地球與空間科學(xué)學(xué)院孟醒2005.12

1、雷電探密地球與空間科學(xué)學(xué)院 孟 醒 2005.12積云地面雷電的形成空氣悶熱潮濕的時(shí)候，水蒸氣受熱上升，遇冷空氣凝結(jié)形成積云。大塊的云頂部帶正電，底部聚集負(fù)電，接近地面時(shí)，地面感應(yīng)出正電，這樣在云層和大地之間形成了一個(gè)電容器。電荷積累到一定數(shù)量時(shí)，強(qiáng)大的電場(chǎng)力使大氣擊穿,發(fā)生云層與大地間的放電，就是雷擊，一部分能量以光形式放出,就是閃電。雷電的危害 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球平均每年因雷電災(zāi)害造成的直接損失超過(guò)10億美元，死亡人數(shù)在3000人以上。 建筑物遭雷擊是比較普遍的一種災(zāi)害。二教預(yù)計(jì)年雷擊次數(shù)的計(jì)算與分析 建筑物預(yù)計(jì)年雷擊次數(shù)由以下公式計(jì)算 其中 雷擊大地年平均密度(次/ 年) 當(dāng)?shù)啬昶骄妆?/p>

2、日 校正系數(shù) 等效面積( ) (建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范)教二樓俯視簡(jiǎn)圖池塘樹(shù)木理論計(jì)算: 1.為方便計(jì)算取二教主樓長(zhǎng)、寬、高分別為70米、15 米、25米。 2.合肥年平均雷暴日數(shù)25.8天。 3.一般情況K取1。 這樣計(jì)算出二教的預(yù)計(jì)年雷擊次數(shù)為 次/年 進(jìn)行分析：周圍建筑群中二教較突出，容易尖端放電。近水造成土壤電阻率減小，易感應(yīng)出電荷。樓后樹(shù)木較高，不排除樹(shù)木引雷的危險(xiǎn)。避雷針 “引雷”而非“避雷” 利用尖端放電原理，避雷針尖端電導(dǎo)率比其它地方大許多，率先把空氣擊穿，使云層與地面電荷不斷中和，避免電荷累積和大規(guī)模放電。有關(guān)避雷絕緣大地 試想，如果大地絕緣，不能感應(yīng)出電荷，自然不會(huì)有雷電發(fā)生。

3、 一條思路- 建在電導(dǎo)率較大土壤上的建筑物，與建在電導(dǎo)率較小土壤上的建筑相比更易遭雷擊。 靜電屏蔽 導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中,其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零 高壓帶電檢修工人身著均壓服作業(yè) 樓房能否穿上“均壓服”？ 籠式避雷網(wǎng)樓房的保護(hù)傘 閃電能聲勢(shì)壯觀的雷電能產(chǎn)生多少能量呢？課本上的習(xí)題： 夏季雷雨時(shí)，通常一次閃電里兩點(diǎn)間的電勢(shì)差約 伏，通過(guò)電量為30庫(kù)侖，計(jì)算出每次閃電耗能 ，能將 水從零攝氏度加熱到一百 攝氏度。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)： 全球閃電產(chǎn)生率100次/秒，每年全球上空會(huì)發(fā)生 31億多次閃電。 由以上兩方面數(shù)據(jù)計(jì)算出閃電的總功率是 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)世界上任何發(fā)電廠的輸出功率！ 自然想到，如果將這些能量輸入電網(wǎng)供人類使用 ，

4、該是多大一筆財(cái)富啊。存在的困難： 閃電的發(fā)生是一個(gè)瞬時(shí)過(guò)程，在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生極大的脈沖電流。必須有設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)這巨大的電能。思考： 電容器是用來(lái)儲(chǔ)能的電路元件,可否使用它來(lái)存儲(chǔ)閃電能量呢？計(jì)算：假設(shè)一次閃電使平行板電容器帶上的電量 ，極板面積 ，其填充電介質(zhì)介電常數(shù) ，根據(jù)即可得極板間電場(chǎng)強(qiáng)度與介質(zhì)介電常數(shù)的關(guān)系： 簡(jiǎn)便起見(jiàn)取 由此得 對(duì)電介質(zhì)的要求是其介電強(qiáng)度和介電常數(shù)的乘積應(yīng)大于此值。困難： 一般電介質(zhì)介電強(qiáng)度的數(shù)量級(jí)是 ，介電常數(shù)在以內(nèi)，遠(yuǎn)不能滿足要求。解決： 1.尋找新材料 電介質(zhì)的介電強(qiáng)度和介電常數(shù)必須足夠大，才能 不被擊穿。 2.研制其它的儲(chǔ)能設(shè)備。結(jié)束語(yǔ) 我們習(xí)以為常的雷電現(xiàn)象，其中蘊(yùn)含如此多的知識(shí)，人們還在不斷地探索和發(fā)現(xiàn)。從遠(yuǎn)古時(shí)代對(duì)雷電的畏懼到現(xiàn)今的研究利用，我們看到了人類身后一排艱辛的腳印。謹(jǐn)此向所有為雷電學(xué)研究作出貢獻(xiàn)甚至獻(xiàn)出生命的科學(xué)家們致敬！ 感謝林宣濱老師! 感謝各位的觀看! 美文欣賞幸福語(yǔ)錄 遭遇苦難的時(shí)候，別急著為自己抱不平。有的禮物，常以遭難的面容現(xiàn)身。 威脅看似好用，但以力服人，都只是一是有效。 記憶有美化的功能，得不到的最美，失去時(shí)才知自己沒(méi)有好好珍惜的，更美。 距離創(chuàng)造美感，日日如膠似漆，只是美夢(mèng)中的甜蜜快樂(lè)短信 人心是杠桿，不要長(zhǎng)稱自己是得多，還是失多，要常稱自己是善多，還是惡多，是愛(ài)多，還是恨多，是索取多，還