frederick K.Lutgens著,陈星翻译。我手上的这本书是原书第12版。因为我正在写一本有关电气知识的科普书,出版社专门把此书寄给我供参考。

我们来看其中的摘录:

这些摘录出现在此书的第233页。

由我圈起来的部分可以看到,题主的问题基本上得到解答。原来,闪电电弧的直径不过20厘米。

我很欣赏这本书。若这本书让我来写,可能会出现大段落的公式,甚至还有各种推导。但这样一来,书的可读性就降低了。写书,真的是一件十分伤脑筋的活。

若知友们对气象感兴趣,我十分推荐大家来阅读此书。

另外,有时我们看到没有电弧的闪电,天际只是闪亮一下,也听不见雷声,这叫做辉光放电。辉光放电与弧光放电相比,前者没有明确的边界,后者的界限分明;前者没有放电声音,后者则霹雳震耳。

所以题主谈及的大气放电若是指辉光放电,则直径恐怕有数百米,甚至上千米了。

典型代表就是日光灯管,管内就是辉光放电,注意到放电是充满整个管内空间的。

=======

突然想到一个问题。

有次大家谈及避雷器的参数,一位同事说避雷器的绝缘性能良好,所以能避雷,这个讲法对吗?

须知,雷电云产生的雷电电压能将十几千米的空气击穿,区区避雷器,绝缘性能就能强过十几千米的空气?

不知知友们的看法如何?

看了评论区的评论,发现知友们对这个问题的回答各种各样。我来回答一下吧。

建筑物中划分了不同的避雷区,分别叫做LPZ0、LPZ1、LPZ2、……,等等,越往后级别越低。

我们来看看防雷区的定义是什么。在我写的书《低压成套开关设备的原理及其控制技术》中,第1.7节有如下内容:

建筑物遭受雷击是一种常见现象,雷击会给人身和电气设备带来极大的伤害和破坏,所以需要对雷击予以必要的防护。

根据被保护空间可能遭受雷击的严重程度及被保护系统(设备)所要求的电磁环境,将被保护空间划分为若干不同的防雷区域,即LPZ0A、LPZ0B、LPZ1、LPZ2、LPZ3、……

(1)L

  • CC0与商业IP:哪个更好?

    CC0与商业IP:哪个更好?

    发布时间:2022-08-09 20:16:28

    本文来自 NFTEvening,原文作者:AdeleOdaily 星球日报译者 | Moni不得不说,NFT 领域总会时不时迸发出一些令人耳目一新的火花,今年夏天,“cc0 NFT”这个词的出现频率比以往任何时候都要高。...

  • 在350000个地址购买640亿美元发现狗狗币稳定的价格下限

    在350000个地址购买640亿美元发现狗狗币稳定的价格下限

    发布时间:2022-11-05 13:47:23

    加密货币分析师表示,在网络上的大量地址以特定水平购买加密货币之后,已为受 meme 启发的加密货币 Dogecoin ($DOGE) 的价格找到了“稳定而坚硬的支撑底”。分析师 Ali Martinez 在微博平台 Tw...

  • 比特币虚拟货币资产被盗,会受法律保护吗?

    比特币虚拟货币资产被盗,会受法律保护吗?

    发布时间:2021-07-23 22:26:24

    一行编码挥发64亿RMB。这一难以置信的网络黑客实际操作产生在2018年4月,只是由于被网络黑客找到一个编码系统漏洞,与之有关的区块链技术商品的所有总市值一瞬间被所有转出,趋近于零。 2018年西安受害...

  • 苹果Apple和Meta的元宇宙「世纪之争」

    苹果Apple和Meta的元宇宙「世纪之争」

    发布时间:2023-01-28 21:25:10

    你可能已经看到了新闻,苹果将发布新消息VR-AR头盔为与Meta公司争夺元宇宙控制权的激烈斗争创造了条件。 然而,我们应该意识到,除了表面的商业竞争,Apple与Meta的竞争应该是一个更深远的层次——一个分散的互联网和...

  • 波场版稳定币本周日均转账额突破73亿美元

    波场版稳定币本周日均转账额突破73亿美元

    发布时间:2022-08-08 12:53:55

    据区块链浏览器TRONSCAN数据,过去一周(07.29-08.04),波场版稳定币(USDT USDJ TUSD USDC USDD)日均转账额为7,357,354,284美元,突破73亿美元!波场区块链提供了一个更低...

本站分享的区块链、Web3.0元宇宙、NFT、数字藏品最新消息等相关数藏知识快讯NFR资讯新闻,与金色财经非小号巴比特星球前线Btc中国官网无关,本站资讯观点不作为投资依据,市场有风险,投资需谨慎!不提供社区论坛BBS微博微信交流群等相关币圈信息发布!
声明:本站内容来源于网络,如有侵权请即时告知,我们将即时删除!