絕緣避雷可行性研究(編輯修改稿)
2025-07-15 20:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 荷，從電勢形成概念而言，有電磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、摩擦起電及射線等諸方面原因，現(xiàn)代科學(xué)可以做到測量人腦電流的運(yùn)動來判斷腦的活動。自然界的自由電荷的成因，用能量守恒定律來規(guī)范，可以這樣說：凡有物質(zhì) 運(yùn)動的地方（包括宇宙射線），就會產(chǎn)生電子運(yùn)動并形成自由電荷，這是一種能轉(zhuǎn)換成另一種能的變換過程，所以自然界物質(zhì)的運(yùn)動是自然界產(chǎn)生自由電荷的根源。 所謂自然界，包括天空與大地這樣廣闊的空間，這個(gè)空間不存在電荷的中性，就大地而言，我們稱之為零電位，但大地本身因物質(zhì)的運(yùn)動其電位并非為零，它擁有大量的自由電荷，我們可以做一個(gè)簡單的小實(shí)驗(yàn)：用一副耳機(jī)，或者一只毫伏表，兩根同金屬性質(zhì)的金屬棒，在一定距離內(nèi)分別將金屬棒插入地下，棒與棒之間用耳機(jī)可以聽到地電荷的噪音，如果接上毫伏表發(fā)現(xiàn)有電壓指示，而這種指示不因放電時(shí)間 的加長而消失，單線傳輸?shù)碾娫捑€路，電話的耳機(jī)里的噪音也連續(xù)不斷，這些都說明大地自由電荷的存在。當(dāng)然用上述方法無法測量天空自由電荷，但是我們用長波和中波收音機(jī)收聽電臺時(shí)，噪音干擾也連續(xù)不斷，以此證明，天空中有不斷的放電現(xiàn)象，說明天空中存在豐富的自由電荷，同時(shí)又能形成一定強(qiáng)度的電場放電。 這里反復(fù)地論證自然界存在自由電荷，其目的是要解釋雷電產(chǎn)生的根源，因?yàn)榻炭茣系沫h(huán)路理論不能對雷電成因進(jìn)行解釋。 4 雷電場的產(chǎn)生 雷電的能量是巨大的，在人類活動中，任何單一的電站所發(fā)出的電能不可能產(chǎn)生一次雷電所釋放 的能量，那么這樣大的能量積聚是怎樣形成的呢？ 上面說過，由于物質(zhì)的運(yùn)動自然界產(chǎn)生巨大的自由電荷，當(dāng)然這些自由電荷是產(chǎn)生雷電的根源。從電子學(xué)中得知，要形成一個(gè)強(qiáng)大的電場，一定是其中一方是同性質(zhì)電荷的積累，但是在天空中空氣是絕緣的，同性質(zhì)的電荷又相斥，它們不可能積聚在一起，不可能形成能量的集中，天空中的物質(zhì)受氣流、宇宙射線的影響而產(chǎn)生自由電荷，且不斷增加，在大氣層的擠壓下向太空高層運(yùn)動，形成一個(gè)電離層，這個(gè)電離層是含單性電荷的電子層，其電場的能量是不可估量的。 當(dāng)大氣層中出現(xiàn)潮濕的空氣，在上升階段又遇冷空氣 結(jié)成水狀云塊時(shí)，由于云塊可看成是一個(gè)整體的導(dǎo)體，在電離層電場力的作用下，云層中的電子推向面向地的一端，雖然云塊正負(fù)電荷的絕對值相等，但實(shí)際上形成了一個(gè)靜電場，在晴天，云塊遠(yuǎn)距地面而且云塊與大地間潮濕空氣較稀，它們之間介質(zhì)絕緣程度較高，不易發(fā)生擊穿放電現(xiàn)象，但是在雨天，特別是熱雨季節(jié)，由于云層下降，空氣潮濕，在此條件下帶電云塊擊穿空氣向大地放電而形成雷電。 雷電不單純是空間對地放電，往往在空間也會形成雷電。這是因?yàn)閹щ娫茐K在空間的位置較高，當(dāng)?shù)孛娴某睗窨諝饧彼偕仙龝r(shí)，它與帶電云塊形成的電場在空間放電，形成高 空雷電。 上面說過，云塊受電離層電場力的作用產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，這些云塊向地放電以后，其本身產(chǎn)生電離即云塊的正負(fù)電量的絕對值不相等，形成帶電現(xiàn)象，帶電云塊隨著氣流運(yùn)動與另一云塊形成電場，當(dāng)它們逐漸接近時(shí)產(chǎn)生放電現(xiàn)象是形成空中雷的原因，當(dāng)我們觀察雷電在空間放電時(shí)，往往是一次接一次有連續(xù)不斷的感覺。 雷電過程 雷電過程也是靜電理論中闡明的電場中介質(zhì)擊穿過 程。上面說過雷電的成因，雷電是帶電云塊在運(yùn)動過程中放電的現(xiàn)象，其放電位置不是固定的，但有一定固定的條件。比如電場中介質(zhì)的厚度、絕緣系數(shù)、氣體溫度和地表導(dǎo)電系數(shù)都影響雷擊地點(diǎn)。我們常說的多雷區(qū)應(yīng)該說該地區(qū)具備上述諸因素中的幾種。但是有人認(rèn)為雷電是在本位置產(chǎn)生的，這是一種誤解。道理很簡單：因?yàn)樵诒镜貐^(qū)又有什么力量積聚這么大的能量呢？應(yīng)該是帶電云塊在運(yùn)動過程中放電形成雷電，當(dāng)然在帶電云塊的作用下，在什么地方放電與地面的前述條件有關(guān)，以地貌而言相對高度越高應(yīng)該說越易遭雷擊，這里指的是高建筑物、高山及地表凸出處，但也 不一定就在這些地方出現(xiàn)雷擊，因?yàn)樵陔妶鲋薪橘|(zhì)參數(shù)不單純是指厚度，還取 5 決于絕緣系數(shù)即環(huán)境的溫度和氣體的溫度。我們發(fā)現(xiàn)，往往雷擊點(diǎn)不在山頂而在平川，這是因?yàn)槟抢锏某睗窨諝夂蜌鉁厥闺妶鼋橘|(zhì)的絕緣低于高山而遭雷擊。另外，地表的導(dǎo)電也有影響，良好的導(dǎo)電地質(zhì)比難以導(dǎo)電的地質(zhì)所產(chǎn)生的雷電場就大得多，所以易導(dǎo)電的地質(zhì)易于引雷。 雷電場是一個(gè)巨大的靜電場，是人類不可建造的。巨大的電場面積和所積聚的巨大能量是不可估量而又不可測量的，人們往往在雷電以后，從被雷擊的物體破壞的程度估計(jì)它的大小。對于雷電流用數(shù)以億安計(jì)的詞來形容是 不過份的，雷電場在放電過程中與靜電場放電有相似的地方，但也有差別，人為形成的靜電場其儲能是極為有限的，所以它在放電過程中放電電流是從最大值逐步減弱，而雷電場就不同，由于儲能巨大，在放電時(shí)因通過空間的阻力開始階段不可能使電場減弱，而是在放電時(shí)空氣加
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