לעיתים קרובות אנו חושבים שחשמל הוא דבר שנוצר רק בתחנות כוח, ובכלל לא בתוך המוני סיבי ענני המים, אשר כל כך נדירים שאתה יכול להכניס את ידך לתוכם בקלות. עם זאת, יש עננים חשמל, כפי שהוא אפילו בגוף האדם.
אופי החשמל
כל הגופות מורכבות מאטומים - מעננים ועצים לגוף האדם. לכל אטום גרעין הנושא פרוטונים טעונים חיובי וניוטרונים ניטרליים. היוצא מן הכלל הוא אטום המימן הפשוט ביותר, שבגרעין בו אין נויטרון, אלא רק פרוטון אחד.
אלקטרונים טעונים שליליים מסתובבים סביב הגרעין. מטענים חיוביים ושליליים נמשכים זה בזה, ולכן האלקטרונים מסתובבים סביב גרעין האטום, כמו דבורים ליד עוגה מתוקה. המשיכה בין פרוטונים לאלקטרונים נובעת מכוחות אלקטרומגנטיים. לכן חשמל קיים בכל מקום שאנו מסתכלים עליו. כפי שאנו רואים, הוא מכיל גם אטומים.
עובדה מעניינת: טבע הברק טמון בחשמל הכלול בעננים.
בתנאים רגילים המטענים החיוביים והשליליים של כל אטום מאזנים זה את זה, כך שגופים המורכבים מאטומים בדרך כלל אינם נושאים מטען כולל - לא חיובי ולא שלילי.כתוצאה מכך מגע עם חפצים אחרים אינו גורם לפריקה חשמלית. אך לעיתים ניתן להפריע לאיזון המטענים החשמליים בגופים. אולי אתה חווה את זה כשאתה בבית ביום חורפי קר. הבית יבש וחם מאוד. אתה, מדשדש רגליים יחפות, מסתובב בארמון. לא ידוע לך, חלק מהאלקטרונים מהסוליות שלך עבר לאטומי השטיח.
עכשיו אתה נושא מטען חשמלי, מכיוון שמספר הפרוטונים והאלקטרונים באטומים שלך כבר לא מאוזן. נסה עכשיו לתפוס את ידית דלת המתכת. ניצוץ יחליק בינך לבינה, ואתה תרגיש בהלם חשמלי. הנה מה שקרה - גופך, חסר אלקטרונים בכדי להשיג שיווי משקל חשמלי, מבקש להחזיר את שיווי המשקל עקב כוחות המשיכה האלקטרומגנטית. וזה משוחזר. בין היד לבין ידית הדלת ישנה זרימת אלקטרונים המכוונת לכף היד. אם החדר היה חשוך, היית רואה ניצוצות. האור גלוי מכיוון שאלקטרונים פולטים קוונטה של אור כשהם קופצים. אם החדר שקט, תשמעו פיצוח קל.
חשמל מקיף אותנו בכל מקום ונמצא בכל הגופים. עננים במובן זה אינם יוצאים מהכלל. כנגד השמים הכחולים הם נראים לא מזיקים. אבל ממש כמו שאתה בחדר, הם יכולים לשאת מטען חשמלי. אם כן, היזהר! כאשר הענן משיב את האיזון החשמלי שבתוכו, מהבהבת זיקוקין שלם.
איך ברק מופיע?
הנה מה שקורה: בתוך רעמים חשוכים ענקיים מסתובבים כל הזמן זרמי אוויר עוצמתיים, הדוחפים חלקיקים שונים זה לזה - גרגרי מלח אוקיינוס, אבק וכדומה.באותו אופן שבו הסוליות שלך, כאשר משפשפות על שטיח, משוחררות מאלקטרונים, וחלקיקים בענן משתחררים מאלקטרונים בהתנגשות, שקופצים לחלקיקים אחרים. אז יש חלוקה מחדש של חיובים. בכמה חלקיקים שאיבדו את האלקטרונים שלהם יש מטען חיובי, על אחרים הנוטלים עודף אלקטרונים, עכשיו מטען שלילי.
מסיבות שאינן ברורות לחלוטין, חלקיקים כבדים יותר נטענים באופן שלילי, ואילו החלקים הקלים יותר טעונים באופן חיובי. לפיכך, החלק התחתון הכבד יותר של הענן טעון לרעה. החלק התחתון בעל הטען השלילי דוחף אלקטרונים לכדור הארץ, מכיוון שאותם מטענים דוחים. כך נוצר מתחת לענן חלק טעון חיובי משטח כדור הארץ. ואז, בדיוק לפי אותו עיקרון, שלפיו קופץ ניצוץ בינך לבין ידית הדלת, אותו ניצוץ קופץ בין הענן לקרקע, רק הברק הגדול והעוצמתי הזה הוא. אלקטרונים טסים בזיגזג ענק לכדור הארץ ומוצאים שם את הפרוטונים שלהם. במקום פיצוח בקושי נשמע, נשמעת חיפוי רעמים חזק.
אם אתה מסתכל על כל התהליך בהילוך איטי, זה מה שנראה. מבסיס הענן יוצא רצועה מאירה מעומעמת הנקראת מוליך. המנצח, שהוא גם "המנהיג", מתחיל להתקרב לכדור הארץ בתנועות מפותלות מהירות. ראשית, הוא גולש 50 מטר ימינה ואחר כך 50 מטר שמאלה. זה אותו זיגזג שאנחנו רואים בשמיים. דרכו של המנהיג אל כדור הארץ ממשיכה לשבריר שנייה, הכוח הנוכחי בברק מגיע ל -200 אמפר. בחיווט ביתי, הזרם אינו עולה על 6 אמפר. כאשר המנהיג נמצא במרחק של כ 20 מטר מהקרקע, ניצוץ קופץ ממנו לעבר המנהיג ומתחבר אליו. זיגזג מסנוור ממהר לענן, הכוח הנוכחי מגיע ל 10,000 אמפר.
עובדה מעניינת: ברק מכיל מספיק חשמל כדי להאיר את כל הבתים והעסקים בעיר כולה, אך רק לשבריר שנייה.
המנהיג הבא מחליק בשקט לאורך המסדרון המעוצב, שאליו עף שוב ניצוץ ענק. הטמפרטורה במהלך מכה בזק מגיעה ל 28,000 מעלות צלזיוס. זרימות חשמל עפות מעלה ומטה בתעלה פעמים רבות: זהו התהליך שאנו תופסים כמכת ברק אחת.
כמה אנרגיה ברק?
בערך 20 אלף מגה וואט, אנרגיה זו מספיקה בכדי להאיר את כל הבתים והמפעלים של הרפובליקה כולה, אם כי רק לשבריר שנייה.