電離層與地面間的電荷平衡及尖端放電

1．電高層與地面間的電荷平衡

防雷廠家為您詳細(xì)解答。上面說(shuō)過(guò)，地球是一個(gè)表面帶負(fù)電荷的球體，并且它所帶的負(fù)電荷量長(zhǎng)期穩(wěn)定在5X10SC水平，而在地球上字的電離層上則帶有相等的正電荷，使電離層與地面之間的電壓約300kV，如圖1—lo所示。因而在電離層與地面之間存在一個(gè)電場(chǎng)，晴天時(shí)在地面附加的電場(chǎng)強(qiáng)度為120V／m。即使在晴天時(shí)，大氣中總有一些空氣分子被電離，在電場(chǎng)的作用下造成放電電流。根據(jù)觀測(cè)和計(jì)算的結(jié)果表明，地球的放電電流為1800A，如果長(zhǎng)期如此，電離層與地面之間的電荷將很快放電完畢；然而事實(shí)上，它們之間大致長(zhǎng)期保持恒定的電量和電壓，這主要是由于

雷暴的形成和雷擊把正電荷從大地送回到電離層，起到對(duì)電離的正電荷充電的作用。防雷廠家提示您：根據(jù)衛(wèi)星觀測(cè)資料及電學(xué)觀測(cè)資料估計(jì)，在任何時(shí)刻在地球表面上連續(xù)發(fā)生著大約1000個(gè)雷暴，從而使電離層與大地之間的電場(chǎng)保持穩(wěn)定。

2．尖端放電

由物理學(xué)可知，通常物體內(nèi)部的正電荷和負(fù)電荷是相等的，所以從整體來(lái)看不顯示帶電現(xiàn)象，當(dāng)某一物體所具有的正，負(fù)電荷不相等時(shí)，這個(gè)物體就顯示帶電的特性，當(dāng)物體內(nèi)部的正電荷多于負(fù)電荷時(shí)，物體帶正電，反之帶負(fù)電。由于電荷都有異性相吸、同性相斥的特性，所以帶電物體中的同性電荷總是受到互相排斥的電場(chǎng)力作用。以一個(gè)如圖l—11所示的尖端放電示意圖為例，假如金屬球帶上負(fù)電(同理也可以解釋帶L正電)，由于電荷同性相斥的作用，電子總是分布到金屬球的最外層表面，并且有“逃離”金屬球表面的趨勢(shì)。球的尖鋒部分的電子受到同性電荷往外排斥力最強(qiáng)，故最容易被排斥離開金屬球，這就是通常說(shuō)的“尖端放電”。此外，當(dāng)帶電物體周圍的空氣潮濕或帶有與帶電體相反電荷的離子時(shí)，帶電體也易放電。

霄電漉的特性

雷電的破壞作用與峰值電流及其波形有著密切的關(guān)系，雷擊的發(fā)生、雷電流大小與許多因素有關(guān)，其中主要有地理位置、地質(zhì)條件、季節(jié)和氣象。其中氣象情況有很大的隨機(jī)性，因此研究雷電流大多采取先大量觀測(cè)雷電流大小并記錄，再用統(tǒng)計(jì)的方法尋找出它的概率分布的方法。相關(guān)資料表明，各次雷擊閃電電流大小和波形差別很大，尤其是不同種類放電差別更大。

防雷廠家提示您：如下說(shuō)明：由典型的雷雨云電荷分布可知，雷雨云下部帶負(fù)電，上部帶正電。

根據(jù)云層帶電極性來(lái)定義雷電流的極性時(shí)，云層帶正電荷對(duì)地放電稱為正閃電，而云層帶負(fù)電荷對(duì)地放電稱為負(fù)閃電。正閃電時(shí)正電荷由云到地，為正值；負(fù)閃電時(shí)負(fù)電荷由云到地，故為負(fù)值。云層對(duì)地是否發(fā)生閃電，取決于云體的電荷量及對(duì)地高度或者說(shuō)云地間的電場(chǎng)強(qiáng)度．

云地間放電形成的先導(dǎo)是從云層內(nèi)的電荷中心伸向地面的，稱為向下先導(dǎo)，其最大電場(chǎng)強(qiáng)度出現(xiàn)在云體的下邊緣或地上高聳的物體頂端。雷電先導(dǎo)也可能是從接地體向云層推進(jìn)的向上先導(dǎo)。因此，把只沿著先導(dǎo)方向發(fā)生電荷中和的閃電稱為無(wú)回?fù)糸W電。當(dāng)發(fā)生先導(dǎo)放電之后還出現(xiàn)逆先導(dǎo)方向放電的現(xiàn)象稱為有回?fù)糸W電。上面講到一次雷擊大多數(shù)分成3～4次放電，一般第一次放電的電流最大，正閃電的電流比負(fù)閃電的電流大。首次雷擊的雷電流參數(shù)見表l—l，后續(xù)雷擊的雷電流參數(shù)見表1—2，長(zhǎng)時(shí)間雷擊的雷電流參數(shù)見表1—3。

出自：防雷廠家s