Corona-urladdningar eller lamporna från St. Elmo

... En stor frigörelse av soldater från antika Rom var på en nattkampanj. En åskväder var på väg. Och plötsligt dök hundratals blåaktiga ljus över frigöringen. Det lyser upp krigarnas spjut spjut. Det verkade som om soldaternas järnspjut brände utan att brinna!

Ingen kände till det fantastiska fenomenets natur under dessa dagar, och soldaterna bestämde att en sådan utstråling på spjutarna försvinner deras seger. Då kallades detta fenomen lamporna från Castor och Pollux - efter de mytologiska tvillinghjältarna. Och döpte senare om Elmas ljus - namnet på kyrkan St. Elmo i Italien, där de dök upp.

Särskilt ofta observerades sådana lampor på fartygs master. Den romerska filosofen och författaren Lucius Seneca sa att under åskväder "stjärnorna verkar stiga från himlen och landa på fartygens master." Bland de många berättelserna om detta är bevisen på kaptenen på ett engelskt segelfartyg intressant.

Det hände 1695, i Medelhavet, nära Balearerna, under åskväder. I rädsla för stormen beordrade kaptenen att seglen skulle sänkas ned. Och sedan sågar sjömännen på olika platser på fartyget mer än trettio lampor av Elm. På en vinge med en stor mast nådde elden mer än en halv meter höjd. Kaptenen skickade en sjöman med order att ta bort honom. När han gick upp på trappan, ropade han att elden väsade som en raket från rått krutt. Han beordrades att ta bort den tillsammans med en väderving och föra ner den. Men så fort sjömannen tog bort vädersvingan, hoppade elden till slutet av masten, varifrån det var omöjligt att ta bort den.

År 1902 såg sjömännen från ångbåten Moravia en ännu mer imponerande bild. Från Kap Verdeöarna skrev kapten Simpson i en skepps loggbok: ”I en timme blinkade blixt i havet. Stålrep, masttoppar, nokreys, lastbomstöt - allt glödde. Det verkade som om var fjärde meter på hölje verkade det som om de hade tända lampor, och i slutarna av masten och nocrays tändes ljusa ljus. ” Glödet åtföljdes av ett ovanligt brus:

"Som en myriad av cikader som bosatte sig i ett ögonblick, eller dött trä och torrt gräs brände med en lugg ..."

Ljusen i St. Elmo är olika. De händer i form av en enhetlig glöd, i form av separata flimrande ljus, facklor. Ibland liknar de lågor att de skynder sig att släcka.

Humphrey, en amerikansk meteorolog som observerade Elmas ljus på sin ranch, vittnar: detta naturfenomen, "förvandlar varje tjur till ett monster med brännande horn, ger intrycket av något övernaturligt." Detta sägs av en person som helt och hållet inte kan verka förvånad över sådana saker, men borde acceptera dem utan onödiga känslor och bara förlita sig på sunt förnuft.

Vi kan säkert säga att nu, trots dominans - långt ifrån sant, men inte universellt - av den naturvetenskapliga världsbilden, kommer det att finnas människor som, om de var i Humphrey, skulle se något i de eldiga tjurhornen utanför skälet. Det finns inget att säga om medeltiden: då, i samma horn, skulle de troligtvis se Satans machination.

Corona-urladdning, elektrisk korona, en typ av glödutladdning som inträffar när det finns en uttalad inhomogenitet hos det elektriska fältet nära en eller båda elektroderna. Liknande fält bildas vid elektroder med en mycket stor krökning av ytan (spetsar, tunna trådar). Vid urladdning av Corona omges dessa elektroder av en karakteristisk glöd, även kallad korona, eller korona.

Det icke-lysande ("mörka") området i interelektrodutrymmet intill koronaen kallas den yttre zonen. Kronen visas ofta på höga spetsiga föremål (St. Elmos ljus), runt ledningar av kraftledningar etc.Korona-urladdningen kan ske vid olika gastryck i urladdningsgapet, men det manifesterar sig tydligast vid tryck som inte är lägre än atmosfäriska.

Utseendet på en koronautladdning förklaras av en jonskred. Det finns alltid ett antal joner och elektroner i en gas som härrör från slumpmässiga orsaker. Dock är antalet så litet att gas praktiskt taget inte leder elektricitet.

Med en tillräckligt hög fältstyrka kan den kinetiska energin som ackumuleras av jonen i gapet mellan de två kollisionerna bli tillräcklig för att jonera den neutrala molekylen under kollisionen. Som ett resultat bildas en ny negativ elektron och en positivt laddad rest, en jon.

En fri elektron i kollision med en neutral molekyl delar den upp i en elektron och en fri positiv jon. Elektroner vid vidare kollision med neutrala molekyler delar dem igen upp i elektroner och fria positiva joner, etc.

En sådan joniseringsprocess kallas slagjonisering, och det arbete som måste läggas på för att lossa en elektron från en atom kallas joniseringsarbete. Joniseringsarbetet beror på atomens struktur och är därför olika för olika gaser.

Elektronerna och jonerna som bildas under påverkan av påverkningsjonisering ökar antalet laddningar i gasen, och i sin tur kommer de i rörelse under påverkan av ett elektriskt fält och kan producera slagjonisering av nya atomer. Således stärker processen sig själv och jonisering i gasen når snabbt ett mycket stort värde. Fenomenet liknar en snöskred, därför kallades denna process ett jonavalanche.

Vi drar en metalltråd ab med en diameter på flera tiondels millimeter på två höga isolerande stöd och ansluter den till den negativa polen i generatorn, som ger en spänning på flera tusen volt. Vi tar generatorens andra pol till jorden. Du kommer att få en slags kondensator vars foder är tråden och väggarna i rummet, som naturligtvis kommunicerar med jorden.

Fältet i denna kondensator är mycket heterogent, och dess spänning nära en tunn tråd är mycket hög. Genom att öka spänningen gradvis och observera tråden i mörkret kan man märka att med en viss spänning uppträder en svag glöd (korona) nära tråden som täcker tråden från alla sidor; det åtföljs av ett väsande ljud och en liten spricka.

Om en känslig galvanometer är ansluten mellan tråden och källan, visar galvanometern med en glöd en märkbar ström som strömmar från generatorn genom ledningarna till tråden och från den genom rumsluften till väggarna, mellan tråden och väggarna överförs av joner som bildas i rummet på grund av jonisering.

Således indikerar luftens luminescens och utseendet på ström stark jonisering av luften under påverkan av ett elektriskt fält. En koronautladdning kan inträffa inte bara nära tråden, utan också nära spetsen och i allmänhet nära alla elektroder nära vilket ett mycket starkt inhomogent fält bildas.

Corona urladdning

Rengöring av elektrisk gas (elektrostatiska utfällare). Ett fartyg fyllt med rök blir plötsligt helt genomskinligt om vassa metallelektroder anslutna till en elektrisk maskin införs i det, och alla fasta och flytande partiklar avsätts på elektroderna. Förklaringen på experimentet är som följer: så snart kronan antänds av tråden joneras luften inuti röret starkt. Gasjoner fäster vid dammpartiklar och laddar dem. Eftersom ett starkt elektriskt fält verkar inuti röret rör sig laddade dammpartiklar under fältets inverkan till elektroderna, där de sätter sig.

Partikelräknare

Geiger-Muller-partikeldisken består av en liten metallcylinder utrustad med ett fönster täckt med folie och en tunn metalltråd utsträckt längs cylinderns axel och isolerad från den.Mätaren ingår i en krets som innehåller en strömkälla vars spänning är lika med flera tusen volt. Spänningen väljs nödvändig för uppkomsten av en koronautladdning inuti mätaren.

När en snabbt rörlig elektron kommer in i räknaren, joniserar den senare gasmolekylerna inuti räknaren, vilket gör den spänning som krävs för att antända korona något lägre. En urladdning inträffar i räknaren och en svag kortvarig ström visas i kretsen. För att upptäcka det införs ett mycket stort motstånd (flera megaohm) i kretsen och en känslig elektrometer ansluts parallellt med den. Med varje träff av en snabb elektron inuti räknaren kommer elektrometerbladet att böjas.

Sådana räknare gör det möjligt att registrera inte bara snabba elektroner utan också i allmänhet alla laddade, snabbt rörliga partiklar som kan producera jonisering genom kollisioner. Moderna räknare upptäcker enkelt inträde av även en enda partikel i dem och gör det därför möjligt med full tillförlitlighet och mycket stor tydlighet att se att elementära laddade partiklar verkligen finns i naturen.

Blixtledare

Det uppskattas att i atmosfären i hela världen förekommer cirka 1800 åskväder samtidigt, vilket ger i genomsnitt cirka 100 blixtar per sekund. Och även om sannolikheten för en blixtnedslag från en enskild person är försumbar, gör lynnedslaget dock en hel del skada. Det räcker med att indikera att för närvarande cirka hälften av alla olyckor i stora kraftledningar orsakas av blixtnedslag. Därför är skydd mot blixtnedslag en viktig uppgift.

Lomonosov och Franklin förklarade inte bara blixtens elektriska karaktär, utan indikerade också hur man bygger en blixtstång som skyddar mot blixtnedslag. Blixtstången är en lång tråd, vars övre ände är skärpen och fixerad ovanför den skyddade byggnadens högsta punkt. Den nedre änden av tråden är ansluten till en metallplåt, och arket begravas i jorden på nivån av jordvatten.

Under åskväder visas stora inducerade laddningar på jorden och ett stort elektriskt fält dyker upp på jordens yta. Dess spänning är mycket hög nära vassa ledare, och därför antänds en koronautladdning i slutet av blixtstången. Som ett resultat kan inducerade laddningar inte samlas på byggnaden och blixtnedslag inträffar inte. I de fall när blixtnedslag förekommer (och sådana fall är mycket sällsynta) slår den en blixtstång och laddningarna går till Jorden utan att skada byggnaden.

I vissa fall är koronautmatningen från blixtstången så stark att en tydligt synlig glöd uppträder i spetsen. En sådan glöd förekommer ibland i närheten av andra spetsiga föremål, till exempel vid ändarna av skeppsmaster, vassa trädtoppar etc. Detta fenomen uppmärksammades för flera århundraden sedan och orsakade vidskepelse skräck för sjömän som inte förstod dess sanna väsen.