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.