雷電學(xué)原理知識

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1、雷電學(xué)原理知識1雷電:是雷雨云之間或云地之間產(chǎn)生的放電現(xiàn)象.雷雨云是產(chǎn)生雷電的先決條件2雷雨云的三個階段:形成階段成熟階段消散階段3雷雨云起電的原理:1水滴破裂效應(yīng)2吸電荷效應(yīng)3水滴冰凍效應(yīng)4溫差起電效應(yīng)4大多數(shù)雷電放電發(fā)生在雷云之間(或雷云內(nèi)部),當(dāng)兩塊雷云的異性電荷集中區(qū)之間的電場強度超過這里的空氣絕緣強度時,雷云之間就會發(fā)生放電.雷云對地放電過程,可分三階段,即先導(dǎo)放電階段,回擊階段和余暉階段.1先導(dǎo)放電階段?帶電雷云在地面上空形成后,由于靜電感應(yīng)的作用,雷云電荷在地面上感應(yīng)出反極性的電荷.雷云下部的電荷大多數(shù)是負極性的,因此在地面上感

2、應(yīng)出的電荷多為正極性的電荷.2回擊階段?下行先導(dǎo)通道發(fā)展到臨近地面時,由于其頭部與地面物體之間的距離很短,場強可達到非常高的數(shù)值,使得這里的空氣急劇游離,從而把先導(dǎo)通道中的負電荷與地面或地面物體上的正電荷接通,正負電荷分別向上和向下運動,去中和各自異性電荷,于是就開始了回擊階段.回擊也稱為主放電.4云間放電:由于電荷的不斷積累,不同極性的云塊之間的電場強度不斷增大,當(dāng)某處的電場強度超過空氣可能承受的擊穿強度時,就會形成云間放電5閃:不同極性的電荷通過一定的電離通道,互相中和,產(chǎn)生強烈的光和熱的現(xiàn)象.既:放電通道中所產(chǎn)生的強光.雷:在放電通道中

3、所發(fā)生的熱,迫使附近的空氣突然膨脹,發(fā)出的巨大轟鳴聲.6雷電放電的重復(fù)性:一次雷電平均包括三、四次放電,第一次在雷云的最底層放電,重復(fù)的放電都是沿著第一次放電的通路發(fā)展的,隨后的放電都是從較高的云層或相鄰區(qū)發(fā)生.7雷電放電的強度:200—300KA最高430KA8雷電產(chǎn)生的效應(yīng):熱效應(yīng)電效應(yīng)機械效應(yīng)9閃電的種類:1片狀雷電,云間放電多為片狀雷.2線狀雷電,雷云與大地之間的放電,多以線狀的形式,通常雷云下部帶負電,上部帶正電.由于雷云的負電效應(yīng),使附近的地面感應(yīng)出大量正電荷,所以地面帶正電荷.帶狀雷電線狀雷的一種,是在閃電的過程中恰巧有水平大風(fēng)

4、吹過閃電通道,將幾次線狀閃電的放電通道吹分開來,肉眼看閃電通道變寬.3球狀雷電彩色的火焰狀球體,表現(xiàn)為100-300mm直徑,橙色或紅色球體,最大直徑也可能1m存在時間為百分之幾秒到幾分鐘,通常為3-5秒,輻射功率小于200W,有臭氧,NO2,或硫磺氣味.4聯(lián)珠狀雷電很少見的一種閃電,有人人為他是由一群球雷組成10雷電的空間分類:云內(nèi)閃電,云際閃電,云地閃電(落地雷,直擊、雷)11地閃:雷云與大地的放電即:云地放電.多以線狀形式出現(xiàn),雷云與大地的放電中,90%為負極性雷擊;放電過程為,向下移動的負極性先導(dǎo)激發(fā),向地面輸送負電荷;10%為正極性

5、雷擊;放電過程為,下行先導(dǎo)激發(fā),先導(dǎo)攜正電荷,向地面輸送正電荷12先導(dǎo)放電:放電開始時,其微弱的發(fā)光通道以100-1000km/s的平均速度,以脈沖的形式向地面延伸,形成階梯先導(dǎo),每段長度為25m;時間為50us;表現(xiàn)為樹枝分叉狀.分枝狀的先導(dǎo)放電通道往往只有一條放電分枝能到達地面.13枝狀閃電的產(chǎn)生:流柱沿著一條電阻最小的通道前進,遇到阻力時便隨時改變前進的路線,于是空間出現(xiàn)不同枝狀的閃電14滾球半徑:從梯級先導(dǎo)通道前端向四周探索的10-100m長臂,這個長臂的臂長叫擊距或閃擊距離,標(biāo)準(zhǔn)叫滾球半徑.或者說:擊距，定義為先導(dǎo)頭與被擊中物在最后

6、一個間隙產(chǎn)生擊穿電場瞬間的距離，或者說是，當(dāng)被擊物產(chǎn)生上行連接先導(dǎo)時，下行先導(dǎo)與被擊物間的距離。15負極性閃擊:可產(chǎn)生多次放電;正極性閃擊,只有一次放電16雷電活動的一般規(guī)律:1.熱而潮濕的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷爆暴多2雷暴頻率是山區(qū)大于平原,平原大于沙漠,;陸地大于湖海3雷暴的高峰在7,8月,活動時間大都在14-22時4各地區(qū)雷暴極大值和極小值多出現(xiàn)在相同的年份17雷擊的選擇性:1與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān),即與土壤電阻率有關(guān),若土壤電阻率分布不均勻,則土壤電阻率小的地方易遭受雷擊,不同電阻率的土壤交界處易遭受雷擊;雷擊經(jīng)常發(fā)生在有金屬礦藏的地區(qū),河岸

7、,地下水出口處,山坡與水面(水田)接壤地區(qū),由于在雷電先導(dǎo)放電過程中,土壤中的先導(dǎo)電流是在電阻較小的路徑流過2與地面設(shè)施情況有關(guān):凡是有利于雷云與大地建立良好的放電通道者,易受雷擊,這是影響雷擊選擇的重要因素,在曠野中即使建筑物不是很高,由于它相對比較孤立突出,因此也容易遭受雷擊,從煙囪冒出的熱氣柱和煙氣有時含有少量的導(dǎo)電粒子和游離氣團,它們一般比空氣更容易導(dǎo)電,就類似于加高了煙囪的高度;建筑物的結(jié)構(gòu),內(nèi)部設(shè)施情況對雷電的發(fā)展也有關(guān)系,金屬結(jié)構(gòu)的建筑物或內(nèi)部有大量金屬物體的廠房,或內(nèi)部經(jīng)常潮濕的房屋,由于這些地方具有良好的導(dǎo)電性,因此容易遭受

8、雷擊.3與地形有關(guān)凡是有利于雷云的形成和相遇條件的易遭受雷擊17雷電的危害:雷電的破壞作用主要由雷電流引起可分三類1直擊雷作用雷電直接擊在建筑物或設(shè)備上,產(chǎn)生熱效應(yīng)