浅谈雷电形成的原因
浅谈雷电形成的原因
摘要雷电时大自然中一种神秘、强大的能量。能量是守恒的,它只能转移而不能凭空产生和消失。这些能量是电磁感应造成的。
关键词电磁感应;尖端放电
科学家们对雷雨云的带电机制及电荷有规律分布,进行了大量的观测和试验,积累了许多资料,并提出各种各样的解释,有些论点至今还有争论。
1产生雷电的条件
雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷。放电过程中,由于闪道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。 带有电荷的雷云与地面的突起物接近时,它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。雷电是从雷电云中发出,雷电云密度比较大,黑云如翻墨。这些水汽并非纯水,是有自由电荷的,所以可以将整块云看作一块导体,虽然与金属导体相比,这块导体的自由电荷显得很稀疏,但电动势的大小与电荷量无关。
2电磁感应
电磁感应原理就是:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路就有电流产生。 这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流。
电磁感应原理引深:变化的磁场在周围空间产生电场,当导体处在此电场中时,导体中的自由电子在电场力作用下作定向移动而产生电流即感应电流。电磁感应的本质可以追塑到麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场在周围空间产生电场,当导体处在此电场中时,导体中的自由电子在电场力作用下作定向移动而产生电流即感应电流;如果不是闭合回路,则导体中自由电子的定向移动使断开处两端积累正、负电荷而产生电势差──感应电动势。
3雷电和磁场的关系
地球是被地磁场所笼罩着的。磁场有了,产生感应电动势还需要什么条件呢?我们知道感应电动势有两种:一种是穿过电路的磁通量变化而产生的电动势叫感生电动势;另一种是导体切割磁感线产生的电动势叫动生电动势。地磁场在某一点的磁感应强度不变的,而与该点附近的磁感应强度也几乎一样,云的形状也不会剧烈变化,所以不是感生电动势,而是动生电动势。雷电是动能和磁场能转化而来。那么雷电云是在切割磁感线吗?答案是肯定的。我们都有这个常识,雷雨来临时,往往有很大的风,而在高空中风更大。假设有一块雷电云是一个棱长L=500米的正方形,底面平行于地面。自西向东(地磁场的南北极和地理南北极相反,而且有偏