Бесплатная техническая библиотека

Молниезащита. Общие положения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Молниезащита

 Комментарии к статье

Как известно, грома без молнии не бывает, а молния - самый что ни на есть обычный самостоятельный искровой электрический разряд, возникающий при повышении напряжения между электродами в газовой среде, имеющий очень большую мощность. Поэтому разговор об электричестве вообще без упоминания о грозе будет неполным.

Одиночные грозовые тучи могут нести заряды различных знаков, поэтому при сближении разноименно заряженных туч между ними возникает электрический разряд - молния. Некоторые тучи могут нести одновременно положительные и отрицательные заряды. Положительные заряды обычно концентрируются в нижней части тучи, где сосредотачиваются более крупные капли влаги.

Такие тучи в результате электростатической индукции наводят потенциалы на поверхность земли и на наземные предметы. В результате туча и поверхность земли образуют как бы две обкладки гигантского конденсатора с диэлектриком - воздушными массами между ними. По мере того как напряженность электрического поля заряженной тучи достигает критической величины, по направлению к земле начинает расти слабо светящийся канал (движение электронов), получивший название лидера. После прохождения лидером части воздушного пространства наступает пауза, в течение которой увеличивается накопление электрических зарядов, и только после этого продвижение лидера к земле возобновляется, затем опять пауза и т. д. Как только лидер достигает поверхности земли или возвышающихся над землей предметов, возникает электрический разряд.

Причем разряд от человека не зависящий и человеком не управляемый, это не искусственный молниевый разряд, созданный в лабораторных условиях для изучения этого природного явления, да и там от молнии можно ждать любых неожиданностей. Напряжение между облаками и землей может составлять 100 000 000 В, сила тока в момент грозового разряда достигает 500 000 А, время действия - 10-6 с - эти данные определены экспериментально.

Ничего сверхсекретного в молнии нет. Однако знания, полученные в процессе исследований этого явления, ничуть не уменьшили опасность грозового разряда для человеческой жизни, зато помогли научить человека защищаться от него. Первое устройство, защищающее строения от удара молнии, - громоотвод был сконструирован еще в середине XVIII века профессором Петербургского университета Георгом Рихманом. При испытании этого устройства сам конструктор погиб, однако принципы, заложенные им в конструкцию громоотвода, не только не забыты, но и служат людям многие годы, ежегодно спасая от гибели не одну тысячу людей. Все гениальное просто: ученый заземлил молнию, показав ей наиболее короткий и самый легкий путь в землю - по металлическому стержню.

Подавляющее большинство молний (около 95 %) имеют отрицательную полярность. Во время грозы у поверхности земли возникает сильное электрическое поле, напряженность которого особенно велика на концах остроконечных объектов. Во время грозы на таких шпилях возникает видимое свечение.

Разряды молнии положительной полярности отмечаются редко. Они характеризуются очень большой силой тока - до 200 000 А. Длина пути линейной молнии может достигать нескольких километров.

Кроме линейной, в природе возникает шаровая молния, представляющая собой огненный шар диаметром 10-30 см, медленно перемещающийся в воздухе (со скоростью около 2 м/с) по направлению ветра. Движение молнии сопровождается свистящим или шипящим звуком. Шаровая молния может существовать от нескольких секунд до 4 минут. Обычно исчезает шаровая молния бесшумно, но иногда может произойти и взрыв. Шаровая молния проникает в помещение через открытые окна, форточки, двери, дымоходы печей и даже через щели. При соприкосновении с человеком она вызывает сильные ожоги, часто ведущие к смерти. При взрыве шаровой молнии выделяется большое количество тепла, что часто приводит к пожарам.

Молниеотводы, применяемые для защиты зданий и сооружений от прямых ударов линейной молнии, против шаровой молнии неэффективны. Для предотвращения проникновения шаровой молнии в помещения во время грозы следует хорошо закрывать окна, двери, дымоходы, а вентиляционные отверстия должны быть снабжены металлической сеткой с ячейками 3-4 см2. Такую сетку делают из медной или стальной круглой проволоки диаметром 2-2,5 мм и надежно заземляют. Молния чаще всего ударяет в места выхода на поверхность грунтовых вод, стыка пород земли разной удельной электрической проводимости, выхлопа газов и выхода дыма из труб (из-за повышенной ионизации воздуха), а также в наиболее возвышающиеся над землей части зданий и сооружений.

Ударяет молния и в места с большим удельным электрическим сопротивлением, например, в землю, где проложены металлические трубопроводы или кабели, где имеются включения грунта, хорошо проводящего электрический ток (например, глины). Молниезащита от прямых ударов молнии - комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений от возможных взрывов, загораний и разрушений, возникающих при воздействии молнии.

Устройство, воспринимающее прямой удар молнии и отводящее ток молнии к земле, получило название молниеотвода. Молниеотвод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом металлическое устройство. Он состоит из молниеприемника, несущей конструкции, токоотвода и заземлителей.

Автор: Коршевр Н.Г.

Смотрите другие статьи раздела Молниезащита.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Случайная новость из Архива Эффективная защита от коррозии 21.06.2025 Коррозия - один из главных врагов железа и его сплавов, ежегодно причиняющий ущерб на миллиарды долларов в инфраструктуре, транспорте и промышленности. Существующие антикоррозионные решения, такие как цинковое покрытие, со временем теряют эффективность: они отслаиваются, повреждаются или дают микротрещины, открывая путь влаге и соли. На этом фоне ученые активно ищут способы сделать защиту от коррозии более стойкой, долговечной и экономичной. Группа исследователей из Института химии Еврейского университета в Иерусалиме предложила новый подход к решению этой задачи. В отличие от традиционных защитных покрытий, которые опираются лишь на физическую адгезию к металлу, их метод включает создание прочной химической связи на молекулярном уровне. Основа разработки - двухслойная структура, где первым наносится слой N-гетероциклических карбенов, а вторым - полимер высокой прочности. Карбены играют роль своеобразного "молекулярного суперклея", надежно соединяя металл и полимер в единую систему. Благодаря своей химической устойчивости и способности формировать прочные ковалентные связи с металлической поверхностью, эти соединения обеспечивают сцепление, недоступное большинству традиционных методов. Поверхностный полимерный слой, в свою очередь, защищает металл от воздействия агрессивной среды. Для проверки эффективности своего метода ученые провели серию тестов, погружая образцы стали с новым покрытием в соленую воду, имитирующую условия, схожие с воздействием дорожных реагентов зимой. Результаты оказались впечатляющими: новая технология показала эффективность защиты на уровне 99,6%, заметно превзойдя традиционную оцинковку, эффективность которой составляет около 95%. По словам ведущего автора исследования, эта разработка может стать важным шагом в борьбе с коррозией в ключевых отраслях промышленности. Высокая устойчивость покрытия к воздействию внешней среды обещает сократить затраты на обслуживание и повысить срок службы конструкций, что особенно важно для автопрома, мостостроения и морского транспорта. Хотя стоимость внедрения новой технологии пока не раскрыта, авторы уверены, что при масштабировании производства ее применение окажется оправданным и рентабельным. Ожидается, что такой подход может заменить или дополнить существующие методы антикоррозионной защиты, повысив общую надежность стальных конструкций.

Другие интересные новости:

▪ 5G модем Snapdragon X75

▪ Робот-пылесос BotVac от Neato Robotics

▪ Кофе замедленного действия

▪ Часы на ремнях вместо шестеренок

▪ DAP-04 - 4-x канальный преобразователь DALI в ШИМ

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Альтернативные источники энергии. Подборка статей

▪ статья Станислав Ежи Лец. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какой фрукт раньше называли китайским крыжовником? Подробный ответ

▪ статья Заточник. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Arduino. Подключение простейших датчиков. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Портативная радиостанция на 28 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026