Атмосферное электричество: Электричество из ничего как добыть энергию из воздуха и земли своими руками

Содержание

Электричество из ничего как добыть энергию из воздуха и земли своими руками

Содержание статьи:

Почему электричество добывают из земли

Для того, чтобы получить электричество, нужно найти разность потенциалов и проводник. Соединив всё в единый поток, можно обеспечить себе постоянный источник электроэнергии.

Однако в действительности приручить разность потенциалов не так-то просто.

Природа проводит через жидкую среду электроэнергию огромной силы. Это разряды молнии, которые, как известно, возникают в воздухе, насыщенном влагой. Однако это всего лишь единичные разряды, а не постоянный поток электроэнергии.

Человек взял на себя функцию природной мощи и организовал перемещение электроэнергии по проводам. Однако это всего лишь перевод одного вида энергии в другой. Извлечение электричества непосредственно из среды остаётся преимущественно на уровне научных поисков, опытов из разряда занимательной физики и создания небольших установок малой мощности.

Проще всего извлекать электричество из твёрдой и влажной среды.

Что можно попробовать сделать

Давайте разберем два простейших способа, как добыть энергию из земли.

Принцип гальванической пары

Наша задача, найти разность потенциала, и в земле это сделать проще всего, так как она состоит из газов, воды и минеральных веществ. Грунт – это множество твердых частиц, между которыми находятся пузырьки воздуха и молекулы воды.

Элементарная единица почвы – мицелла. Это глинисто-гумусовый комплекс, обладающий разностью потенциалов. Эти частицы накапливают заряды по тому же принципу, что и вся планета, поэтому в почве постоянно протекают электрохимические реакции. И наша задача подключится к этой «сети».

Использовать можно два электрода, сделанных из разных металлов (медь и оцинкованное железо), то есть будет использоваться принцип, как в обычной солевой батарейке. Помимо гальванической пары нам потребуется электролит (раствор соли).

  • Погружаем электроды в грунт где-то на полметра, на расстоянии в 25 сантиметров друг от друга.
  • Устанавливаем вокруг кусок трубы нужного диаметра, чтобы оградить остальную почву от электролита, так как уровень соли не позволить расти в месте поливки никаким растениям.
  • Готовим насыщенный водный раствор соли и проливаем им землю между электродами.
  • Подключаем к выводам вольтметр спустя минут 15 и видим, что прибор показывает напряжение в 3В.

Итого, к полученному источнику питания можно подключить маломощную светодиодную лампу. Показания вольтметра будет разниться в зависимости от плотности грунта, его влажности и прочих показателей, так что на разных участках результаты будут отличными.

Способ с заземлением

Если ваш частный дом оборудован нормальным контуром заземления, то знайте, что часть потребляемого вами тока уходит через него в грунт, особенно если включено сразу много электроприборов.

В результате этого процесса, между нулевым проводом вашей сети и заземляющим возникает разница потенциалов, составляя от 15 до 20 Вольт. Подключив к ним низковольтную лампочку, вы заставите ее светиться

Интересно знать! Данный ток не будет регистрироваться электрическим счетчиком, так как фактически он через него уже прошел.

Схему можно усовершенствовать, установив трансформатор и выровняв тем напряжение. А включив в схему аккумулятор, можно запасать энергию, что позволит использовать схему, когда остальные приборы в доме «молчат».

Вариант рабочий, но подходит он только для частных домовладений, так как в квартирах нет нормального заземления, а использование водопроводных труб для этого законодательно запрещено. Тем более нельзя использовать для подключения землю и фазу, так как заземление окажется под напряжением в 220В – цена такого опыта, возможно, чья-то жизнь.

Бесплатное электричество из сетевого фильтра

Многие искатели бесплатного электричества наверняка находили в интернете версии о том, что удлинитель может стать источником нескончаемой свободной энергии, образовывая замкнутую цепь. Для этого следует взять сетевой фильтр с длиной провода не менее трех метров. Из кабеля сложить катушку, диаметром не более 30 см, подключить к розетке потребителя электроэнергии, изолировать все свободные отверстия, оставив только еще одну розетку для вилки самого удлинителя.

Далее сетевому фильтру необходимо дать изначальный заряд. Легче всего это сделать подключив удлинитель к функционирующей сети, а затем за доли секунды замкнуть в себе. Бесплатное электричество из удлинителя подойдет для питания осветительных приборов, но мощность свободной энергии в такой сети слишком мала для чего-то большего. А сам метод достаточно спорный.

Электроэнергия от нулевого провода

Как правило, для электропитания жилых домов используется трёхфазная сеть с глухозаземленной нейтралью. Отдельные потребители запитываются фазным напряжением от одной фазы и нулевого провода. Если в доме имеется надёжный контур заземления с низким сопротивлением, то в периоды интенсивного потребления электрической энергии, между нулевым проводом питающей сети и заземляющим проводником образуется разность потенциалов. Эта разность может достигать 12-15 В. Проблема заключается в нестабильности величины напряжения между нулем и заземлением, которая напрямую зависит от величины потребляемой домом мощности. Максимальное напряжение достигается только при пиковом токопотреблении.

Описанные выше способы получения электроэнергии вполне работоспособны. С применением импульсных электронных преобразователей, возможно получение напряжения любой величины. Однако, для реального использования в быту описанные способы не годятся ввиду очень низкой мощности подобных источников тока. Исключение составляет схема с металлическими электродами, но для достижения приемлемой мощности, потребуется занять большую площадь металлическими штырями и периодически поливать её раствором соли. Добыть электричество из земли в достаточном для использования количестве не так просто, как кажется. Несмотря на то, что магнитные и электрические поля окутывают планету, на сегодняшний день нет технической возможности использовать этот потенциал. Рассматривать такие способы как источник энергоснабжения дома нельзя. Своими руками можно соорудить разве что источник питания для пары светодиодов, часов или радиоприёмника с очень низким уровнем потребления мощности.

Читайте также:

  • Вихревое электрическое поле
  • Атмосферное электричество своими руками

Что ещё

Среди обычных, можно встретить и довольно необычные способы получения электричества. В последнее время идёт интенсивная работа учёных всего мира по развитию альтернативной энергетики. Мир ищет возможности для более широкого её использования.

Чуть ниже приводится небольшой обзор лучших способов и идей:

Термический генератор — преобразовывает тепловую энергию в электрическую. Встроен в отопительно-варочные печи.

Пьезоэлектрический генератор — работает на кинетической энергии. Внедряют в Танцполы, турникеты, тренажёры.

Наногенератор — применяется энергия колебаний человеческого тела при движении. Процесс отличается мгновенностью. Учёные работают над совмещением работы наногенератора и солнечной батареи.

Безтопливный генератор Капанадзе — работает на постоянных магнитах в роторе и бифлярных катушках в статоре. Мощность 1-10 кВт. За основу взято одно из изобретений Н.Тесла, но многие не верят в этот принцип. Ещё по одной из версий, настоящая технология аппарата удерживается в большом секрете.

Экспериментальные установки, которые работают на эфире — электро-магнитное поле. Пока ещё идут поиски, проверяются гипотезы, проводятся эксперименты.

Учёные подсчитали, что природных запасов, используемых в современной энергетике, может хватить ещё на 60 лет. Разработками в данной области занимаются лучшие умы. В Дании население пользуется ветровой энергетикой, составляющей 25%.

В России планируются проекты, по использованию восстанавливаемых источников в энергетической системе на 10%, а в Австралии на 8%. В Швейцарии большинство проголосовало за полный переход на альтернативную энергетику. Мир голосует за!

Мифы и реальность

На просторах интернета есть большое количество видеороликов, где люди зажигают от земли лампы мощностью 150 Вт, запускают электродвигатели и так далее. Еще больше есть различных текстовых материалов, подробно рассказывающих о земляных батареях. К подобной информации не рекомендуется относиться слишком серьезно, ведь написать можно что угодно, а перед съемкой видеоролика провести соответствующую подготовку.

Просмотрев или прочитав эти материалы, вы действительно можете поверить в разные небылицы. Например, что электрическое или магнитное поле Земли содержит океан дармовой электроэнергии, получение которой довольно легко. Правда заключается в том, что запас энергии действительно огромен, но вот извлечь ее вовсе не просто. Иначе никто бы уже не пользовался двигателями внутреннего сгорания, не обогревался природным газом и так далее.

Для справки. Магнитное поле у нашей планеты действительно существует и защищает все живое от губительного воздействия разных частиц, идущих от Солнца. Силовые линии этого поля проходят параллельно поверхности с запада на восток.

Если в соответствии с теорией провести некий виртуальный эксперимент, то можно убедиться, насколько непросто заполучить электричество из магнитного поля земли. Возьмем 2 металлических электрода, для чистоты эксперимента – в виде квадратных листов со сторонами 1 м. Один лист установим на поверхности земли перпендикулярно силовым линиям, а второй – поднимем на высоту 500 м и сориентируем его в пространстве таким же образом.

Теоретически между электродами возникнет разность потенциалов порядка 80 вольт. Тот же эффект будет наблюдаться, если второй лист расположить под землей, на дне самой глубокой шахты. А теперь представьте такую электростанцию – в километр высотой, с огромной площадью поверхности электродов. Кроме того, станция должна противостоять ударам молний, что обязательно будут бить именно по ней. Возможно, это реальность далекого будущего.

Тем не менее получить электричество от земли – вполне возможно, хотя и в мизерных количествах. Его может хватить на то, чтобы зажечь светодиодный фонарик, включить калькулятор или немного зарядить сотовый телефон. Рассмотрим способы, позволяющие это сделать.

Вечная лампа и электричество изничего

Рубрики: Поделки , физика , Электрический ток | Теги: Поделки, физика, Электрический ток | 1 марта 2011 | Svetlana

Уверен, редко кто знает, что электрический ток можно получить из… “пустоты”. Удивляться тут нечего — об этом и не было известно никому в мире вплоть до 1993 года, когда в отечественной лаборатории “Наномир” впервые подобным образом была извлечена электроэнергия. Сделано это было при помощи специального прибора, называемого резонатором.

Специалисты обнаружили, что резонансными свойствами обладают многие культовые предметы симметричной формы, например, кресты, звезды, короны, трезубцы, кусудамы….. Последние вы уже знаете из занятий оригами.

Полученный  ток был  очень слабым,  он регистрировался приборами на пределе чувствительности.   Еще  два  года не   удавалось  создать мощного источника энергии, так как незатухающие электрические колебания могут возникнуть  только в том резонаторе, степень симметрии которого превышает 100 000.   Как  же   сделать   лилию   или   трезубец  с   такой невероятной точностью? Ведь ошибка при размерах лепестков в 0,5 м не должна превышать нескольких микрон! Но если нельзя сделать точно столь сложный резонатор,   то, может быть, найдутся сведения о прямолинейных преобразователях? Кусудамы как раз и оказались подобным устройством. Они состоят из плоских элементов и обладают той формой, которую современными средствами можно изготовить с нужной точностью. Хотите попробовать? Станете обладателем вечной лампы, которую не нужно включать в розетку да и заменять не  придется — она не перегорает.

Правда, заказать кусудаму придется обратиться на завод, где есть точные станки, и изготовить ее из материала, слабо деформирующегося при нагревании.
Чтобы кус у дама стала преобразовывать энергию,  ее поверхность необходимо отполировать и покрыть с помощью напыления проводящим материалом.  Лучший проводник — серебро,   однако чистое серебро быстро покроется окислом, и “вечная” лампочка скоро погаснет. Дабы этого не случилось,  поверх скин-слоя серебра нужно напылить защитный слой другого металла в 100 раз тоньше. Одного грамма золота хватит, чтобы защитить несколько “вечных” лампочек по 300 ватт.

Сама кусу дама светить не будет. Она лишь превращает   внутреннюю   энергию   эфира   в электромагнитные колебания, которые, как это ни странно, не излучаются в виде электромагнитных  волн.    На  расстоянии  вытянутой   руки  их  уже невозможно зарегистрировать без высокочувствительного прибора. Кусудама является не излучающей антенной. Она — резонатор.

Как же превратить невидимые колебания электрического и магнитного полей в видимый свет? Здесь нам помогут знания об атомах, молекулах и кристаллах. Оказывается, достаточно в зону электромагнитных колебаний поместить кусочек кварца, и он засияет голубоватым светом. Это явление можно наблюдать, если минерал положить в микроволновую печь с прозрачной дверцей.
Может возникнуть вопрос: почему же тогда не светятся драгоценные камни, вставленные в золотую корону? Ведь она тоже резонатор. Тем, кто не догадался, напомню: степень симметрии резонатора должна быть больше 100 000. А у корон она, конечно, значительно ниже.
Журнал Левша №12-95г.

Как сделать бесплатное электричество дома

Бесплатное электричество в квартире должно быть мощным и постоянным, поэтому для полного обеспечения потребления потребуется мощная установка. Первым делом следует определить наиболее подходящий метод. Так, для солнечных регионов рекомендуется установка . Если солнечной энергии недостаточно тогда следует использовать ветряные или геотермальные электростанции. Последний метод особенно подходит для регионов расположенных в относительной близости к вулканическим зонам.

Определившись с методом получения энергии, следует также позаботиться о безопасности и сохранности электроприборов. Для этого домашняя электростанция должна быть подключена к сети через инвертор и стабилизатор напряжения для обеспечения подачи тока без резких скачков. Стоит также учитывать, что альтернативные источники достаточно капризны к погодным условиям. При отсутствии соответствующих климатических условий выработка электроэнергии остановиться или будет недостаточной. Поэтому следует обзавестись также мощными аккумуляторами для накопления на случай отсутствия выработки.

Готовые установки альтернативных электростанций широко представлены на рынке. Правда, их стоимость достаточно высока, но в среднем все они окупаются от 2-х до 5-ти лет. Сэкономить можно приобретая не готовую установку, а ее комплектующие, а затем уже самостоятельно спроектировать и подключить электростанцию.

Немного о том, что такое бесплатное электричество

На данный момент стоимость коммунальных услуг достаточно высока. Поэтому многие люди задумываются об источниках необходимых ресурсов, более дешевых, чем централизованный газ и электроэнергия.

Для обеспечения дому тепла с минимальной затратой средств был изобретен твердотопливный пиролизный котел. В данном агрегате газ образуется за счет перегорания твердого топлива. Этого прибора достаточно для обогрева целого дома.

Более того, многие твердотопливные печи имеют варочные поверхности и духовки. Используя такой прибор, вы можете вовсе отказаться от в свой дом.

С электричеством все намного сложнее. На данный момент в современных домах столько электроприборов, что обеспечить достаточное количество энергии альтернативными способами для них всех, действительно тяжело. Однако вы можете с помощью необычных способов получения бесплатной электроэнергии, сделать максимально дешевым обслуживание некоторой части электроприборов. Давайте посмотрим, что это за способы.

  • Самым распространенным считается электричество, полученное от энергии солнца;
  • Также пользуется дармовая энергия, получаемая из воздуха и атмосферы;
  • Очень интересно получение статического электричества из земли;
  • Электрический ток также можно вырабатывать из эфира;
  • На грани фантастики кажется халявное электричество из нечего;
  • Как оказалось, из магнитного поля тоже можно добывать электричество;
  • Возможна добыча электричества из дерева, воды и других подручных средств.

Некоторые из этих способов способны обеспечить электричеством лишь маленькую лампочку. Других хватит, чтобы заставить работать как минимум половину электроприборов в доме.

Домашний генератор электроэнергии «на халяву» создать невозможно. Ведь на материал для таких устройств нужно потратить некоторые деньги. Поэтому, говоря: «Выработка электричества на шару», мы имеем ввиду дешевое электричество, если, конечно, речь идет не про Anticlove.

Добывать бесплатное электричество можно с помощью простых технических приспособлений

Сегодня мы расскажем вам о нескольких, самых перспективных альтернативных способах добычи электричества. Также мы поговорим о возможности получения электроэнергии из нечего.

Известные способы добычи электричества

В первом случае получение электричества из земли осуществляется с помощью двух стержней, изготовленных из разнородных металлов. Данный способ никак не связан с электрическим или магнитным полем Земли. Стержни используются в качестве гальванической пары, помещенной в солевой раствор. Если проводить эксперимент в чистом виде, то на концах металлических прутков, погруженных в раствор электролита, образуется разность потенциалов, то есть, электрический ток.

Величина получаемого тока будет разной в зависимости от таких факторов, как размеры электродов, характеристики электролита, глубина закладки и прочее.

По такой же схеме можно получить электричество из земли. Для этой цели берутся стержни из меди и алюминия, которые будут использоваться в качестве гальванической пары. Их нужно заглубить в землю примерно на 50 см, расположив на расстоянии 20-30 см друг от друга. На площадь грунта, расположенную между стержнями, выливается большое количество солевого раствора, и уже через 5-10 минут можно проводить контрольные замеры с помощью электронного вольтметра.

Вольтметр показывает разные значения, максимальный результат составил 3 вольта. Раствор электролита готовится из дистиллированной воды и поваренной соли.

Второй вариант добычи тока также не связана с магнитным полем Земли. Суть заключается в извлечении электричества, стекающего по проводу «земля» во время максимального энергопотребления. В этом процессе участвует и проводник «ноль».

Всем известно, что подача напряжения потребителям осуществляется по фазному и нулевому проводам. При наличии третьего провода, соединенного с контуром заземления, между ним и нулевым проводником нередко возникает напряжение, иногда доходящее до 15 вольт. Подобное состояние можно определить с помощью лампы накаливания на 12 вольт, подключенной к обоим проводникам. Другим способом зафиксировать невозможно, поскольку приборы учета никак на это не реагируют и ток, идущий от «земли» к нулю не определяют.

Данный способ непригоден для квартиры, поскольку в них как правило отсутствует заземление, способное выполнить свою функцию. Подобные эксперименты хорошо получаются в частных домах с классическим заземляющим контуром. Схема подключения осуществляется от нулевого проводника к нагрузке и далее – к проводу заземления. В процессе добычи электричества из земли своими руками, некоторые домашние электрики используют трансформаторы для сглаживания токовых колебаний и затем подключают наиболее оптимальную нагрузку.

Категорически запрещается, чтобы фаза подключалась вместо нулевого проводника, во избежание смертельно опасных ситуаций.

Электричество от земли и нулевого провода

Данное явление тоже возникает не от магнитного поля Земли, а вследствие того, что часть тока «стекает» через заземление в часы наибольшего потребления электроэнергии. Большинству пользователей известно, что напряжение для дома подается через 2 проводника: фазный и нулевой.

Если имеется третий проводник, присоединенный к хорошему заземляющему контуру, то между ним и нулевым контактом может «гулять» напряжение до 15 В. Этот факт можно зафиксировать, включив меж контактами нагрузку в виде лампочки на 12 В. И что характерно, проходящий из земли на «ноль» ток абсолютно не фиксируется приборами учета.

Воспользоваться таким бесплатным напряжением в квартире затруднительно, поскольку надежного заземления там не найти, трубопроводы таковым считаться не могут. А вот в частном доме, где априори должен быть заземляющий контур, электричество получить можно.

Для подключения применяется простая схема: нулевой провод – нагрузка – земля. Некоторые умельцы даже приспособились сглаживать колебания тока трансформатором и присоединять подходящую нагрузку.

Внимание! Не идите на поводу у «добрых» советчиков, предлагающих вместо нулевого проводника использовать фазный! Дело в том, что при подобном подключении фаза и земля дадут вам 220 В, но прикасаться к заземляющей шине смертельно опасно. Особенно это касается «умельцев», проделывающих подобные вещи в квартирах, присоединяя нагрузку к фазе и батарее

Они создают опасность поражения током для всех соседей.

Альтернатива Марка

Устройство также известно как генератор электричества из воздуха TPU, разработанный Стивеном Марком. Он позволяет получать различные количества электричества, чтобы питать разные цели, и делается это без необходимости подпитки из внешней среды. Но из-за некоторых особенностей она всё ещё не работает. Такая проблемка не помешает, тем не менее, рассказать вам о ней.

Принцип работы простой: в кольце создается резонанс магнитных вихрей и токов, что способствует появлению токовых ударов в металлических отводах. Чтобы собрать такой тороидальный генератор, позволяющий получить электричество из воздуха своими руками, вам нужно:

  1. Основание, в качестве которого может выступить кусок фанеры, похожий на кольцо, полиуретан или отрезок резины; 2 коллекторные катушки (внешняя и внутренняя) и катушка управления. В качестве основания наилучшим образом подойдёт кольцо, у которого наружный диаметр 230 миллиметров, а внутренний 180.
  2. Намотайте катушку внутри коллектора. Намотка должна быть трехвитковой и делаться многожильным проводом, сделанным из меди. Теоретически, чтобы запитать лампочку, вам должно хватить одного витка как на фотографиях. Если не получилось – сделайте ещё.
  3. Управляющих катушек необходимо 4 штуки. Каждую из них следует разместить под прямым углом, чтобы не создавать помех магнитному полю. Намотка должна быть плоской, а зазор между витками не должен превышать 15 миллиметров. Меньше тоже нежелательно.
  4. Чтобы намотать управляющие катушки, используйте одножильный провод. Необходимо сделать не менее 21 витка.
  5. Для последней катушки используйте медный провод с изоляцией, который следует наматывать по всей площади. Основное конструирование завершено.

Соедините выводы, предварительно установив между землёй и обратной землёй конденсатор на десять микрофарад. Чтобы запитать схему, используйте мультивибраторы и транзисторы. Подбирать их придется опытным путём ввиду того, что нужны разные характеристики для разных конструкций.

Мифы и реальность

Попытки рядовых граждан самостоятельно, в обход государственных тарифов, «добыть» электричество, обросли множеством слухов и домыслов:

  • Главный миф, связанный с самостоятельным получением энергии из земли, звучит так: это электричество вечно.

Опровержение: для того, чтобы в принципе извлечь электричество из земли, необходимо выполнение множества условий, в числе которых – особые качества почвы, металлический штырь или стержень, вкопанный в землю на достаточном расстоянии, и неокисляемые провода.

Ни одно из этих условий не может быть выполнено идеально, так что электричество, добываемое таким образом, совсем не вечно.

  • Миф второй: энергия земли бесплатна.

Опровержение: частично это так: человек может делать со своим личным земляным участком все, что угодно. Но для того, чтобы получить хоть какой-то электрический заряд, нужно много земли.

  • Миф третий: электричество, которое можно получить благодаря земле, имеет огромную мощность.

Опровержение: выходной мощности электричества, получаемого из земли, хватает на очень медленную зарядку простенького мобильного телефона или зажигание небольшой лампочки. Для того, чтобы вскипятить электрический чайник, зарядить ноутбук или включить холодильник, понадобится столько земли, металлических штырей и проводов, что одной семье нужны будут безграничные наделы и финансы.

Альтернативные и сомнительные методы

Многим известна история про незатейливого дачника, которому якобы удалось получить халявную электроэнергию из пирамид. Этот человек утверждает, что построенные им из фольги пирамиды и аккумулятор в качестве накопителя помогают освещать весь приусадебный участок. Хотя выглядит это маловероятным.

Другое же дело, когда исследования ведут учёные мужи. Здесь уже есть над чем задуматься. Так, проводятся опыты по получению электричества из продуктов жизнедеятельности растений, которые попадают в почву. Подобные опыты вполне можно проводить и в домашних условиях. Тем более что полученный ток не опасен для жизни.

В некоторых зарубежных странах, там, где есть вулканы, их энергию с успехом используют для добычи электроэнергии. Благодаря специальным установкам работают целые заводы. Ведь полученная энергия измеряется мегаваттами. Но особо интересно то, что добыть электричество своими руками подобным способом могут и рядовые граждане. К примеру, некоторые используют энергию тепла вулкана, которую совсем несложно трансформировать в электрическую.

Многие учёные бьются над поиском добычи альтернативных методов энергии. Начиная от использования процессов фотосинтеза и заканчивая энергиями Земли и солнечными ветрами. Ведь в век, когда электроэнергия особенно востребована, это как нельзя кстати. А имея интерес и некоторые знания, каждый может внести свой вклад в изучение получения халявной энергии.

Генератор Стивена Марка

Есть еще одна интересная и рабочая схема — генератор TPU, позволяющий добыть электричество из атмосферы. Ее придумал знаменитый исследователь Стивен Марк.

С помощью этого прибора можно накопить определенный электрический потенциал для обслуживания бытовых приборов, не задействуя при этом дополнительную подпитку. Технология была запатентована, в результате чего сотни энтузиастов пытались повторить опыт в домашних условиях. Однако из-за специфических особенностей ее не удалось пустить в массы.

Работа генератора Стивена Марка осуществляется по простому принципу: в кольце устройства происходит образование резонанса токов и магнитных вихрей, которые вызывают появление токовых ударов. Для создания тороидального генератора нужно придерживаться следующей инструкции:

  1. В первую очередь следует подготовить основание прибора. В качестве него можно использовать отрезок фанеры в форме кольца, кусок резины или полиуретана. Также необходимо найти две коллекторные катушки и катушки управления. В зависимости от чертежа размеры конструкции могут отличаться, но оптимальным вариантом являются следующие показатели: наружный диаметр кольца составляет 230 мм, внутренний — 180 мм. Ширина составляет 25 мм, толщина — 5 мм.
  2. Необходимо намотать внутреннюю коллекторную катушку, используя многожильный медный провод. Для лучшего взаимодействия применяют трехвитковую намотку, хотя специалисты уверены, что и один виток сможет запитать лампочку.
  3. Также следует подготовить 4 управляющие катушки. При размещении этих элементов нужно соблюдать прямой угол, иначе могут появиться помехи магнитному полю. Намотка этих катушек плоская, а зазор между витками составляет не больше 15 мм.
  4. Осуществляя намотку управляющих катушек, принято задействовать одножильные провода.
  5. Чтобы выполнить установку последней катушки, следует применить заизолированный медный провод, который наматывают по всей площади основания конструкции.

После выполнения перечисленных действий остается соединить выводы, установив перед этим конденсатор на 10 микрофарад. Питание схемы осуществляется с помощью скоростных транзисторов и мультивибраторов, которые подбираются с учетом размеров, типа проводов и других конструкционных особенностей.

Бесплатная энергия из атмосферного электричества

Сейчас существует всего два способа, с помощью которых можно добыть электричество из воздуха – с помощью ветрогенераторов и с помощью полей, которые пронизывают атмосферу. И если ветряные мельницы видели уже многие и примерно представляют, как они работают, и откуда берется энергия, то второй тип приборов вызывает множество вопросов.

Интересные открытия и машины принадлежат двум изобретателям – Джону Серлу и Сергею Годину. И большая часть экспериментов, которые проводят любители у себя дома, основывается на одной из двух схем. Как же этим двум людям удалось получить энергию из воздуха?

Джон Серл утверждает, что ему удалось создать вечный двигатель. В центр своей конструкции он поместил мощный многополюсный магнит, а вокруг него намагниченные ролики. Под действием электромагнитных сил ролики катятся, стараясь обрести стабильное положение, однако центральный магнит устроен так, что ролики никогда этого положения не достигают. Конечно, рано или поздно такая конструкция все равно должна остановиться, если не придумать способ подпитывать ее энергией извне. Во время одного из испытаний машина Серла проработала без остановки два месяца. Учёный утверждал, что ему удалось запатентовать способ подпитки своего прибора прямо от энергии вселенной, которая, как он считал, содержится в каждом кубическом сантиметре пространства. В это трудно поверить, но первую версию своего двигателя Джон Серл запатентовал еще в 1946 году.

Будучи собранным, это устройство приходило в самовращение и вырабатывало электрическую мощность. На Серла мгновенно посыпались заказы от желающих приобрести такую машину, способную черпать энергию из воздуха, однако разбогатеть на своем изобретении ученый не успел. Оборудование из лаборатории вывезли в неизвестном направлении, а его самого посадили в тюрьму по обвинению в краже электричества. Независимый британский суд просто не смог поверить, что всю электроэнергию для освещения своего дома Джон Серл производил сам.

Другой аппарат, внешне похожий на летающую тарелку, был обнаружен в подмосковном дачном поселке, и это первый в мире генератор электричества, которому не требуется топливо. Его изобретатель Сергей Годин уверен, что такого агрегата вполне хватит, чтобы обеспечить электричеством всех своих соседей по даче. Такое устройство, будучи установлено в подвале дома, полностью бы обеспечило большой современный жилой дом электричеством. Физик уверен, что на земле существует субстанция, до сих пор неизвестная современным учёным. Сергей Годин называет это явление эфиром.

Где взять бесплатное электричество

Добыть электричество можно из всего. Единственное условие: необходим проводник и разница потенциалов. Ученые и практики постоянно ищут новые альтернативные источники электричества и энергии, которые будут бесплатными. Следует уточнить, что под бесплатными подразумевается отсутствие платы за централизованное энергоснабжение, но само оборудование и его установка все же стоит средств. Правда, такие вложения с лихвой окупаются впоследствии.

На данный момент бесплатная электроэнергия добывается из трех альтернативных источников:

Методика получения электричестваОсобенности выработки энергии
Солнечная энергияТребует установки солнечных батарей или коллектора из стеклянных трубок. В первом случае электричество будет вырабатываться благодаря постоянному движению электронов под воздействием солнечных лучей внутри батареи, во втором — электричество будет преобразовано из тепла от нагрева.
Ветряная энергияПри ветре лопасти ветряка начнут активно вращаться, вырабатывая электричество, которое может сразу поставляться в аккумулятор или сеть.
Геотермальная энергияМетод заключается в получение тепла из глубины грунта и его последующей переработки в электроэнергию. Для этого пробуривают скважину и устанавливают зонд с теплоносителем, который будет забирать часть постоянного тепла, существующего в глубине земли.

Такие методы используются как обычными потребителями, так и в широких масштабах. Например, огромные геотермальные станции установлены в Исландии и вырабатывают сотни МВт.

loading…

Электричество из земли своими руками

Сначала на поверхности земли устанавливают проводник, который заземляют. Затем нужно подумать об устройстве, помогающем покинуть электронам проводник, то есть эммитере. Для этого можно использовать высоковольтный генератор или устройство, названное катушкой Тесла. Именно от его работы будет зависеть конечная сила тока.

Верхняя точка находится на определенном уровне потенциала земного электрического поля, которое начнет двигать электроны вверх к ней — туда, где находится эмиттер. Он будет освобождать электроны из металла проводника, а они, уже в качестве ионов, отправятся в атмосферу. Движение продолжается до тех пор, пока там потенциал не выровняется с электрическим полем Земли, то есть пока не будет достигнута нейтрализация.

Так природная электрическая цепь замыкается, и в нее включается потребитель энергии.

Следует учитывать, что электрическое поле находится выше заземленных проводников. В их роли выступают все постройки, деревья, линии электропередач и так далее. Поэтому чтобы установка работала в городских условиях, ее необходимо поднять выше расположенных поблизости крыш, шпилей и заземлителей.

Можно так представить электричество из земли. Схема перед вами.

Что необходимо для создания простой станции получения энергии

Как же осуществить получение электричества из воздуха? Минимум, необходимый для забора электроэнергии из воздуха, – земля и металлическая антенна. Между этими проводниками с разной полярностью устанавливается электрический потенциал, который накапливается на протяжении длительного времени. Учитывая непостоянность величины, рассчитать её силу почти невозможно. Подобная станция работает как молния: разряд тока происходит через определённое время, когда достигается максимальный потенциал. Таким способом можно получить довольно много электроэнергии, чтобы поддерживать работу электрической установки.

Альтернатива

В 1901 году знаменитый, гениальный учёный Николай Тесла сконструировал огромную башню Ворденклиф в Нью-Йорке. Компания JP Morgan взяла на себя финансовую часть проекта. Тесла хотел осуществить бесплатную радиосвязь и снабдить человечество бесплатным электричеством. Морган же просто ожидал беспроводную международную связь.

Идея бесплатного электричества привела в ужас промышленные и финансовые «Тузы». Желающих революций в мировой экономике не оказалось, все держались за сверхприбыли. Поэтому проект свернули.

Так что же построил Тесла? Как он собирался сделать бесплатное электричество? В XXI веке всё большую поддержку получает идея альтернативной энергетики, работающей на других источниках. Своеобразным оппонентом нефти, углю, газу здесь выступают возобновляемые ресурсы Земли и других планет.

Из чего можно получить бесплатное электричество? Солнечный свет, энергия ветра, земли, использование приливов и отливов, мускульная энергия человеческого тела могут изменить будущее планеты. Уйдут в прошлое трубопроводы, саркофаги реакторов. Многие государства смогут освободить свою экономику от необходимости закупать дорогостоящие источники электричества.

Поиску альтернативных источников энергии, которые легко возобновляются, уделяют большое внимание. В последние десятилетия человечество волнуют проблемы чистоты экологии, экономичности ресурсов

Полезные советы

Создавая прибор по добыче электроэнергии из воздуха, необходимо помнить об определенной опасности, которая связана с риском появления принципа молнии

Чтобы избежать непредвиденных последствий, важно соблюдать правильность подключения, полярность и прочие важные моменты.

Работы по изготовлению устройства для получения доступного электричества не требуют больших финансовых затрат или усилий. Достаточно подобрать простую схему и в точности следовать пошаговому руководству.

Конечно же, сверхмощный прибор своими руками создать проблематично, так как он требует более сложных схем и может обойтись в кругленькую сумму. А вот что касается изготовления простых механизмов, то такую задачу можно реализовать в домашних условиях.

Способ с нулевым проводом

Напряжение в жилой дом подается с использованием двух проводников: один из них фаза, второй – нуль. Если дом оборудован качественным заземляющим контуром, в период интенсивного потребления электроэнергии часть тока уходит через заземление в грунт. Подключив к нулевому проводу и заземлению лампочку на 12 В, вы заставите ее светиться, поскольку между контактами нуля и «земли» напряжение может достигать 15 В. И этот ток электросчетчиком не фиксируется.

Добыча электричества с помощью нулевого провода

Схема, собранная по принципу ноль – потребитель энергии – земля, вполне рабочая. При желании для выравнивания колебаний напряжения можно использовать трансформатор. Недостатком является нестабильность появления электричества между нулем и заземлением – для этого требуется, чтобы дом потреблял много электроэнергии.

Обратите внимание! Данный способ добывать даровое электричество пригоден только в условиях частного домовладения. В квартирах нет надежного заземления, а использовать в этом качестве трубопроводы систем отопления или водоснабжения нельзя

Тем более запрещено соединять контур заземления с фазой для получения электричества, так как заземляющая шина оказывается под напряжением 220 В, что смертельно опасно.

Несмотря на то, что такая система задействует для работы землю, ее нельзя отнести к источнику земной электроэнергии. Как добыть энергию, используя электромагнитный потенциал планеты, остается открытым.

Способ с двумя электродами

Простейший способ получить в домашних условиях электроэнергию – использовать принцип, по которому устроены классические солевые батарейки, где использована гальваническая пара и электролит. При погружении стержней, выполненных из разных металлов, в раствор соли, на их концах образуется разность потенциалов.

Мощность такого гальванического элемента зависит от целого ряда факторов, включая:

  • сечение и длину электродов;
  • глубину погружения электродов в электролит;
  • концентрацию солей в электролите и его температуру и т.д.

Чтобы получить электричество, требуется взять два электрода для гальванической пары – один из меди, второй из оцинкованного железа. Электроды погружают в грунт приблизительно на глубину в полметра, установив их на расстоянии около 25 см, относительно друг друга. Грунт между электродами следует хорошо пролить раствором соли. Замеряя вольтметром напряжение на концах электродов спустя 10-15 минут, можно обнаружить, что система дает бесплатно ток около 3 В.

Добыча электричества с помощью 2-х стержней

Если провести ряд экспериментов на разных участках, выяснится, что показания вольтметра варьируются в зависимости от характеристик грунта и его влажности, размеров и глубины установки электродов. Для повышения эффективности рекомендуется ограничить при помощи куска трубы подходящего диаметра контур, куда будет заливаться солевой раствор.

Внимание! Требуется использовать насыщенный электролит, а такая концентрация соли делает почву непригодной для роста растений.

Ответ читателю

Спасибо Вам, Александр, за очень интересный вопрос. Данная тема, поверьте, волнует не только Вас, но и большое количество жителей наше планеты, в том числе и автора данного материала и причин тому несколько.

  • Во-первых, это постоянный рост цен на энергоносители, что очень сильно толкает вверх инфляцию на прочие товары, из-за чего мы вынуждены вращаться как белки в колесе, постоянно наращивая производства, плюс современные банковские системы, но не будем об этом.
  • Во-вторых, многим не дает покоя окутанная тайной биография знаменитого сербского изобретателя Никола Тесла, который, по слухам, смог построить полноценную электростанцию, которая смогла обеспечить электрической энергией, взятой из эфира, целы город, но технологию заблокировали царившие в то время в Америке промышленники.
  • В-третьих, существуют рабочие схемы, которые мы и обсудим сегодня, а, как известно, все, что работает, можно усовершенствовать.

В интернете можно найти огромное количество видео, в которых домашние умельцы демонстрируют свои установки, которые в качестве источника энергии используют магнитное и электрическое поле Земли. Кто-то даже умудряется такие агрегаты продавать, но видеть в работе подобные устройства нам не приходилось, что, однако, не отрицает их реального существования.

Ходят слухи, что некая швейцарская компания, чье название автор успешно позабыл, официально продает за баснословные деньги компактные аппараты, с условием обслуживания только ее специалистами, компактные установки, способные обеспечивать электричеством полноценный дом со всеми приборами в нем.

Однако стоит понимать, что большинство таких фото и видео материалов являются подделками, с целью получения выгоды или славы, а отговорки, мол, выложить схемы устройств не можем, так как тут же изобретателей «прессанут» спецслужбы, можно считать лишь отговорками. При желании в интернет можно запустить что угодно, и вычистить это полностью будет нереально, хотя отрицать до конца теорию заговора, мы не хотим. Мало ли…

Но все это лирика, давайте поговорим, что мы можем соорудить своими руками, и может ли такая энергия пригодиться в быту.

Что правда, а что миф

Пробуем зажечь лампочку

Итак, можно ли получить электричество, использовав электрическое магнитное поле Земли?

Теоретически да! Земля – это, по сути, один огромный конденсатор, имеющий сферическую форму.

  • На внутренней поверхности планеты происходит накопление отрицательного заряда, тогда как на наружной – положительного.
  • Изолятор между ними – это атмосфера, через которую постоянно протекает ток, а разница потенциалов при этом сохраняется;
  • Потерянные заряды восстанавливаются за счет магнитного поля, являющегося, по сути, генератором.

Как же извлечь электричество из этой нехитрой схемы? Устройство должно состоять из следующих элементов:

  • Катушка Тесла (эмиттер) — генератор высоковольтный, который позволяет электронам покидать проводник;
  • Проводник;
  • Контур заземляющий, соединенный с проводником.

Дальнейшая инструкция в теории проста! В идеале, нам осталось подключиться к полюсу генератора и позаботится о качественном заземлении, но…

  • Самая высока точка установки, где располагается эмиттер, должна расположиться на такой высоте, чтобы потенциал электрического поля Земли, а точнее его разница, поднимал электроны вверх по проводнику.
  • Эмиттер, в виде ионов, станет их высвобождать в атмосферу и будет это происходить до тех пор, пока уровень потенциалов не сравняется.
  • К такой цепи могут подключаться потребители тока, причем их количество будет зависеть от мощности катушки Тесла.
  • Да, чуть не забыли! Нужно учесть высоту всех заземленных проводников в округе (деревья, металлические столбы, высотки и прочее) и сделать установку выше их всех, что делает затею практически нереальной к исполнению.

Реальность или миф

Когда речь идет о получении энергии из воздуха, большинство людей думает, что это откровенный бред. Однако добыть энергоресурсы буквально из ничего вполне реально. Более того, в последнее время на тематических форумах появляются познавательные статьи, чертежи и схемы установок, позволяющих реализовать такой замысел.

Принцип действия системы объясняется тем, что в воздухе содержится какой-то мизерный процент статистического электричества, только его нужно научится накапливать. Первые опыты по созданию такой установки проводились еще в далеком прошлом. В качестве яркого примера можно взять знаменитого ученого Николу Теслу, который неоднократно задумывался о доступной электроэнергии из ничего.

Талантливый изобретатель уделил этой теме очень много времени, но из-за отсутствия возможности сохранить все опыты и исследования на видео большинство ценных открытий осталось тайной. Тем не менее ведущие специалисты пытаются воссоздать его разработки, следуя найденным старым записям и свидетельствам современников. В результате многочисленных опытов ученые соорудили машину, которая открывает возможность добыть электричество из атмосферы, то есть практически из ничего.

Тесла доказал, что между основанием и поднятой пластиной из металла присутствует определенный электрический потенциал, являющий собой статическое электричество. Также ему удалось определить, что этот ресурс можно накапливать.

Затем ученый сконструировал сложный прибор, способный накапливать небольшой объем электрической энергии, используя лишь тот потенциал, который находится в воздухе. Кстати, исследователь определил, что незначительное количество электроэнергии, которая содержится в воздухе, появляется при взаимодействии атмосферы с солнечными лучами.

Рассматривая современные изобретения, следует обратить внимание на устройство Стивена Марка. Этот талантливый изобретатель выпустил тороидальный генератор, который удерживает намного больше электроэнергии и превосходит простейшие разработки прошлых времен

Полученного электричества вполне хватает для функционирования слабых осветительных приборов, а также некоторых бытовых устройств. Работа генератора без дополнительной подпитки осуществляется в течение большого промежутка времени.

Электричество из земли своими руками

Тем не менее многие люди не оставляют попыток извлечь электричество из земли, чтобы облегчить или изменить свою жизнь, и их не стоит останавливать, ведь самые важные открытия в истории человечества совершались именно упорными людьми, влюбленными в свои идеи.

Существует рейтинг самых популярных способов дешевого и быстрого получения электричества из земли.

Нулевой провод – нагрузка – почва

Переменный ток, благодаря которому в квартирах питаются все электрические приборы, поступает в жилища через два проводника: ноль и фазу. Из-за заземления большое количество энергии уходит в почву. Конечно, никому не хочется платить за то, что не удается использовать полностью. Поэтому предприимчивые люди уже давно поняли, как при помощи нулевого провода можно извлекать из земли энергию.

Этот способ основан на том, что земля в силу своих физических свойств является одновременно накопителем энергии и ее проводником.

Схема подземной прокладки кабеля

Чтобы извлечь электричество, нужно создать простейшую цепь.

  • На достаточном расстоянии в землю вкапывается два металлических кола, один из которых является катодом, а второй – анодом, в результате чего появится энергия напряжением от 1 до 3 В. Сила тока в этом случае будет ничтожно малой.
  • Чтобы увеличить напряжение и силу тока, придется на участке с огромной площадью вбить множество штырей, как последовательно, так и параллельно соединенных между собой. Последовательное соединение повышает напряжение, а параллельное – силу тока.
  • Когда напряжение достигнет 20-30 В, к цепи необходимо подключить простейший трансформатор для увеличения напряжения при выходе и аккумулятор для накопления и стабилизации электрической энергии. Последний этап – трансформация постоянного тридцати вольтажного тока в переменный, напряжением в 220 В.

Цинковый и медный электрод

Это самый простой, дешевый и эффективный на данный момент способ получения электрической энергии, именно по этому принципу устроены привычные всем батарейки.

Первым делом необходимо изолировать какое-то количество почвы, чтобы создать в ней максимально кислую среду. Затем подключить к этой изолированной земле цинковый и медный электроды. На выходе действительно получается электроэнергия. Этот принцип получения энергии во многом зависит от качества почвы – чем она кислее, тем лучше.

Аккумулятор из цинка и меди

Можно провести интересный эксперимент, поместив два ключа – медный и железный – в апельсин. В результате появляется напряжение до 1 В. Решающим фактором является площадь электродов, соприкасающихся с кислотой, и уровень кислотности самого апельсина.

Этого количества энергии хватает на зарядку простого телефона. Чтобы увеличить мощность, необходимо параллельно подключить к этой схеме еще несколько таких же цепей. В результате получится зарядить смартфон или ноутбук, но под электростанцию из апельсинов и электродов придется выделить огромное помещение.

Этот метод получения энергии хороший, но не надежный и не долговечный: как только начнется окисление цинковых и медных электродов, начнет падать напряжение, а затем прекратится поступление энергии. Исправить положение может счистка окиси и добавление кислоты.

Потенциал между крышей и землей

В земле устанавливается металлический штырь, от него к крыше протягивается провод, получившейся электрической энергией можно спокойно пользоваться.

Правда, только до первой грозы, ведь по сути – это настоящий проводник.

В лучшем случае пострадают проводка и электроприборы, в худшем возникнет угроза жизни обитателей дома.

Виды добычи

Альтернативное электричество может добываться из воздуха двумя способами:

  1. Ветрогенераторами;
  2. За счет полей, пронизывающих атмосферу.

Как известно, электрический потенциал имеет свойство накапливаться в течение определенного времени. Сейчас атмосфера изнизана различными волнами, производящимися электрическими установками, приборами, естественным полем Земли. Это позволяет говорить о том, что электричество из атмосферного воздуха можно добыть своими руками, даже не имея никаких специальных приспособлений и схем, но про особенности токопроизводства по этому варианты мы расскажем ниже.

Фото – грозовая батарея

Ветрогенераторы – это давно известные источники альтернативной энергии. Они работаю за счет преобразования силы ветра в ток. Ветряной генератор – это устройство, способное работать продолжительное время и накапливать энергию ветра. Данный вариант широко используется в различных странах: Нидерландах, России, США. Но, одной ветряной установкой можно обеспечить ограниченное количество электрических приборов, поэтому для питания городов или заводов устанавливаются целые поля ветроустановок. В использовании этого способа есть как достоинства, так и недостатки. В частности, ветер – это непостоянная величина, поэтому нельзя предугадать уровень напряжения и накопления электричества. При этом, это возобновляемый источник, работа которого совершенно не вредит окружающей среде.

Фото – ветряки

Видео: создание электричества из воздуха

Простые схемы

Желая добыть атмосферное электричество своими руками, следует рассмотреть различные схемы и чертежи. Некоторые из них настолько простые, что даже начинающий изобретатель без особых трудностей сможет воплотить их в жизнь и создать примитивную установку

Важно отметить, что современные сети и линии электропередач вызывают дополнительную ионизацию воздушного пространства, что повышает количество электрического потенциала, содержащегося в атмосфере. Остается научиться добывать его и накапливать

Наиболее простая схема подразумевает использование земли в качестве основания и металлической пластины в виде антенны. Такое устройство может накапливать электроэнергию из воздуха, а затем распределять ее для решения бытовых задач.

При создании такой установки не приходится задействовать дополнительные накопительные приборы или преобразователи. Между металлической землей и антенной устанавливается электрический потенциал, который имеет свойство расти. Однако из-за непостоянной величины предугадать его силу очень проблематично.

Принцип работы такого устройства чем-то напоминает молнию — когда потенциал достигает пиковой отметки, происходит разряд. Из-за этого можно добыть из земли и атмосферы внушительный объем полезных ресурсов.

Среди плюсов вышеописанной схемы следует выделить:

  1. Простоту реализации в домашних условиях. Такой опыт можно с легкостью выполнить в домашней мастерской, используя подручные материалы и инструменты.
  2. Дешевизну. При создании устройства не придется покупать дорогие приспособления или узлы. Достаточно найти обычную металлическую пластину с токопроводящими свойствами.

Однако кроме плюсов есть и существенные недостатки. Один из них заключается в высокой опасности, связанной с невозможностью рассчитать примерное количество ампер и силу импульса. Также в рабочем состоянии система создает открытый контур заземления, способный притягивать молнию. Именно по этой причине проект не приобрел массового распространения.

Атмосферное электричество своими руками

По схеме, расположенной ниже, можно провести опыт посерьезней, и повторить эксперимент самого Теслы, собрав миниатюрную катушку.

Саму катушку можно намотать корпус от маркера (диаметр маркера около 25 мм), количество витков должно быть в диапазоне от 700 до 1000, провод с сечением 0,14 мм. Вторичная обмотка должна состоять из 5 витков провода диаметром 1,5 мм. Для первичной обмотки потребуется около 50 м провода. Активный компонент в этом устройстве – это транзистор 2n2222, также имеется резистор и, в общем-то,  это все компоненты, которые входят в эту катушку.

Несмотря на то, что катушка получится маленькой, она все равно сможет выдавать небольшую искру, если вы дотронетесь до нее пальцем, зажечь спичку или заставить лампочку гореть. Наматывать проволоку можно на любой корпус, главное, чтобы в нем не было металлических частей. Не повторяйте ошибку, которую совершают многие. Если хотите сделать ее автономно не засовывайте батарею внутрь корпуса, если внутри находится транзистор, катушка работает нормально и почти не греется, но если бы там была батарея, то магнитное поле, которое создает сам трансформатор Теслы, будет влиять на батарею, и вы выведете из строя транзистор. Чем аккуратнее получится у вас наматывать витки, тем лучше будет результат, а для того, чтобы катушка сохранилась у вас подольше, можно покрыть ее бесцветным лаком для ногтей.

Более серьезные эксперименты требуют больших денежных, временных и силовых затрат, но даже на схеме выглядят впечатляюще.

Наверняка у вас на кухне есть вентиляционный канал, который иногда работает даже в выключенном состоянии, от сквозняка. Его можно использовать для того, чтобы бесплатно осветить комнату. Сделать это можно из подручных материалов, все подробно рассказано в видео:

Схема простой электростанции:

Читайте также:

  • Какой электрический ток называют переменным: где используют
  • Напряженность электрического поля

Электричество из земли

Земля является своего рода сферическим конденсатором, который заряжен до 300 000 В. Внутри поверхность имеет отрицательный заряд, а снаружи, в ионосфере — положительный. Атмосфера выступает в роли изолятора. Через нее протекают огромные токи, но разность потенциалов остается прежней.

Из этого следует, что существует природный генератор, восполняющий утерянные заряды. Им выступает магнитное поле, благодаря подключению к которому и удается получать электричество из земли.

Процесс состоит в создании надежного заземления с одной стороны, и подсоединении к генераторному полюсу, с другой. Если первую задачу реализовать просто, то со второй придется изрядно повозиться.

Добыча из воздуха

Атмосферное электричество вполне может быть использовано. Многих привлекает возможность поставить себе на службу природную стихию во время грозы.

В атмосфере также присутствуют волны от поля планеты. Оказывается, электричество можно добыть из воздуха своими силами, не применяя сверхсложные устройства.

Некоторые способы следующие:

  • грозовые батареи используют свойство электрического потенциала накапливаться;
  • ветрогенератор преобразовывает в электричество силу ветра, работая долгое время;
  • ионизатор (люстра Чижевского) — популярный бытовой прибор;
  • генератор TPU (тороидального) электричества Стивена Марка;
  • генератор Капанадзе — бестопливный энергетический источник.

Рассмотрим подробно некоторые из устройств.

Ветрогенераторы

Популярный и всеобще известный источник энергии, получаемой с помощью ветра — ветрогенератор. Подобные устройства давно применяются во многих странах.

Установка в единственном числе ограниченно обеспечивает нужды электропитания. Поэтому приходится добавлять генераторы, если нужно обеспечить энергией крупное предприятие. В Европе существуют целые поля с ветряными установками, абсолютно не наносящими вреда природе.

Стоит отметить: недостатком может считаться невозможность рассчитать заранее величины напряжения и тока. Следовательно, нельзя сказать, сколько накопится электричества, так как действие ветра не всегда предсказуемо.

Грозовые батареи

Устройство, накапливающее потенциал с использованием атмосферных разрядов, называется грозовой батареей.

Схема прибора включает лишь антенну из металла и заземление, не имея сложных преобразовывающих и накапливающих компонентов.

Между частями прибора появляется потенциал, который затем накапливается. Воздействие природной стихии не подлежит точному предварительному расчету и данная величина также непредсказуема.

Важно знать: это свойство довольно опасно при реализации схемы своими руками, так как создавшийся контур притягивает молнии с напряжением до 2000 Вольт.

Тороидальный генератор С. Марка

Устройство, изобретенное С. Марком, способно вырабатывать электричество через некоторое время после его включения.

Генератор TPU (тороидальный) может питать бытовые приборы.

Конструкция состоит из трех катушек: внутренней, внешней и управляющей. Он действует из-за появляющихся резонансных частот и магнитного вихря, способствующих образованию тока. Правильно составив схему, подобный прибор можно сделать самому.

Генератор Капанадзе

Изобретатель Капанадзе (Грузия) воспроизвел генератор свободной энергии, в основе разработки которого лежал загадочный трансформатор Н. Тесла, дающий гораздо большую выходную мощность, чем в токе контура.

Генератор Капанадзе — бестопливное устройство, являющееся примером новых технологий.

Запуск осуществляется от аккумулятора, но дальнейшая работа продолжается автономно. В корпусе осуществляется концентрация энергии, добываемая из пространства, динамики эфира. Технология запатентована и не разглашается. Это практически новая теория электричества и распространения волн, когда энергия передается от одной частицы среды к другой.

Гальванический элемент

Следующий способ – простая химия. Это самый реальный и понятный способ получения электричества из земли в домашних условиях. Для этого нужны медные и цинковые электроды. В их роли могут выступать пластины, штыри, гвозди. Если медь распространена – с цинком могут возникнуть проблемы, поэтому легче найти оцинкованное железо.

Нужно забить ваши электроды в землю на одинаковом расстоянии друг от друга. Допустим 1 метр в глубину и 0,5 метра между электродами. В таком случае медь будет катодом, а цинк – анодом. Напряжение такого элемента может составлять порядка 1-1,1 Вольта. Это значит, чтобы получить из земли электричество напряжением в 12 вольт нужно забить 12 таких электродов и соединить их последовательно.

Решающим фактором в такой батарее является площадь электродов, от этого зависит и сила тока, ровно, как и от того, что находится между ними. Для того, чтобы батарея выдавала ток – земля должна быть влажной, для этого её можно полить, иногда цинковый электрод заливают раствором соли или щёлочи. Для повышения токовой отдачи можно забить больше электродов и соединить их параллельно. Таким образом устроены все современные батареи и аккумуляторы.

На схеме ниже вы видите еще одну интересную реализацию такой батареи из медных труб и оцинкованных стержней.

Однако с течением времени электроды разрушаться и батарея постепенно прекратит свою работу.

Возможно ли это

Прежде чем рассмотреть технологические схемы и ответить на вопрос «как взять электроэнергию из почвы?», давайте разберемся насколько это реально.

Считается, что в земле очень много энергии и, если сделать установку – вы вечно будете бесплатно ей пользоваться. Это не так, ведь чтобы получить энергию нужен определенный участок земли и металлические штыри, которые вы в неё установите. Но штыри будут окисляться и рано или поздно приём энергии закончится. Кроме того, её количество зависит от состава и качества самой почвы.

Чтобы добиться хорошей мощности нужен очень большой участок земли, поэтому в большинстве случаев энергии, полученной из земли, достаточно для включения пары светодиодов или небольшой лампочки.

Из этого следует, что энергию из земли получить можно, но использовать её как альтернативу электросетям вряд ли получится.

Атмосферное электричество прошлого - всё просто. Часть 5 (окончание).: koparev — LiveJournal

Продолжение. Начало смотрите здесь, здесь, здесь и здесь.


Итак, уважаемые читатели, мы поняли принцип получения крайне дешёвого возобновляемого источника электричества, используемого в недавнем прошлом (привет Украине, блуждающей в его поисках). Сложно сказать, можно ли воспроизвести подобную установку в наше время. Очевидно, в черте населённых пунктов уже нет, так как нарушится работа всех приёмо-передающих устройста в зоне обеднённого эфира. Возможно, есть какие-то способы минимизировать такое вредное проявление, но здесь уже нужна практическая научно-исследовательская работа. В 19 веке человек не использовал телевидение, сотовую связь и прочие достижения цивилизации (и не имел Роскомнадзор), по этому размещать такие установки в центре населённых пунктов не составляло большого труда.
Работа подобной установки, как мы уже определили ранее, упрощённо будет осуществляться при соблюдении как минимум двух условий:
1) Должна иметься система, основным элементом которой будет являться горизонтально расположенный короткозамкнутый проводник большого сечения с пошаговым размещением ёмкостей с ртутью в непосредственной близости. При этом все элементы должны быть жёстко закреплены друг относительно друга;
2) В этой системе должна быть резонансная цепь, которая должна подводить к нашему проводнику колебание атмосферных эфирных масс с особыми характеристиками, для получения этих колебаний в самом толстом проводнике. Причём элементы резонансной цепи также должны быть жёстко закреплены по отношению ко всему вышеперечисленному.
На примере водонапорной башни и оконечных устройств водопровода это явно выдерживается. Это можно понять с точки зрения эксплуатации, объекты явно для того времени имели высокий уровень ответственности и должны были быть оборудованы автономными колебательными системами, резервирующими при сбоях друг друга и поддерживающих рециркуляцию воды.
Наверняка такое техническое решение не использовалось только в отдельно взятой системе водопровода. Были другие её применения. Допустим, выдержать условие 1) (см.выше) технически не составляет особого труда, а вот условие 2) требовало не только значительных усилий, но и специальных познаний для поддержания в работоспособном состоянии. Допустим, короткозамкнутый проводник с ртутными контейнерами можно повторить в мобильном исполнении (коробочка Тесла) и поставить его на трамвай, но как обеспечивать жёсткость и пространственную неизменность в азимутальной плоскости узлов резонансной системы? Задачей резонансной системы является передача эфирного возмущения на наш импровизированный контур. Это можно сделать через облако эфира повышенной плотности возле наших ртутных контейнеров с любой стороны, если подвести такое же облако.
Очевидно, можно сделать эталонный генератор эфирных колебаний где-то извне, а до нашей установки подвести через такое же эфирное облако или сеть таких облаков, где возмущение эфира передаётся также, как сигнал в РРЛ. Требования к энергетической мощности таких облаков минимальны, они не несут нагрузок, а служат только для передачи сигнала. Стоп.

Возвращаемся в часть 1 и смотрим на нашу непонятную АТС, более внимательно и другим взглядом (прикалывает отечественный триколор, фото сделано явно до известных событий).

Всё как всегда лежит на поверхности. Замечательный эталонный генератор перед вами. Вся колебательная система размещена внутри, чтобы поддерживалась постоянная температура и сводилось к минимуму влияние осадков. Как там внутри располагались ртутные контейнера и резонансная система, теперь мы уже не узнаем, Деревянные стены явно для того, чтобы эфирное облако хорошо энергетически согласовывалось с таким же облаком, находящимся снаружи и создаваемым набором непонятных шишек на стене. Шишки выводили скорее всего на ту сторону, откуда начинали ход наши непонятные столбы. Развешивать эти шишки со всех сторон не было необходимости. Ответные шишки находились на столбах.
Становится ясно, почему наш генератор разместили в этом месте. Очевидно, им пользовались многие, объект был своего рода стратегического назначения и нуждался в охране от хулиганов и прочего злодейского люда того времени. Высота подъёма нашего генератора определялась высотой столбов, которые было физически возможно установить в то время, и это место хорошо вписывалось по высоте на второй этаж пожарного депо.
Резонансная система работала от крестообразной антенны на шпиле надстройки (есть фото в части 1). Как она выглядела, восстановить уже не возможно. Стоит обратить внимание, что эфирное облако возле нашей надстройки было достаточным, чтобы своими возмущающими колебаниями зажигать фонарь на стене. Фонарь очевидно состоял из простой колбы с газом, к которой был единственный проводник в виде кронштейна, на котором он висел. Если приглядеться, за столбами висит ещё один фонарь. Коммутация фонарей осуществлялась вручную на каждом фонаре, судя по высоте его подвеса. На всех старых фото на любых других зданиях подобных фонарей нет. Сохранилось старое фото края водонапорной башни у земли, где тоже есть такой фонарь.

На других объектах, не содержащих генераторов, фонарей подобной конструкции не просматривается.

Вернёмся к столбам. Очевидно, U-образный элемент служил для того, чтобы траверсы с шишками были жёстко закреплены в вертикальной плоскости. Нижний загиб этого U-образного элемента очевидно служил для того, чтобы сам элемент не стал короткозамкнутым витком возле эфирного облака, создаваемого шишками. Если сделать реконструкцию в фотошопе, выглядело это примерно так:

Обратите внимание на башню. Очевидно, идёт реконструкция верха, т.е. фото примерно 1930-1935 годов.
Что же за шишки висели на перекладинах столбов, которые обеспечивали такое эфирное облако повышенной плотности, а главное такой диаграммы направленности?
Вот тут уместно всмомнить историю, рассказанную в конце части 1. Ничего бы этого может и не вспомнилось, если бы не глухое отверстие с тупой стороны того самого куска металла. Только недавно дошло, для чего он был предназначен. Оказывается, вот для чего. На вид этот своего рода неправильный цилиндр имел бронзовый цвет и был достаточно тяжёл. Сначала подумали, что это какая-то рыболовная снасть типа груза на сеть (ловить сетями втихаря в то время было популярно). Потом, когда эти яйцеобразные предметы были конфискованы, история быстро забылась.

Как ни странно, диаметр таких неправильных цилиндров был около 3 см. Почему? Очевидно, при такой величине достигаются оптимальные характеристики резонансной системы. Вспоминается статья из рунета, приведённая выше. Складывается мысль, что всё это давно известно, только надёжно спрятано благодаря коммунистической традиции "не знаешь как реагировать - запрещай" (ну и влиянию глобальной финансовой власти тоже). Если делать математическую модель системы, то надо искать ответ в этой величине, что-то там к ней привязано.

Ну а на столбах мы видим, что эфирное облако вокруг их верхней части создавалось набором металлических предметов, расставленных на горизонтальных перекладинах. Нужная диаграмма направленности облака достигалась за счёт неоднородности содержания ртути в веществе этих предетов. В боковых частях ртути было явно больше. Какой технологией это достигалось? Рискну предположить, что применялась технология нанесения специального сплава ртути с каким-то металлом на сердечник из бронзы. Возможно, что применялось простое нанесение ртутной амальгамы на поверхность сердечника. Увы, ответить на этот вопрос не возможно, пока не найдётся любой подобного рода экспонат. Может быть, такие вещи есть в фондах музеев, и их ошибочно принимают за картечь или что-то в этом роде (артефакт бронзового века).

Итак, получается сеть последовательно соединённых облаков, благодаря расчётно согласованной установке опор. Очевидно, что при наличии возмущения эфирного облака с одной стороны оно почти мгновенно передаётся на другой конец этой линии путём продольных колебаний, как звук. Становится понятным, почему столбы не всегда повёрнуты в ту сторону, в которую были бы повёрнуты при наличии проводов. Для продольных колебаний в обособленной среде это не нужно. Никакой энергетической нагрузки эта линия не имеет, а служит только для передачи сигналов нужной формы. А когда эти сигналы попадают в генератор например такой, как на нашей башне, то возбуждают в нём колебания без резонансной системы. И можно повторять такие генераторы везде, хоть на автомобилях, если они ездят вблизи этих столбов и имеют устройство сопряжения эфирных облаков - собственного и столбового. Звучит как фантастика, но увы, слишком много фактов.

Ну и в заключение напрашивается разгадка, как работал один из фонтанов системы водопровода, описанный в части 2.

Этот фонтан имел такой же генератор тока для питания рециркуляционного насоса, но только внешнее возмущение он получал не от резонансной системы, а со столбов, в зону влияния которых он попадал. Находился генератор внутри цокольной части фонтана, и это логично в целях безопасности. Судя по росту людей, стоял фонтан достаточно высоко, почти под уровень решёток на столбах. Эти столбы как раз видно на фото из предыдущего примера. И фонари на фонтане работали теперь понятно от чего.

Всё просто. Осталось дело за малым.

Автор не претендует на навязывание единственно правильного мнения в этой области и на ущемление чьих-то авторских прав, если подобное ранее уже публиковалось на других примерах. Всё вышеизложенное выведено только путём визуального анализа материалов и инженерного опыта, без каких-либо экспериментов.
Если найдутся люди, могущие воплотить это всё на практике, буду только рад.

Атмосферное электричество — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Атмосфе́рное электри́чество — совокупность электрических явлений в атмосфере, а также раздел физики атмосферы, изучающий эти явления. При исследовании атмосферного электричества изучают электрическое поле в атмосфере, её ионизацию и электрическую проводимость, электрические токи в ней, объёмные заряды, заряды облаков и осадков, грозовые разряды и многое другое[что?]. Все проявления атмосферного электричества тесно связаны между собой и на их развитие сильно влияют локальные метеорологические факторы. К области атмосферного электричества обычно относят процессы, происходящие в тропосфере и стратосфере.

Начало изучению атмосферного электричества было положено в XVIII веке американским учёным Бенджамином Франклином[1], экспериментально установившим электрическую природу молнии, и русским учёным Михаилом Ломоносовым — автором первой гипотезы, объясняющей электризацию грозовых облаков. В XX веке были открыты проводящие слои атмосферы, лежащие на высоте более 60—100 км (ионосфера, магнитосфера Земли), установлена электрическая природа полярных сияний и обнаружен ряд других явлений. Развитие космонавтики позволило начать изучение электрических явлений в более высоких слоях атмосферы прямыми методами.

Две основные современные теории атмосферного электричества были созданы английским учёным Ч. Вильсоном и советским учёным Я. И. Френкелем. Согласно теории Вильсона, Земля и ионосфера играют роль обкладок конденсатора, заряжаемого грозовыми облаками. Возникающая между обкладками разность потенциалов приводит к появлению электрического поля атмосферы. По теории Френкеля, электрическое поле атмосферы объясняется всецело электрическими явлениями, происходящими в тропосфере, — поляризацией облаков и их взаимодействием с Землёй, а ионосфера не играет существенной роли в протекании атмосферных электрических процессов.

Исследования атмосферного электричества позволяют выяснить природу процессов, ведущих к колоссальной электризации грозовых облаков, в целях прогноза и управления ими; выяснить роль электрических сил в образовании облаков и осадков; они дадут возможность снижения электризации самолётов и увеличения безопасности полётов, а также раскрытия тайны образования шаровой молнии.

Примеры атмосферного электричества

См. также

Примечания

Ссылки

Про атмосферное электричество - Все будет хорошо, готовьтесь... — LiveJournal

В связи с прочтением ряда оптимистических заметок о "свободной энергии" (особенно, некоторых ее разновидностей, типа трансформаторов Тесла и прочего "атмосферного электричества") вспомнилась пара баек, которые слышал в юные годы в древнюю доинтернетную эпоху:

В советские еще времена (кажется, в рассказе речь шла про Ригу), специалисты заметили в зоне покрытия одной городской радиостанции странный провал. В процессе исследования этого загадочного явления, они сделали ряд измерений и посетили несколько квартир, расположенных в домах в направлении провала, и в одной из них случайно заметили, что лампочка слегка подмаргивает в такт звуковой трансляции радиостанции. Дальнейшее расследование выявило, что какой-то местный мужик, радиотехник-любитель, проживавший недалеко от радиостанции, сделал мощную антенну и устройство преобразования, благодаря которым несколько лет пользовался своего рода "свободной" энергией:) Причем, рассказчик утверждал, что его тогда даже посадили, непонятно правда по какой статье...

Относительно недавно, кажется в 90-е годы дело было, или даже в 2000-е, на одной из высоковольтных ЛЭП, специалисты заметили существенно завышенные, и продолжавшие расти, потери электрической энергии. Поскольку, это могло быть симптомом какой-то неисправности изоляции и привести к серьезной аварии или несчастному случаю, было проведено тщательное расследование, но, никаких недостатков изоляции не было обнаружено. В процессе исследований один из специалистов обратил внимание, что в бытовках на дачных участках, которые были расположены прямо под ЛЭП (было такое, в период перестройки, когда народу раздавали под огороды зоны отчуждения прямо под высоковольтными ЛЭП) имеется электричество (горят лампочки, кипятятся электрочайники и т.д.), хотя, официально его туда не подводили и никак не могли провести (по закону нельзя). Дальнейшее расследование показало, что местные огородники массово использовали устройства по получению "атмосферного электричества", производство которых (и распродажу незадорого) наладил местный изобретатель, и которые фактически являлись бесконтактными устройствами дистанционного съема электрической энергии с ЛЭП... В этом случае, кажется, никто не пострадал, но "грабеж" электроэнергии, понятно, был прекращен.

Сильно подозреваю, что практически все локальные успехи первопроходцев "свободной энергии" в добыче "атмосферного электричества" связаны с аналогичными эффектами. А истоки успехов любителей "холодного термояда", скорее всего, связаны с ошибками в термодинамических расчетах (если только это не откровенная афера). Если бы кто-то из них действительно добился успеха, то такие установки уже жужжали бы сейчас в каждом гараже, и никакие ретрограды не смогли бы этому помешать.

Кстати, думаю, если в современном мегаполисе расположить антенное поле достаточных размеров (десятки или сотни метров), то легко можно получать с него десятки, а то и сотни ватт бесплатного "атмосферного электричества" (может и киловатты можно получить, но тут нужно считать...). Хотя, такое антенное поле будет создавать для электромагнитных излучений мощную зону затенения и может существенно повлиять на площадь покрытия эфирных радиостанций, мобильных сетей, вай-фая и т.д. Возможно, что "атмосферное электричество" можно получать и в безлюдной местности, за счет электромагнитного излучения Солнца, к примеру, но для получения мощности пригодной для практического использования, размеры антенного поля, в этом случае, будут измеряться многими километрами или десятками-сотнями километров... Хотя, ХЗ, надо считать... Может и окупится.

Атмосферное электричество - Atmospheric electricity

Электричество в планетных атмосферах

Атмосферное электричество - это исследование электрических зарядов в атмосфере Земли (или другой планеты ). Движение заряда между поверхностью Земли, атмосферой и ионосферой известно как глобальная электрическая цепь атмосферы . Атмосферное электричество - междисциплинарная тема с долгой историей, включающая концепции из электростатики , физики атмосферы , метеорологии и наук о Земле .

Грозы действуют как гигантская батарея в атмосфере, заряжая электросферу примерно до 400000 вольт по отношению к поверхности. Это создает электрическое поле во всей атмосфере, которое уменьшается с увеличением высоты . Атмосферные ионы, создаваемые космическими лучами и естественной радиоактивностью, движутся в электрическом поле, поэтому очень небольшой ток течет через атмосферу даже вдали от гроз. Вблизи поверхности земли величина поля в среднем составляет около 100 В / м.

Атмосферное электричество включает в себя как грозы , которые создают молнии, чтобы быстро разряжать огромное количество атмосферного заряда, хранящегося в грозовых облаках, так и постоянную электризацию воздуха из-за ионизации космических лучей и естественной радиоактивности , которые гарантируют, что атмосфера никогда не будет полностью нейтральной.

История

Искры , исходящие от электрических машин и из лейденских сосудов, предположили ранним экспериментаторам, Хоксби , Ньютону , Уоллу, Ноллету и Грею , что молния была вызвана электрическими разрядами. В 1708 году доктор Уильям Уолл был одним из первых, кто заметил, что искровые разряды напоминают миниатюрную молнию, после наблюдения искр от заряженного куска янтаря .

Эксперименты Бенджамина Франклина показали, что электрические явления в атмосфере принципиально не отличаются от тех, что производятся в лаборатории , путем перечисления многих сходств между электричеством и молнией. К 1749 году Франклин обнаружил, что молния обладает почти всеми свойствами, наблюдаемыми в электрических машинах.

В июле 1750 года Франклин выдвинул гипотезу, что электричество можно брать из облаков через высокую металлическую антенну с острым концом. Прежде чем Франклин смог провести свой эксперимент, в 1752 году Томас-Франсуа Далибар установил 40-футовый (12-метровый) железный стержень в Марли-ла-Виль , недалеко от Парижа, который собирал искры из проходящего облака. С наземными - изолированными антеннами, экспериментатор может привести к заземленному свинца с изолированной восковой ручкой близко к антенне, и наблюдать искровой разряд от антенны к заземляющему проводу. В мае 1752 года Далибард подтвердил, что теория Франклина верна.

Сообщается, что примерно в июне 1752 года Франклин провел свой знаменитый эксперимент с воздушным змеем. Эксперимент с воздушным змеем повторили Ромас, который извлек из металлической струны искры длиной 9 футов (2,7 м), и Кавалло , сделавший много важных наблюдений за атмосферным электричеством. Лемонье (1752) также воспроизвел эксперимент Франклина с антенной, но заменил заземляющий провод частицами пыли (испытание притяжения). Он продолжал документировать условия хорошей погоды , электризацию атмосферы в ясный день и ее суточные колебания. Беккариа (1775) подтвердил данные о суточных колебаниях Лемонье и определил, что полярность заряда атмосферы в хорошую погоду положительна. Saussure (1779) записал данные, относящиеся к индуцированному заряду проводника в атмосфере. Инструмент Соссюра (который содержал две маленькие сферы, подвешенные параллельно на двух тонких проволоках) был предшественником электрометра . Соссюр обнаружил, что электризация атмосферы в ясных погодных условиях имеет годовые колебания и также зависит от высоты. В 1785 году Кулон открыл электропроводность воздуха. Его открытие противоречило господствовавшей в то время мысли о том, что атмосферные газы являются изоляторами (а они в некоторой степени являются или, по крайней мере, не очень хорошими проводниками, когда они не ионизированы ). Эрман (1804) предположил, что Земля заряжена отрицательно, а Пельтье (1842) проверил и подтвердил идею Эрмана.

Несколько исследователей внесли свой вклад в растущий объем знаний об атмосферных электрических явлениях. Фрэнсис Рональдс начал наблюдать градиент потенциала и воздушно-земные течения около 1810 года, в том числе делал непрерывные автоматизированные записи . Он возобновил свои исследования в 1840-х годах в качестве первого почетного директора обсерватории Кью , где был создан первый расширенный и всеобъемлющий набор данных по электрическим и связанным с ними метеорологическим параметрам. Он также поставил свое оборудование на другие объекты по всему миру с целью определения атмосферного электричества в глобальном масштабе. Новый коллектор-капельница Кельвина и электрометр с разделенным кольцом были представлены в обсерватории Кью в 1860-х годах, и атмосферное электричество оставалось специальностью обсерватории до ее закрытия. Когда -то для измерений на больших высотах использовались воздушные змеи , а для подъема экспериментального оборудования в воздух до сих пор используются метеозонды или аэростаты . Первые экспериментаторы даже взлетали на воздушных шарах .

Хофферт (1888) идентифицировал отдельные нисходящие удары молнии с помощью первых камер. Эльстер и Гейтель , которые также работали над термоэлектронной эмиссией , предложили теорию, объясняющую электрическую структуру гроз (1885 г.), а позже открыли атмосферную радиоактивность (1899 г.) благодаря наличию в атмосфере положительных и отрицательных ионов . Покелс (1897) оценил силу тока молнии , анализируя вспышки молний в базальте (около 1900 г.) и изучая оставшиеся магнитные поля, вызванные молнией. Открытия электрификации атмосферы с помощью чувствительных электрических инструментов и идеи о том, как поддерживается отрицательный заряд Земли, были разработаны в основном в 20 веке, при этом важную роль сыграл CTR Wilson . Текущие исследования атмосферного электричества сосредоточены в основном на молнии, особенно на частицах высокой энергии и кратковременных световых явлениях, а также на роли электрических процессов, не связанных с грозой, в погоде и климате.

Описание

Атмосферное электричество присутствует всегда, и в хорошую погоду вдали от гроз воздух над поверхностью Земли заряжен положительно, а заряд поверхности Земли отрицательный. Это можно понять с точки зрения разницы потенциалов между точкой на поверхности Земли и точкой где-то в воздухе над ней. Поскольку в хорошую погоду атмосферное электрическое поле имеет отрицательное направление, принято относиться к градиенту потенциала, который имеет противоположный знак и составляет около 100 В / м на поверхности. Потенциальный градиент в большинстве мест намного ниже, чем это значение, потому что это среднее значение заряда, создаваемого каждой грозой и атмосферным возмущением по всему миру. Существует слабый ток проводимости атмосферных ионов, движущихся в атмосферном электрическом поле, около 2 пикоампера на квадратный метр, и воздух является слабопроводящим из-за присутствия этих атмосферных ионов.

Вариации

Глобальные суточные циклы атмосферного электрического поля с минимумом около 03 UT и максимумом примерно через 16 часов были исследованы Вашингтонским институтом Карнеги в 20-м веке. Это изменение кривой Карнеги было описано как «фундаментальное электрическое сердцебиение планеты».

Даже вдали от гроз атмосферное электричество может сильно изменяться, но, как правило, электрическое поле усиливается в тумане и пыли, тогда как электрическая проводимость атмосферы снижается.

Связи с биологией

Градиент атмосферного потенциала приводит к потоку ионов из положительно заряженной атмосферы на отрицательно заряженную поверхность земли. Над ровным полем в день с чистым небом градиент атмосферного потенциала составляет примерно 120 В / м. Объекты, выступающие из этих полей, например цветы и деревья, могут увеличить напряженность электрического поля до нескольких киловольт на метр. Эти приповерхностные электростатические силы обнаруживаются такими организмами, как шмель, чтобы перемещаться к цветам, и паук, чтобы начать рассеяние путем надувания на воздушном шаре. Считается, что градиент атмосферного потенциала также влияет на подповерхностную электрохимию и микробные процессы.

Рядом с космосом

Electrosphere слой (от нескольких десятков километров над поверхностью Земли до ионосферы) имеет высокую электропроводность , и, по существу , на постоянном электрическом потенциале. Ионосфера является внутренним краем магнитосферы и является частью атмосферы , которая ионизируется солнечным излучением. ( Фотоионизация - это физический процесс, при котором фотон падает на атом, ион или молекулу, что приводит к выбросу одного или нескольких электронов.)

Космическое излучение

Земля и почти все живое на ней постоянно бомбардируются радиацией из космоса. Это излучение в основном состоит из положительно заряженных ионов от протонов до железа и более крупных ядер, полученных из источников за пределами нашей солнечной системы . Это излучение взаимодействует с атомами в атмосфере, создавая воздушный поток вторичного ионизирующего излучения, включая рентгеновские лучи , мюоны , протоны , альфа-частицы , пионы и электроны . Ионизация из-за этого вторичного излучения обеспечивает слабую проводимость атмосферы и то, что небольшой ток, протекающий от этих ионов по поверхности Земли, уравновешивает ток, протекающий от гроз. Ионы имеют характерные параметры, такие как подвижность , время жизни и скорость генерации, которые меняются с высотой .

Грозы и молнии

Разность потенциалов между ионосферой и Землей поддерживаются грозами , с молнией доставки отрицательных зарядов из атмосферы на землю.

Карта мира, показывающая частоту ударов молний, ​​количество вспышек на км² в год (равновеликая проекция). Чаще всего удары молнии происходят в Демократической Республике Конго . Объединенные данные 1995–2003 гг. С оптического детектора переходных процессов и данные 1998–2003 гг. С датчика изображения молний.

Столкновения льда и мягкого града (крупа) внутри кучево-дождевых облаков вызывают разделение положительных и отрицательных зарядов в облаке, что необходимо для генерации молний. Как изначально образуется молния, до сих пор остается предметом споров: ученые изучили основные причины, начиная от атмосферных возмущений (ветер, влажность и атмосферное давление ) до воздействия солнечного ветра и энергетических частиц.

Средняя молния переносит отрицательный электрический ток 40 кА (хотя некоторые болты могут достигать 120 кА) и передает заряд в пять кулонов и энергию в 500 МДж , или энергию, достаточную для питания 100-ваттного лампочку чуть меньше двух месяцев. Напряжение зависит от длины болта, при этом диэлектрический пробой воздуха составляет три миллиона вольт на метр, а длина молний часто бывает несколько сотен метров. Однако создание лидера молний - это не простой вопрос пробоя диэлектрика, и окружающие электрические поля, необходимые для распространения лидера молний, ​​могут быть на несколько порядков меньше, чем прочность диэлектрического пробоя. Кроме того, градиент потенциала внутри хорошо развитого канала обратного хода составляет порядка сотен вольт на метр или меньше из-за интенсивной ионизации канала, что приводит к истинной выходной мощности порядка мегаватт на метр для энергичного возврата. рабочий ток 100 кА.

Если известно количество воды, которая конденсируется в облаке и впоследствии выпадает из него, то можно рассчитать полную энергию грозы. Во время средней грозы выделяемая энергия составляет около 10 000 000 киловатт-часов (3,6 × 10 13 джоулей ), что эквивалентно 20-килотонной ядерной боеголовке . Сильная и сильная гроза может быть в 10-100 раз сильнее.

Последовательность молний (длительность: 0,32 секунды)

Коронные разряды

Огонь Святого Эльма - это электрическое явление, при котором светящаяся плазма создается корональным разрядом, исходящим от заземленного объекта . Шаровую молнию часто ошибочно называют огнем Святого Эльма, хотя это отдельные и разные явления. Огонь Святого Эльма, хотя и именуется «огнем», на самом деле является плазмой и наблюдается обычно во время грозы на вершинах деревьев, шпилей или других высоких объектах или на головах животных в виде кисти. или звезда света.

Корона вызывается электрическим полем вокруг рассматриваемого объекта, ионизирующим молекулы воздуха, из-за чего возникает слабое свечение, легко видимое в условиях низкой освещенности. Приблизительно 1000 - 30 000 вольт на сантиметр требуется, чтобы вызвать огонь Святого Эльма; однако это зависит от геометрии рассматриваемого объекта. Острые точки, как правило, требуют более низких уровней напряжения для получения того же результата, поскольку электрические поля более сконцентрированы в областях с высокой кривизной, поэтому разряды более интенсивны на концах заостренных предметов. И огонь Святого Эльма, и обычные искры могут появиться при воздействии высокого электрического напряжения на газ. Огонь Святого Эльма наблюдается во время грозы, когда земля под грозой электрически заряжена, а в воздухе между облаком и землей находится высокое напряжение. Напряжение разрывает молекулы воздуха, и газ начинает светиться. Азот и кислород в атмосфере Земли заставляют Огонь Святого Эльма флуоресцировать синим или фиолетовым светом; это похоже на механизм, который заставляет светиться неоновые вывески.

Полость Земля-Ионосфера

В резонансы Шумана представляют собой набор пиков спектра в крайне низкой частоты (ELF) части спектра электромагнитного поля Земли. Резонанс Шумана возникает из-за того, что пространство между поверхностью Земли и проводящей ионосферой действует как волновод . Ограниченные размеры земли заставляют этот волновод действовать как резонатор для электромагнитных волн. Полость естественно возбуждается энергией от ударов молнии.

Заземление электрической системы

Атмосферные заряды могут вызвать нежелательное, опасное и потенциально смертельное накопление потенциального заряда в подвесных системах распределения электропитания. Оголенные провода, подвешенные в воздухе на многие километры и изолированные от земли, могут накапливать очень большие накопленные заряды при высоком напряжении, даже когда нет грозы или молнии. Этот заряд будет стремиться разрядиться по пути наименьшей изоляции, что может произойти, когда человек протягивает руку, чтобы активировать выключатель питания или использовать электрическое устройство.

Рассеивать атмосферный заряд накопления, одна стороны электрической распределительной системы соединена с землей во многих точках по всей системе распределения, так часто , как на каждом опорном полюсе . Один заземленный провод обычно называют «защитным заземлением», он обеспечивает путь для рассеивания потенциала заряда, не вызывая повреждений, и обеспечивает резервирование на случай, если какой-либо из путей заземления плохой из-за коррозии или плохой проводимости заземления. . Дополнительный электрический заземляющий провод, на который не подается питание, выполняет второстепенную роль, обеспечивая путь сильноточного короткого замыкания для быстрого срабатывания предохранителей и обеспечения безопасности поврежденного устройства, вместо того, чтобы незаземленное устройство с поврежденной изоляцией стало "электрически активным" через электросети и опасны для прикосновения.

Каждый трансформатор в распределительной сети переменного тока сегментирует систему заземления в новый отдельный контур цепи. Эти отдельные сети также должны быть заземлены с одной стороны, чтобы предотвратить накопление заряда внутри них по сравнению с остальной частью системы, что могло бы вызвать повреждение из-за разряда зарядных потенциалов через катушки трансформатора на другую заземленную сторону распределительной сети.

Смотрите также

генеральный
Электромагнетизм
разное

Ссылки и внешние статьи

Цитаты и примечания

Другое чтение

  • Ричард Э. Орвилл (редактор), " Атмосферное и космическое электричество ". (Виртуальный журнал «Выбор редакции» ) - « Американский геофизический союз ». ( AGU ) Вашингтон, округ Колумбия 20009-1277 США
  • Schonland, BFJ, " Атмосферное электричество ". Метуэн и Ко., Лтд., Лондон, 1932 г.
  • МакГорман, Дональд Р., У. Дэвид Раст, Д. Р. Макгорман и В. Д. Раст, « Электрическая природа штормов ». Oxford University Press, март 1998 г. ISBN   0-19-507337-1
  • Волланд, Х., " Атмосферная электродинамика" , Springer, Berlin, 1984.

Сайты

дальнейшее чтение

внешние ссылки

Атмосферное электричество своими руками: схема, видео, как получить

Многие ученые интересуются атмосферным электричеством. Историки находят на дошедших до нас картинах, гравюрах, а также архитектурных сооружениях следы того, что в не таком далеком прошлом люди им пользовались. Представители технических профессий пытаются объяснить, как и на каком принципе работали эти установки по добыче электричества из атмосферы. Но дальше настольных установок с минимальной мощностью разработки не пошли, а по их убеждениям, этого атмосферного электричества должно с избытком хватать на все нужды всего человечества.

Ответ на эту проблему кроется как раз в концентрации самого этого электричества в атмосфере. Атмосферное электричество прошлого было другим. Примерно за 450 лет наша Земля не только изменила наклон своей оси и приобрела огромный объем соленой воды, но также и потеряла концентрацию атмосферного давления. А так как все взаимозависимо, концентрация атмосферного электричества напрямую зависит от концентрации атмосферы, и сегодня его едва хватает на периодические пробои.

Атмосферное электричество в 18 веке

Первым ученым, который решил серьезно изучать молнию, а заодно и защиту от нее, стал выдающийся американский ученый-дипломат Бенджамин Франклин. В 1750 Франклин опубликовал работу, в которой предложил провести эксперимент – запустить воздушного змея во время грозы. В распоряжении Франклина были довольно простые средства:

  1. Обычный воздушный змей, на крестовине которого был прикреплен железный провод.
  2. Бечевка, с привязанной к ней шелковой лентой и железным ключом.

Он запускал его во время грозы и получил два удивительных результата:

  • Доказал электрическую природу молнии, потому что шелковые края ленты начали топорщиться, из ключа вылетали искры и электризовался железный провод.
  • Впервые открыл громоотвод.

В 1753 году аналогичный эксперимент с молнией проводил Георг Рихман в Санкт-Петербурге. Он стоял на расстоянии всего 30 см от своего прибора, который назывался электрическим указателем и был прототипом электроскопа. Во время грозы возле прибора возник бледно-голубой шар и направился к голове ученого. Прозвучал громкий хлопок, и Рихман упал замертво. Ассистентом ученого в тот день был Соколов, который впоследствии изобразил схему, представленную ниже.

Со времен Франклина и Рихмана приборы для опытов стали более серьезными, но молния продолжает вызывать много вопросов.

Бесплатная энергия из атмосферного электричества

Сейчас существует всего два способа, с помощью которых можно добыть электричество из воздуха – с помощью ветрогенераторов и с помощью полей, которые пронизывают атмосферу. И если ветряные мельницы видели уже многие и примерно представляют, как они работают, и откуда берется энергия, то второй тип приборов вызывает множество вопросов.

Интересные открытия и машины принадлежат двум изобретателям – Джону Серлу и Сергею Годину. И большая часть экспериментов, которые проводят любители у себя дома, основывается на одной из двух схем. Как же этим двум людям удалось получить энергию из воздуха?

Джон Серл утверждает, что ему удалось создать вечный двигатель. В центр своей конструкции он поместил мощный многополюсный магнит, а вокруг него намагниченные ролики. Под действием электромагнитных сил ролики катятся, стараясь обрести стабильное положение, однако центральный магнит устроен так, что ролики никогда этого положения не достигают. Конечно, рано или поздно такая конструкция все равно должна остановиться, если не придумать способ подпитывать ее энергией извне. Во время одного из испытаний машина Серла проработала без остановки два месяца. Учёный утверждал, что ему удалось запатентовать способ подпитки своего прибора прямо от энергии вселенной, которая, как он считал, содержится в каждом кубическом сантиметре пространства. В это трудно поверить, но первую версию своего двигателя Джон Серл запатентовал еще в 1946 году.

Будучи собранным, это устройство приходило в самовращение и вырабатывало электрическую мощность. На Серла мгновенно посыпались заказы от желающих приобрести такую машину, способную черпать энергию из воздуха, однако разбогатеть на своем изобретении ученый не успел. Оборудование из лаборатории вывезли в неизвестном направлении, а его самого посадили в тюрьму по обвинению в краже электричества. Независимый британский суд просто не смог поверить, что всю электроэнергию для освещения своего дома Джон Серл производил сам.

Другой аппарат, внешне похожий на летающую тарелку, был обнаружен в подмосковном дачном поселке, и это первый в мире генератор электричества, которому не требуется топливо. Его изобретатель Сергей Годин уверен, что такого агрегата вполне хватит, чтобы обеспечить электричеством всех своих соседей по даче. Такое устройство, будучи установлено в подвале дома, полностью бы обеспечило большой современный жилой дом электричеством. Физик уверен, что на земле существует субстанция, до сих пор неизвестная современным учёным. Сергей Годин называет это явление эфиром.

Атмосферное электричество своими руками

По схеме, расположенной ниже, можно провести опыт посерьезней, и повторить эксперимент самого Теслы, собрав миниатюрную катушку.

Саму катушку можно намотать корпус от маркера (диаметр маркера около 25 мм), количество витков должно быть в диапазоне от 700 до 1000, провод с сечением 0,14 мм. Вторичная обмотка должна состоять из 5 витков провода диаметром 1,5 мм. Для первичной обмотки потребуется около 50 м провода. Активный компонент в этом устройстве – это транзистор 2n2222, также имеется резистор и, в общем-то,  это все компоненты, которые входят в эту катушку.

Несмотря на то, что катушка получится маленькой, она все равно сможет выдавать небольшую искру, если вы дотронетесь до нее пальцем, зажечь спичку или заставить лампочку гореть. Наматывать проволоку можно на любой корпус, главное, чтобы в нем не было металлических частей. Не повторяйте ошибку, которую совершают многие. Если хотите сделать ее автономно не засовывайте батарею внутрь корпуса, если внутри находится транзистор, катушка работает нормально и почти не греется, но если бы там была батарея, то магнитное поле, которое создает сам трансформатор Теслы, будет влиять на батарею, и вы выведете из строя транзистор. Чем аккуратнее получится у вас наматывать витки, тем лучше будет результат, а для того, чтобы катушка сохранилась у вас подольше, можно покрыть ее бесцветным лаком для ногтей.

Более серьезные эксперименты требуют больших денежных, временных и силовых затрат, но даже на схеме выглядят впечатляюще.

Наверняка у вас на кухне есть вентиляционный канал, который иногда работает даже в выключенном состоянии, от сквозняка. Его можно использовать для того, чтобы бесплатно осветить комнату. Сделать это можно из подручных материалов, все подробно рассказано в видео:

Схема простой электростанции:

Читайте также:

атмосферного электричества | MalagaBay

Первое издание учебника Физика воздуха У. Дж. Хамфриса было опубликовано в 1920 году, второе издание вышло в 1929 году, а третье [и последнее] издание - в 1940 году.

Уильям Джексон Хамфрис (3 февраля 1862 г. - 10 ноября 1949 г.) был американским физиком и исследователем атмосферы.

Работал в области спектроскопии, физики атмосферы и метеорологии.

В области спектроскопии обнаружил смещение спектральных линий под давлением.

В физике атмосферы он нашел очень хорошую модель стратосферы в 1909 году.

Он написал множество книг, в том числе учебник под названием Physics of the Air , впервые опубликованный в 1920 году и считавшийся стандартной работой того времени, хотя последний раз он был опубликован в 1940 году.

https://en.wikipedia.org/wiki/William_Jackson_Humphreys

Физика воздуха считалась «стандартной работой» между 1920-ми и 1940-ми годами и дает прекрасное понимание Наука об атмосфере до эпохи Settled Science .

Эта публикация ссылается на второе издание [1929] Physics of the Air [которое можно прочитать или загрузить на веб-сайте Archive.org], но следует отметить, что в предисловии к третьему изданию [1940] отмечается, что « не содержит радикальных отклонений ни от плана, ни от объема второго », хотя третье издание исправляет несколько ошибок и включает некоторую дополнительную информацию.

Глава Атмосферное электричество в этой «стандартной работе» особенно интересна, потому что в ней обсуждается градиент потенциала , который изучался и наблюдался во время плаваний Карнеги и Мод.

Потенциальный градиент у поверхности .
Вертикальный градиент потенциала у поверхности земли, связанный с общим зарядом на Земле плюс заряды, локально вызванные облаками или иным образом, сильно варьируется в зависимости от местоположения, сезона, часа и погодных условий.

Он даже меняет знаки, часто во время гроз, но его общее среднее значение над уровнем моря и над уровнем суши в хорошую погоду, по-видимому, составляет порядка 100 вольт на метр в ответ на отрицательный заряд поверхности .

Эффект локации .
Поскольку земля является проводником, очевидно, что распределение на ее поверхности и результирующий вертикальный градиент потенциала будут настолько изменены топографией, что в узких долинах будут меньше, чем на соседних гребнях.

Над ровными участками одной и той же высоты градиент, по-видимому, самый большой внутри континентов умеренных зон и меньше всего в тропиках, а также, возможно, в очень высоких широтах.

Годовое изменение .
Годовое изменение вертикального градиента потенциала у поверхности земли сильно отличается от места к месту.

В целом, он сравнительно невелик в тропических регионах, а также повсюду на горных вершинах, но велик, в некоторых случаях в два раза превышающем среднегодовое значение, в умеренных зонах, где градиент изменяется примерно следующим образом: : Повышение осенью и в начале зимы до максимума, возможно, 250 вольт на метр, с последующим быстрым снижением весной до умеренно постоянного летнего минимума, примерно 100 вольт на метр.

Суточное изменение .
Суточный ход градиента потенциала, как показано на рис. 140, после Бауэра и Сванна, меняется в зависимости от места, сезона и высоты.

Его амплитуда больше вдоль средних широт, внутри континентов, чем на низких широтах или где-либо над океаном; Зимой, когда у него одиночная гребень, больше, чем летом, когда у нее двойная гребень.

На средних высотах, ½ километра или меньше, уклон имеет только один дневной максимум и минимум, независимо от периодов его поверхности.

Из приведенных выше фактов кажется, что однократное дневное изменение градиента потенциала является фундаментальным, а летний дневной минимум, который развивает двойные суточные колебания, является лишь неглубоким возмущением. Кроме того, цитата из Мочли:

Установлено, что преобладающее количество данных наблюдений, сделанных на борту «Карнеги» в каждом из основных океанов, указывает на то, что суточные колебания градиента потенциала над океанами в первую очередь связаны с 24-часовой «волной», которая прогрессирует примерно в соответствии с универсальное, а не местное время.Согласно среднегодовым результатам всех наблюдений за океаном на сегодняшний день, эта первичная волна имеет амплитуду около 15 процентов от среднесуточного значения потенциального градиента и достигает своего максимального развития примерно через 17,5 часа. время по Гринвичу.

И Уиппл добавил тот важный факт, что суточное изменение градиента электрического потенциала над океанами примерно совпадает с аналогичным изменением мировых гроз.

Таким образом, может показаться, что состоит из двух членов в этой суточной вариации; один, доминирующий над континентами, соответствует местному времени и, предположительно, обусловлен местными условиями; и другой, доминирующий над океанами, который следует за всемирным временем и, возможно, связан с возникновением гроз, на которые одновременно влияют инсоляция и распределение континентов и океанов.

Потенциальный градиент и высота .
Измерения градиента потенциала от свободных аэростатов показали, что он сильно и нерегулярно изменяется в низком пыльном слое, а над этим слоем он уменьшается все менее и менее быстро до сравнительно небольшого значения на высоте всего в несколько километров.

Если градиент поверхности составляет 100 вольт на метр, он может составлять 25 вольт на метр на высоте 1,5 километра, 10 на высоте 4 километра, 8 на высоте 6 километров, с аналогичным уменьшением для больших высот.

Разность потенциалов между землей и верхними слоями атмосферы обычно оценивается примерно в 1 000 000 вольт .

Физика воздуха - У. Дж. Хамфрис - 1929 - Книжная компания McGraw-Hill
https://archive.org/details/physicsoftheairs032485mbp

Physics of the Air также исследует атмосферные токи.

В атмосфере существует по крайней мере четыре различных электрических тока: два всегда и везде, или почти так, и два спорадически, во времени и в месте.

Это:

а. Разряд молнии , примерно 100 в секунду для Земли в целом, с передачей от 10 до 20 кулонов каждый.

г. Осадки , или токи, вызванные выпадением заряженного дождя, снега, града и т. Д.

Среднюю силу такого тока можно определить по количеству осадков и заряду, обычно положительному, на кубический сантиметр, скажем, дождя или его эквивалента в случае снега или града.

Во время дождей без грозы этот ток часто в среднем составляет около 10 -16 ампер на квадратный сантиметр поверхности.

Во время сильных гроз, однако, оно намного больше, сообщалось даже о 10-12 ампер на квадратный сантиметр для коротких интервалов.

г. Конвекционные токи , вызванные механическим переносом ионов в атмосфере из одного места в другое ветрами, включая вертикальную конвекцию.

Сила такого тока на единицу площади под прямым углом к ​​направлению ветра получается путем умножения скорости ветра на чистую плотность заряда.

Значение p сильно варьируется, но на большей части атмосферы конвекционный ток составляет порядка 10 -16 ампер на квадратный сантиметр поперечного сечения ветра при скорости ветра в метр / секунду.

г. Ток проводимости из-за нисходящего потока одного набора ионов, обычно положительного, и одновременного восходящего потока другого набора в ответ на вертикальный градиент потенциала.

Плотность этого тока или сила на квадратный сантиметр поперечного сечения может быть вычислена из градиента потенциала и проводимости или, с помощью подходящего устройства, может быть измерена напрямую.

Среднее значение этого тока проводимости составляет порядка 2 x 10 -16 ампер на квадратный сантиметр, по-видимому, всей поверхности Земли.

Обычно днем ​​меньше, чем ночью, а летом меньше, чем зимой; но всегда такой величины, что общая сумма тока для всей земли составляет примерно 1000 ампер, что достаточно, чтобы унести весь заряд земли, 45 x 10 4 кулонов, за 7,5 минут, если он не пополнялся постоянно .

Как поддерживается этот постоянный ток, всегда, в целом, в одном и том же направлении - как земля может так быстро разряжаться и, тем не менее, всегда быть одинаково заряженной, как катаракта, всегда падающая, но никогда не высыхающая - это настоящее Актуальная проблема атмосферного электричества .

Физика воздуха - У. Дж. Хамфрис - 1929 - Книжная компания McGraw-Hill
https://archive.org/details/physicsoftheairs032485mbp

Хамфрис далее обсуждает эту «самую неотложную проблему» и намечает некоторые возможные решения.

Происхождение и сохранение заряда Земли

Были выдвинуты многочисленные гипотезы, объясняющие отрицательный заряд Земли и объясняющие, как этот заряд сохраняется, несмотря на ток, который исчерпал бы его за несколько минут, если бы он каким-то образом не пополнялся постоянно, а ни тому, ни другому еще не найдено объяснение, отвечающее всем трудностям и подтвержденное наблюдениями и экспериментами.

Эберт приписал их положительно заряженному воздуху, который выходит из пор земли в начале низкого барометрического давления, и его диффузии ветрами и конвекцией.

Ленард приписывал нормальный градиент в основном положительной зарядке воздуха брызгами океанских волн.

Сван, однако, показал, что все теории этого типа неадекватны, потому что, среди прочего, конвекция слишком медленная, чтобы положительные ионы поднялись в атмосферу, где, как известно, они существуют в большом количестве, прежде чем они будут нейтрализованы отрицательной землей. -воздушный ток.

Поскольку атмосфера все время более или менее ионизирована, кажется разумным предположить, как это делали многие, что частицы любого заметного размера, падая через нее, оставят ее положительно заряженной из-за более высокой скорости и, следовательно, более вероятного захвата. отрицательных ионов.

Эта теория ослабляется тем фактом, что в целом больше положительного электричества, по-видимому, разрушается дождем и снегом, чем отрицательным.

С другой стороны, действительно выпадает много отрицательно заряженных дождей, и по крайней мере некоторые из тех, которые положительно заряжены при достижении Земли, могут быть таковыми из-за механического захвата ионов обоих классов при их прохождении через воздух, в который обычно имеет положительный объемный заряд.

Кроме того, большие, или ланжевеновские, ионы, которые оседают медленно, в большей степени отрицательны, чем положительны.

Таким образом, идея о том, что ток проводимости отрицательного электричества вдали от Земли может быть в значительной степени уравновешена гравитационным возвратом, еще не была окончательно опровергнута.

Поскольку и Земля, и верхние слои атмосферы, скажем, на высоте 50 километров над поверхностью и далеко за ее пределами, являются отличными проводниками по сравнению с нижним воздухом, они представляют собой довольно хороший, хотя и несколько негерметичный конденсатор.

Предположительно, и земля, и верхний воздух быстро распределяют по всему миру каждый получаемый заряд, за исключением тех случаев, когда он может быть связан локализованным зарядом в промежуточном диэлектрике или нижнем воздухе.

Этот диэлектрик между пластинами конденсатора все время содержит около 1800 гроз и пробивается примерно 100 разрядами молнии каждую секунду.

И поскольку, возможно, только 1 из 10 этих разрядов идет на Землю, представляется вероятным, что многие из них распространяются диффузно в верхний воздух, который так сильно ионизирован, предположительно, из-за инсоляции.

Кроме того, поскольку заряды во время грозы часто разделяются ветром или иным образом, а их ионы в значительной степени иммобилизуются за счет прикрепления к облачным частицам, кажется возможным, что их отдельные воздействия на проводящий верхний воздух делают его относительно богатым положительными ионами. , и плохие отрицательные, так как последние, будучи более подвижными, легче разрушаются.

Очевидно, существует также тенденция к возникновению такого же электрического дисбаланса в воздухе под облаками, но это относительно неэффективно из-за плохой проводимости.

Когда облачные капли испаряются, их заряды остаются, но, по-видимому, теперь прикреплены к ядрам конденсации, которые, таким образом, становятся крупными ионами, которые с избыточными отрицательными зарядами медленно оседают под действием силы тяжести на землю.

Каким-то образом, возможно, как здесь описано, грозы в основном установили и поддерживают разность потенциалов около 1000000 вольт между землей и высокоионизированной областью верхних слоев воздуха - разность, которая мала по сравнению с локальными и локальными. временно создаваемые этими бурями в диэлектрике между проводящими пластинами и вызывающие разряды молний.

Эта концепция может быть очень ошибочной, но из нее можно вывести практически все важные факты наблюдений об атмосферном электричестве, такие как обратная зависимость проводимости и градиента потенциала, эффекты пыли, тумана, ветра, облаков, времени суток и т. Д. .

Следовательно, это как минимум помощь памяти.

Если мы будем настаивать на том, что действия силы тяжести, такие как дождь, приносят на Землю больше положительного электричества, чем отрицательного, как показывают многие наблюдения, и вместе с Симпсоном будем считать, что молния обычно положительна от облака до земли, и, наконец, Поскольку щеточные разряды от заземленных предметов имеют отрицательное электричество, найти утешительное объяснение не так просто.

Но даже в этих или практически в этих неблагоприятных условиях были разработаны теории, особенно теория проникающего излучения Свана, в которой предполагается, что входящее излучение с высокой проникающей способностью не только вызывает ионизацию, как это известно, но также сильно толкает вперед электроны, которые он отсоединяет.

Таким образом предполагается, что земля сохраняет отрицательный заряд до такой величины, что результирующий ток проводимости в среднем равен и противоположен направляемому вниз корпускулярному току.

Таким образом, очевидно, что поддержание электрического заряда Земли все еще является большой проблемой для атмосферного электричества, но она не должна и, вероятно, не будет оставаться таковой еще долго.

Физика воздуха - У. Дж. Хамфрис - 1929 - Книжная компания McGraw-Hill
https://archive.org/details/physicsoftheairs032485mbp

В 1989 году Ларс Волин [в своей очень удобной для чтения Атмосферной электростатике ] пересмотрел историю атмосферного электричества и основал новую область исследований: Fairweather Electricity

Первым зарегистрированным человеком, который предположил связь между электричеством и молнией, был англичанин по имени Д.Уильям Уолл (1708).

Он заметил сходство между молнией и потрескивающими искрами, возникающими при трении янтаря.

С. Грей (1735) и А.Г. Розенберг (1745) упоминают сходство между явлениями молнии и электрическим огнем, производимым электрическими машинами в лаборатории; и в книге, опубликованной в Лейпциге 1746 г., Винклер описывает несколько сходств между молнией и электричеством.

В это время стали доступны улучшенные электрические машины и лейденские банки, и началась новая эра электротехники.

Многие другие ученые, в том числе Бенджамин Франклин, также подвергали сомнению природу молнии, признавая ее сходство с искрами, возникающими в лаборатории.

«Как же громко должно быть трещина в 10 000 акров электрифицированного облака!» воскликнул Франклин.

В письме к доктору Джону Митчелу из Королевского общества в Англии он приложил трактат «Сходство молнии и электричества».

По словам Митчела, газета была прочитана Обществом на фоне смеха его якобы экспертов по электричеству.

В 1751 году несколько его работ были опубликованы в Англии в виде книги и вскоре переведены на французский натуралистом Д’Алибаром.

Д’Алибард был настолько заинтригован экспериментом с будкой, что решил испытать его сам.

Экспериментальное сооружение, немного отличающееся по конструкции, было возведено за пределами Парижа в Марли.

К 10 мая 1752 года Д’Алибард (1752) успешно определил, что грозовые облака действительно электрически заряжены.

Через несколько недель в Америке Франклин, не подозревая об успехе Д’Алибарда, провел свой знаменитый эксперимент с воздушным змеем.

Это был эксперимент бедняков, простой и гениальный.

Это показало, что отсутствие финансовой помощи - недостаточный сдерживающий фактор для гения.

(Интересно, посоветовали ли доктору Франклину при поиске финансовой поддержки запустить воздушного змея).

В своем эксперименте с воздушным змеем Франклин не только подтвердил электрический характер молнии, но также, что более важно, обнаружил, что облака имеют отрицательный заряд у основания и положительно заряженные на вершине , таким образом формируя гигантские электрические диполи, плавающие в нашей атмосфере.

Эксперименты Д'Алибарда-Франклина повторяли многие исследователи, и, пожалуй, наиболее примечательным является Л. Лемонье (1752 г.), который с помощью своего более чувствительного прибора обнаружил, что слабые электрические заряды могут быть обнаружены в атмосфере в отсутствие облаков .

Он также заметил разницу в интенсивности электричества днем ​​и ночью.

Открытие Лемонье важно, потому что оно дало начало новой области исследований в физике атмосферы, а именно «Электричество Фэйрвезера» .

Глава 1 - Атмосферная электростатика - Ларс Волин - 1989
Литература по исследованиям Colutron - Colutron Research Corporation - Боулдер, Колорадо
http://www.colutron.com/products/cosmos.html

Однако Ларс Волин пришел к выводу, что на «самый срочный вопрос», поставленный Хамфрисом, «еще предстоит ответить».

Остается ответить на один важный вопрос.

Что вызывает положительный объемный заряд в атмосфере и как противоположный отрицательный заряд сохраняется на поверхности Земли?

Как упоминалось ранее, существуют две школы мысли, согласно которым все грозы во всем мире заряжают систему Земля-атмосфера (Wilson 1929), и более поздняя теория, предложенная автором (1973), которая рассматривает электрохимический эффект в качестве механизма зарядки, при котором отрицательные атмосферные ионы преимущественно захватываются земной поверхностью, оставляя пространственный заряд положительных ионов в окружающей атмосфере.

Обе теории могут быть поддержаны свидетельствами небольшой систематической суточной вариации поля ясной погоды, которая, как полагают, связана с глобальной атмосферной конвекционной активностью.

Эффект был впервые обнаружен в Лапландии в 1905 году Симпсоном, результаты которого были позже дополнены Хоффманном (1923) и Мочли (1923).

Эффект проиллюстрирован на рис. 15, где среднее изменение глобального градиента потенциала сравнивается с оценкой всемирной конвективной активности в разное время суток (по Гринвичу).

На верхнем графике показаны глобальные изменения электрического поля, измеренные в море при отсутствии местных возмущений, таких как загрязнение, туман и т. Д.

Верхний график, кажется, совпадает с нижним графиком, который дает оценку всемирной конвективной активности, производимой солнечным теплом в течение дневного периода.

Однако считается, что устойчивая конвекция над океанами сглаживает вариации электрического поля, как это видно из верхнего графика.

Прежде чем обсуждать электрохимические и глобальные грозовые цепи как возможные генераторы поля ясной погоды, необходимо изучить глобальный ток утечки и его последствия.

Ток воздуха к Земле
Как уже упоминалось, атмосфера является проводящей, и электрический потенциал или поле земли должны вызывать протекание тока в атмосфере.

Поскольку имеется избыток положительных ионов, находящихся в атмосфере, и противоположный отрицательный заряд, связанный с земной поверхностью, заряд должен течь на землю в виде тока положительных ионов.

Прямые измерения электрических токов в атмосфере трудно, если вообще возможно.

Следовательно, значения ионного тока на разных высотах почти всегда вычисляются косвенно из данных о проводимости и электрическом поле с использованием закона Ома.

Измерения постоянного тока, однако, можно проводить на уровне земли, изолировав часть земной поверхности и измерив заряд, накопленный за заданное время.

Можно использовать несколько методов (Wilson 1906, 1916, Simpson 1910, Mühleisen 1953 и Kasemir 1951), но почти во всех случаях косвенный ток дает значение, часто вдвое большее, чем прямой метод (Lutz 1939, Israel 1954).

Уиппл (1932) указал, что несоответствие в токах можно объяснить тем фактом, что в атмосфере всегда есть конвекция и вихревая диффузия, которые будут механически перемещать заряды вверх в атмосфере, создавая механический или конвекционный ток в противоположном направлении. ток утечки (генератор Austauch).

Как будет объяснено ниже, вопрос о том, равны ли в среднем конвекция и ток утечки в среднем, имеет решающее значение для теории электрохимического заряда и является проблемой, которая еще не решена.

Из измерений постоянного тока можно оценить общий ток явной погоды по всей Земле примерно в 2000 ампер, что соответствует плотности тока примерно 4 x 10 -12 ампер на квадратный метр.

Другими важными механизмами переноса заряда в атмосфере являются точечные разряды, токи атмосферных осадков и разряды молний.

Токи точечного разряда
Трудно определить общий заряд, переносимый на поверхность земли с помощью точечных разрядов под наэлектризованными облаками.

Wormell (1930) сделал некоторые оценки на основе суммы заряда, сниженного на одну точку за период в 4 года.

Он сделал предположение, что общий ток точечного разряда во всем мире приносит отрицательный заряд на поверхность со скоростью около 1500 ампер, что обеспечивает около 75% от общего тока утечки по методу «Фэйрвезер».

Другие исследователи дают несколько более низкие значения для среднего точечного тока разряда, но не менее 25% от тока слабой погоды.

Источником точечных разрядных токов являются наэлектризованные облака, которые, конечно, также переносят заряд на землю от молнии.

Ток точечного разряда до некоторой степени нейтрализуется большим количеством положительных вспышек молнии на землю и положительным зарядом, достигающим поверхности земли в результате осадков.

Токи осадков
Электричество атмосферных осадков сыграло важную роль в исследованиях атмосферы из-за веры в то, что зарядка частиц осадков каким-то образом должна быть связана с любым механизмом зарядки, активным в облаках.

Парадоксально, но это не всегда так, потому что окончательный заряд облачной капли определяется в пространстве между основанием облака и землей и обычно имеет знак, противоположный заряду основания облака, откуда он пришел.

Это своеобразное явление называется эффектом зеркального отображения и демонстрируется на рис. 16 двумя кривыми, которые показывают изменение напряженности электрического поля и количества осадков, достигающих поверхности земли, как функцию времени.

Легко видеть, что когда электрическое поле становится отрицательным (отрицательный заряд в основании облака), ток осадков становится положительным, и наоборот.

Как указал Чалмерс, капле требуется несколько минут, чтобы упасть с основания облака на землю.

Поскольку заряд осадков изменяется с градиентом потенциала под облаком, это должно означать, что капли также получают свой окончательный заряд под облаком или очень близко к земле.

Процесс электрохимической зарядки, возможно, может объяснить эффект зеркального отображения, если предположить, что на соотношение концентраций положительных и отрицательных ионов вблизи земли влияет сильное электрическое поле под облаком.

Например, положительный заряд на поверхности Земли, вызванный сильным отрицательным зарядом облака выше, будет притягивать и удалять часть популяции отрицательных ионов у поверхности.

Результатом будет более высокое, чем обычно, соотношение концентраций положительных и отрицательных ионов на более низких уровнях.

Когда отношение положительных и отрицательных ионов превышает 1,2 (см. Рис. 11), на каплях воды, падающих через такую ​​область, будет образовываться положительный электрохимический потенциал, что продемонстрировали эксперименты с аппаратом Гердиена в разделе 2.1.

С другой стороны, положительный заряд облака выше обратит эффект, потому что теперь капли падают через среду, содержащую более высокое отношение концентраций отрицательных и положительных ионов, которые будут генерировать отрицательные электрохимические заряды на их поверхностях.

Другие объяснения эффекта зеркального изображения принимают во внимание механизм зарядки Вильсона.

Этот механизм зарядки основан на идее, что капли дождя становятся электрически поляризованными при погружении в электрическое поле, например, под наэлектризованным облаком.

Отрицательный заряд облака наверху вызовет положительный заряд на верхней поверхности капли, а нижняя поверхность приобретет отрицательный заряд, индуцированный положительным зарядом на поверхности земли.

Однако общий чистый заряд при падении останется нулевым.

Когда капля падает через ионизированную область под облаком, она предпочтительно уносит положительные ионы своим отрицательно заряженным дном.

Однако расчеты показывают, что механизм Вильсона слишком слаб, чтобы учесть количество заряда, обычно собираемого каплями (механизм зарядки Вильсона обсуждается далее в главе 3).

В отличие от дождя, потоки осадков, переносимые снегом на землю, обычно всегда отрицательны при градиентах потенциала между ± 800 В / м (Chalmers 1956).

Суммарный ток атмосферных осадков вокруг Земли оценивается примерно в +340 ампер.

Токи молний
Заряд, доставленный на землю молнией, оценивается в среднем в -340 ампер, который нейтрализует ток осадков.

Следует помнить, что средний ток -340 ампер представляет собой превышение отрицательного заряда над положительным зарядом, достигающим земли посредством молнии, и что соотношение отрицательных и положительных ударов заземления составляет примерно 10: 1.

Средний ток при отрицательном ударе молнии относительно земли составляет около 25 000 ампер, но общий заряд в среднем составляет всего 25 кулонов.

Положительные удары заземления обычно несут в 10 раз больше заряда и тока, чем отрицательные удары, хотя их количество составляет 10: 1.

Отношение отрицательных и положительных ударов земли, кажется, зависит от местоположения в мире.

Считается, что вокруг Земли одновременно действуют около 2 000 гроз, что составляет в общей сложности 50 000 гроз в день.

The Electric Budget
Откуда берется энергия почти 200 миллионов ватт, которая требуется для поддержания электрического поля ясной погоды между земной атмосферой?

Создают ли грозы поле хорошей погоды за счет утечки положительного заряда с вершин облаков в проводящую ионосферу и переноса отрицательного заряда на землю в виде отрицательных ударов земли и точечных разрядных токов?

Или электрический заряд на поверхности земли поддерживается механизмом электрохимической зарядки в тесном сотрудничестве с конвекцией и диффузией вихрей?

Это некоторые из основных вопросов, на которые все еще нужны ответы .

Оба механизма, по мнению автора, безусловно, способны обеспечить достаточный заряд и энергию для системы Земля-атмосфера, но для поиска правильных ответов необходимы новые идеи и более сложные методы измерения.

Глава 2 - Атмосферная электростатика - Ларс Волин - 1989
Литература по исследованиям Colutron - Colutron Research Corporation - Боулдер, Колорадо
http://www.colutron.com/products/cosmos.html

Каллум Коутс включил слои атмосферы и электричество в концептуальную модель, которую он назвал Земным биоконденсатором в своей книге «Живые энергии» [1992].

По моим подсчетам, существует как минимум четыре таких уровня, где температура равна + 4 ° C, на высотах около 3,5 км, 77 км, 85 км и 175 км.

Поскольку водяной пар присутствует в атмосфере вблизи этих различных высот в виде кучевых и перистых облаков (тропосфера), перламутровых облаков (стратосфера) и серебристых облаков (мезосфера), как показано на рис. 6.3, мы имеем ситуацию, когда на каждом из этих уровней может существовать тонкий слой чистой воды, который имеет высокое сопротивление передаче электрического заряда.

Принимая во внимание наличие этих различных слоев + 4 ° C и высокое значение диэлектрической проницаемости воды 81, можно предположить, что их комбинированный эффект будет действовать для создания естественного биоконденсатора, причем конденсатор представляет собой устройство, с помощью которого электрический заряд можно накапливать и хранить.

Наука об атмосфере: конденсатор Каллума Коутса
https://malagabay.wordpress.com/2014/07/26/atmospheric-science-callum-coats-condenser/

После публикации книги Ларса Вэлина Атмосферная электростатика наука добавила красных спрайтов, синих реактивных самолетов и эльфов в свой список Transient Luminous Events .

Предпочтительным использованием является переходное световое явление (TLE), потому что различные типы электрических разрядов в верхних слоях атмосферы не имеют некоторых характеристик более известных тропосферных молний.

TLE обычно длятся от менее миллисекунды до более чем 2 секунд.

TLE были захвачены различными оптическими системами записи, при этом общее количество недавних зарегистрированных событий (начало 2009 г.) оценивается в несколько десятков тысяч.

По данным спутниковых наблюдений (FORMOSAT-2) глобальная частота возникновения TLE оценивается в несколько миллионов событий в год.

В 1920-х годах шотландский физик К.Т.Р. Уилсон предсказал, что электрический пробой должен произойти в атмосфере над сильными грозами.

В последующие десятилетия пилоты самолетов сообщали о высотных электрических разрядах и не учитывали метеорологи до тех пор, пока в 1989 году не было задокументировано первое прямое визуальное свидетельство.

Несколько лет спустя исследователи назвали оптические сигнатуры этих событий «спрайтами», чтобы избежать случайного наложения физических свойств, которые в то время еще были неизвестны.

Термины красные спрайты и синие струи приобрели популярность после того, как в 1994 году был распространен видеоклип после кампании исследования самолетов по изучению спрайтов.

Спрайты - это крупномасштабные электрические разряды, которые происходят высоко над грозовым облаком или кучево-дождевыми облаками, вызывая довольно разнообразный диапазон визуальных форм.

Они вызываются разрядами положительной молнии между грозовым облаком и землей.

Синие струи отличаются от спрайтов тем, что они проецируются с вершины кучево-дождевых облаков над грозой, обычно узким конусом, на самые низкие уровни ионосферы на высоте 40-50 км (25-30 миль) над землей.

Кроме того, в то время как красные спрайты, как правило, связаны со значительными ударами молний, ​​синие струи, по-видимому, не вызываются непосредственно молнией (однако, похоже, они связаны с сильным градом во время грозы).

14 сентября 2001 года ученые из обсерватории Аресибо сфотографировали гигантский джет - вдвое превышающий высоту наблюдавшихся ранее - достигший около 70 км (43 миль) в атмосфере.

Джет находился над грозой над океаном и продержался менее секунды.

Первоначально наблюдалось, что струя движется вверх со скоростью около 50 000 м / с со скоростью, аналогичной типичной скорости молнии, затем увеличилась до 160 000, а затем до 270 000 м / с, но затем разделилась на две части и устремилась вверх со скоростью не менее 2 000 000 м / с. s в ионосферу, откуда они распространяются в яркой вспышке света.

2 февраля 2014 г. аргентинская обсерватория Оро-Верде сообщила о десяти или более явлениях гигантского джета, наблюдавшихся над грозой в южном районе Энтре-Риос.

ELVES часто выглядят как тусклое, сплющенное, расширяющееся свечение около 400 км (250 миль) в диаметре, которое длится, как правило, всего одну миллисекунду.

Они возникают в ионосфере на высоте 100 км (62 миль) над землей во время гроз.

Их цвет какое-то время был загадкой, но сейчас считается, что - это красный оттенок .

ELVES были впервые зарегистрированы во время другой миссии шаттла, на этот раз у побережья Французской Гвианы 7 октября 1990 года.

ELVES - это причудливая аббревиатура, означающая «Излучение света и очень низкочастотные возмущения, вызванные источниками электромагнитных импульсов».

Это относится к процессу, посредством которого генерируется свет; возбуждение молекул азота из-за столкновений электронов (электроны, возможно, были возбуждены электромагнитным импульсом, вызванным разрядом от подстилающей грозы).

https://en.wikipedia.org/wiki/Transient_luminous_event

А в 1991 году наука добавила земных гамма-вспышек [также известную как темная молния ] в свой список электрических явлений.

Темная молния - это процесс, похожий на обычную молнию, который создает пары электронов и антиэлектронов (или позитронов), и который производит гамма-лучи и относительно небольшой (видимый) свет.

Поскольку количество создаваемого света очень мало, темные молнии практически невидимы для человеческого глаза.

https://en.wikipedia.org/wiki/Dark_lightning

Земные гамма-вспышки (TGF) - это всплески гамма-излучения, производимые в атмосфере Земли. Было зарегистрировано, что TGF длятся от 0,2 до 3,5 миллисекунд и имеют энергию до 20 МэВ.

Предполагается, что TGF вызываются интенсивными электрическими полями, возникающими над или внутри грозы.

Ученые также обнаружили энергичные позитроны и электроны, производимые земными вспышками гамма-излучения.

https://en.wikipedia.org/wiki/Terrestrial_gamma-ray_flash

https://malagabay.wordpress.com/2015/05/19/dark-lightning/

Но «самая насущная проблема», обозначенная Хамфрисом в 1929 году, все еще остается без ответа.

Как поддерживается этот постоянный ток, всегда, в целом, в одном и том же направлении - как земля может так быстро разряжаться и, тем не менее, всегда быть одинаково заряженной, как катаракта, всегда падающая, но никогда не высыхающая - это настоящее самое настоящее. Актуальная проблема атмосферного электричества .

Физика воздуха - У. Дж. Хамфрис - 1929 - Книжная компания McGraw-Hill
https://archive.org/details/physicsoftheairs032485mbp

Это удивительно, потому что Земля может генерировать «постоянный ток» разными способами.

Теллурические токи - это явления, наблюдаемые в земной коре и мантии.

В сентябре 1862 года в Мюнхенских Альпах был проведен эксперимент по изучению земных токов (Ламонт, 1862).

Токи представляют собой в основном геомагнитно индуцированные токи , которые индуцируются изменениями во внешней части магнитного поля Земли, которые обычно вызываются взаимодействиями между солнечным ветром и магнитосферой или воздействием солнечного излучения на ионосферу.

Теллурические токи текут в поверхностных слоях земли.

Электрический потенциал на поверхности Земли может быть измерен в различных точках, что позволяет рассчитывать величины и направления теллурических токов и, следовательно, проводимость Земли.

Известно, что эти токи имеют суточные характеристики, при которых общее направление потока - к солнцу.

Теллурические токи непрерывно движутся между залитой солнцем и затемненной сторонами Земли, к экватору на стороне Земли, обращенной к Солнцу (то есть в течение дня), и к полюсам на ночной стороне планеты .

https://en.wikipedia.org/wiki/Telluric_current

Земная батарея - это пара электродов, сделанных из двух разнородных металлов, таких как железо и медь, которые закопаны в почву или погружены в море .

Земные батареи действуют как батареи, активируемые водой, и если пластины расположены достаточно далеко друг от друга, они могут отводить теллурические токи.

Земные батареи иногда называют теллурическими источниками энергии и теллурическими генераторами.

https: // en.wikipedia.org/wiki/Earth_battery

Униполярный генератор - это электрический генератор постоянного тока, содержащий электропроводящий диск или цилиндр, вращающийся в плоскости, перпендикулярной однородному статическому магнитному полю.

Между центром диска и ободом (или концами цилиндра) создается разность потенциалов с электрической полярностью, которая зависит от направления вращения и ориентации поля.

Он также известен как униполярный генератор, ациклический генератор, дисковая динамо-машина или диск Фарадея.

Напряжение обычно низкое, порядка нескольких вольт в случае небольших демонстрационных моделей, но большие исследовательские генераторы могут вырабатывать сотни вольт, а в некоторых системах есть несколько генераторов, подключенных последовательно, для создания еще большего напряжения.

https://en.wikipedia.org/wiki/Faraday_disk

Гальваническая батарея была первой электрической батареей, которая могла непрерывно обеспечивать электрический ток в цепи.

Его изобрел Алессандро Вольта, опубликовавший свои эксперименты в 1800 году.

Вольта основано на открытии Луиджи Гальвани 1780-х годов открытия Луиджи Гальвани того, как цепь из двух металлов и лягушачьей лапы может вызвать реакцию лягушачьей лапы.

Вольта продемонстрировал в 1794 году, что когда два металла и пропитанная рассолом ткань или картон объединяются в цепь, они производят электрический ток.

В 1800 году Вольта сложил несколько пар чередующихся медных (или серебряных) и цинковых дисков (электродов), разделенных тканью или картоном, пропитанным рассолом (электролитом), чтобы увеличить проводимость электролита.

https://en.wikipedia.org/wiki/Voltaic_Pile

WikiHow - Как сделать самодельный аккумулятор
http://www.wikihow.com/Make-a-Homemade-Battery


Четвертая фаза воды - доктор Джеральд Поллак - 2013 - Ebner & Sons

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Связанные

Поглощение атмосферного электричества | Управление научной миссии


Главная страница "Новости космической науки"

Измерения
в "ясную погоду" важны для понимания грозы

Одна из серии статей, посвященных проводимой раз в четыре года Международной конференции по атмосферному электричеству, проходившей 7-11 июня 1999 г. в Гантерсвилле, штат Алабама.
15 июня 1999 г .: Хотя эксперты советуют вам оставаться в помещении, чтобы избежать удара молнии, немногие скажут вам, что вам вообще не избежать этого. Фактически, вы пропитываете обратный путь всех гроз, происходящих по всему миру. К счастью, напряжение небольшое, а ток почти нулевой, поэтому эффект практически невозможно измерить.

«Электричество в хорошую погоду имеет дело с электрическим полем и электрическим током в атмосфере, а также с проводимостью воздуха», - пояснил д-р.Лотар Рунке из Airborne Research Associates в Уэстоне, штат Массачусетс, недавно вышел на пенсию из Военно-морской исследовательской лаборатории, но продолжает «проводить исследования в свое удовольствие».

Обнаружение цепи при хорошей погоде последовало за демонстрацией Бена Франклина, что молния вызывается электричеством. (Будущие экспериментаторы прислушиваются: Старому Бену исключительно повезло. Другие, повторявшие его эксперимент, были убиты, так что не пробуйте его.) Позже экспериментаторы показали, что чистый спокойный воздух несет электрический ток, который, как оказалось, является обратным. путь для электрического дисплея, известный как молния.

Выше : Схема показывает "цепь" при хорошей погоде, показывая нормальный потенциал между землей и атмосферой. кредит: NASA / MSFC (Dooling)


Подпишитесь на нашу рассылку EXPRESS SCIENCE NEWS
Его важность отмечается в названии Международной конференции по атмосферному электричеству. Большая часть его посвящена молнии и ее эффектам. Однако утреннее заседание в четверг под сопредседательством Рунке было посвящено вопросам электричества в хорошую погоду.

Атмосферное электричество похоже на массивную фотографическую вспышку. Создается электрический заряд, переключатель замыкается, и электроны проникают через газ, ионизируя его и производя свет. Но вспышка - это замкнутая схема. В случае с Землей, пояснил Рунке, атмосфера замыкает цепь.

Последние заголовки
3 декабря: Марс Полярный спускаемый аппарат приближается к приземлению
2 декабря: Что дальше, Леониды?
30 ноября: Обзор миссии полярного посадочного модуля.
30 ноября: Обучение чистому охвату космоса.
Внутри облаков происходит образование грозового заряда.Ток течет из верхних слоев облаков - голубые струи и красные спрайты могут играть роль - и соединяется с верхними слоями атмосферы и ионосферой. В конечном итоге ток возвращается на Землю через чистую атмосферу. Поскольку он распространен по большей части земного шара, он также довольно слаб в любой точке.

«Все три значения очень трудно измерить», - сказал Рунке. Сила тока 10 -12 ампер на квадратный метр - «почти ничего». Поле составляет около 100 вольт на метр, что означает, что электрический потенциал увеличивается примерно на 200 вольт от земли до макушки Майкла Джордана, когда он стоит на месте.Наконец, воздух - отличный изолятор, поэтому его проводимость близка к нулю.

Веб-ссылки
Human Voltage (18 июня 1999 г.) Ученые обсуждают биологию, безопасность и статистику ударов молний.
Короткометражные новости с конференции по атмосферному электричеству (16 июня 1999 г.) Подведены итоги стендовых докладов об ураганах и торнадо.
Поглощение атмосферного электричества (15 июня 1999 г.) Измерения "ясной погоды", важные для понимания гроз.
Положение молнии во время шторма может окружать сильнейшие восходящие потоки (11 июня 1999 г.) Новое открытие может помочь в предсказании града и торнадо
Молния следует за Солнцем (10 июня 1999 г.) Команда космических снимков обнаружила неожиданные предпочтения.
Духи другого сорта (10 июня, 1999 г.) 1999) Грозы порождают неуловимые и загадочные духи.
Получение четкого изображения молнии (9 июня 1999 г.): команда из Нью-Мексико разрабатывает систему для изображения молнии в трех измерениях.
Обучение диагностике плохой погоды во время полета (8 июня 1999 г.): ученые обсуждают то, что им известно о воздействии молнии на космические корабли и самолеты.
Три молнии из ниоткуда (8 июня 1999 г.): фундаментальные вопросы об атмосферном электричестве, поставленные на конференции на этой неделе.
Лидеры молний сходятся в Алабаме (24 мая 1999 г.): превью 11-й Международной конференции по атмосферному электричеству.
Что происходит во время грозы? (26 мая 1999 г.): Гамма-лучи (иногда).
Исследование молний в NASA / Marshall и Глобальном центре гидрологии и климата.
«Из-за всего этого вы ничего не чувствуете», - сказал Рунке.Даже если вы стоите в электрическом поле, ваши волосы не встают дыбом. (Если бы вы были на улице, а это случилось, это означало бы, что вас вот-вот ударит молния, поэтому сразу же пригнитесь.)

«Когда вы измеряете электрическое поле в хорошую погоду, вы измеряете влияние всех гроз на Земле», - сказал он.

Но это ощущается неравномерно. Рунке сказал, что когда-то ученые считали, что эффект равномерно распространяется по всей планете, поэтому измерения в Токио были не хуже, чем в Канзасе.Оказывается, что местная турбулентность, ветер и другие колебания также вызывают небольшие изменения электрического поля в хорошую погоду.

«Это большая проблема - отсортировать местные вариации и источники от гроз», - продолжил Рунке. «Если бы вы могли разделить эти эффекты, вы могли бы отслеживать общую грозовую активность локально».

Такая мера важна для различных экологических исследований, включая производство оксидов азота (NO x ), поэтому можно измерить относительные природные и промышленные вклады.

Другой - глобальное потепление. Рунке отметил, что Ральф Марксон, коллега из Airborne Research, изучил 45-летние данные о хорошей погоде, полученные с помощью воздушных шаров от поверхности Земли до стратосферы. Одним из факторов, влияющих на существование гроз в атмосфере, является температура.

«Если произойдет какое-либо глобальное потепление, вы должны увидеть усиление гроз и электрического поля», - сказал Рунке. «Марксон не видит изменений в ионосферном потенциале». По словам Рунке, из-за различий в инструментах, роста городов и других эффектов прямые измерения глобального потепления довольно сложны.

«Люди ищут косвенные методы, - продолжил он. - Поле хорошей погоды - одно».

Слева : Гроза на закате возле Абилина, штат Техас, 17 мая 1978 года. Даже без молнии в воздухе есть электричество, хотя оно настолько слабое, что ученым трудно его измерить. (NOAA)

Поле хорошей погоды также становится датчиком загрязнения воздуха, отметил он, потому что аэрозоли - капли и частицы пыли - притягивают и эффективно нейтрализуют ионы.

Он зафиксировал разницу в воздухе Гренландии и Антарктиды, где 30 лет назад он был «почти идеальным», о чем свидетельствует его ионное содержание. «Сейчас воздух во всем мире достаточно загрязнен».

В 1996 году первые в истории скоординированные одновременные измерения были выполнены в течение двух дней над Дарвином, Австралия, и Уэстоном, штат Массачусетс, - противоположными сторонами света - чтобы продемонстрировать, что одно надежное измерение может быть глобально репрезентативным.

Рунке отметил, что на хорошие погодные условия также влияет магнитосфера в полярных регионах, где магнитное поле Земли оставляет верхние слои атмосферы открытыми для космоса.Хотя многие люди пытались связать солнечную активность с земной погодой, он отметил, что убедительной связи не обнаружено.

Дополнительные ссылки

45-я метеорологическая эскадрилья на авиабазе Патрик, справочная страница по молниям.
Национальная лаборатория сильных штормов, Норман, штат Оклахома.
Численное моделирование в NSSL.
Технологическая система трехмерного картирования молний Нью-Мексико. Проект
по обнаружению и дальности молний в Космическом центре Кеннеди.
Национальная лаборатория сильных штормов в фотобиблиотеке, где у нас есть много красивых фотографий из этих историй.

Другие заголовки в области космической науки - Исследования НАСА в Интернете

NASA Earth Science Enterprise Информация о миссиях по наукам о Земле и т. Д.


Присоединяйтесь к нашему растущему списку подписчиков - подпишитесь на нашу экспресс-доставку новостей , и вы будете получать сообщение по электронной почте каждый раз, когда мы публикуем новую историю !!!


Подробнее Заголовки


вернуться на главную страницу Новости космической науки

За дополнительной информацией обращайтесь:
Dr.Джон М. Хорак, директор по научным коммуникациям
Автор: Дэйв Дулинг
Куратор: Брайан Уоллс
Представитель НАСА: Джон М. Хорак

атмосфера | Национальное географическое общество

Мы живем на дне невидимого океана, называемого атмосферой, слоя газов, окружающих нашу планету. Азот и кислород составляют 99 процентов газов в сухом воздухе, при этом аргон, диоксид углерода, гелий, неон и другие газы составляют мельчайшие порции.Водяной пар и пыль также являются частью атмосферы Земли. У других планет и спутников очень разные атмосферы, а у некоторых вообще нет атмосферы.

Атмосфера настолько обширна, что мы ее почти не замечаем, но ее вес равен слою воды глубиной более 10 метров (34 фута), покрывающему всю планету. Нижние 30 километров (19 миль) атмосферы содержат около 98 процентов ее массы. Атмосфера - воздух - на больших высотах намного тоньше. В космосе нет атмосферы.

Ученые говорят, что многие газы в нашей атмосфере были выброшены в воздух ранними вулканами. В то время вокруг Земли было бы мало или совсем не было свободного кислорода. Свободный кислород состоит из молекул кислорода, не связанных с другим элементом, например углеродом (для образования углекислого газа) или водородом (для образования воды).

Свободный кислород мог быть добавлен в атмосферу примитивными организмами, возможно, бактериями, во время фотосинтеза. Фотосинтез - это процесс, который растение или другой автотроф использует для производства пищи и кислорода из углекислого газа и воды.Позже более сложные формы растительной жизни добавили в атмосферу больше кислорода. Кислород в сегодняшней атмосфере, вероятно, накопился за миллионы лет.

Атмосфера действует как гигантский фильтр, не пропускающий большую часть ультрафиолетового излучения и пропускающий согревающие солнечные лучи. Ультрафиолетовое излучение вредно для живых существ и вызывает солнечные ожоги. С другой стороны, солнечное тепло необходимо для всей жизни на Земле.

Атмосфера Земли имеет слоистую структуру. От земли к небу слоями являются тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера.Другой слой, называемый ионосферой, простирается от мезосферы до экзосферы. За пределами экзосферы находится космическое пространство. Границы между слоями атмосферы четко не определены и меняются в зависимости от широты и сезона.

Тропосфера

Тропосфера - это самый нижний слой атмосферы. В среднем тропосфера простирается от земли примерно до 10 километров (6 миль) в высоту, от примерно 6 километров (4 миль) на полюсах до более 16 километров (10 миль) на экваторе.Верх тропосферы летом выше, чем зимой.

Почти вся погода развивается в тропосфере, потому что она содержит почти весь водяной пар атмосферы. В тропосфере образуются облака, от низколежащих туманов до грозовых облаков и высотных перистых облаков. Воздушные массы, области систем высокого и низкого давления, перемещаются ветрами в тропосфере. Эти погодные системы приводят к ежедневным изменениям погоды, а также к сезонным погодным условиям и климатическим системам, таким как Эль-Ниньо.

Воздух в тропосфере становится разреженным с увеличением высоты. Например, на вершине Эвереста в Непале молекул кислорода меньше, чем на пляже на Гавайях. Вот почему альпинисты часто используют баллончики с кислородом при восхождении на высокие вершины. Из-за разреженного воздуха вертолетам сложно маневрировать на больших высотах. Фактически, вертолет не мог приземлиться на Эверест до 2005 года.

По мере того, как воздух в тропосфере становится тоньше, температура понижается. Вот почему на вершинах гор обычно намного холоднее, чем в долинах под ними.Ученые думали, что температура продолжает падать по мере увеличения высоты за пределами тропосферы. Но данные, собранные с помощью метеозондов и ракет, показали, что это не так. В нижних слоях стратосферы температура остается почти постоянной. По мере увеличения высоты в стратосфере температура фактически увеличивается.

Солнечное тепло легко проникает в тропосферу. Этот слой также поглощает тепло, которое отражается от земли в процессе, называемом парниковым эффектом. Парниковый эффект необходим для жизни на Земле.Наиболее распространенные парниковые газы в атмосфере - это углекислый газ, водяной пар и метан.

Быстро движущиеся высокогорные ветры, называемые реактивными потоками, кружат вокруг планеты около верхней границы тропосферы. Реактивные потоки чрезвычайно важны для авиационной отрасли. Самолеты экономят время и деньги, летая в реактивных струях, а не в нижней тропосфере, где воздух гуще.

Стратосфера
Тропосфера имеет тенденцию к внезапным и резким изменениям, но стратосфера спокойна.Стратосфера простирается от тропопаузы, верхней границы тропосферы, примерно до 50 километров (32 миль) над поверхностью Земли.

В стратосфере дуют сильные горизонтальные ветры, но с небольшой турбулентностью. Это идеально подходит для самолетов, которые могут летать в этой части атмосферы.

Стратосфера очень сухая, а облака редки. Те, что формируются, тонкие и тонкие. Их называют перламутровыми облаками. Иногда их называют перламутровыми облаками, потому что их цвета похожи на цвета внутри раковины моллюска.

Стратосфера имеет решающее значение для жизни на Земле, потому что она содержит небольшое количество озона - формы кислорода, которая не позволяет вредным ультрафиолетовым лучам достигать Земли. Область в стратосфере, где находится эта тонкая озоновая оболочка, называется озоновым слоем. Озоновый слой стратосферы неравномерен и тоньше у полюсов. Количество озона в атмосфере Земли неуклонно уменьшается. Ученые связывают использование химических веществ, таких как хлорфторуглероды (CFC), с разрушением озонового слоя.

Мезосфера

Мезосфера простирается от стратопаузы (верхней границы стратосферы) до примерно 85 километров (53 миль) над поверхностью Земли. Здесь снова начинают падать температуры.

В мезосфере самые низкие температуры в атмосфере, опускающиеся до -120 градусов по Цельсию (-184 градуса по Фаренгейту, или 153 кельвина). В мезосфере также находятся самые высокие облака атмосферы. В ясную погоду их иногда можно увидеть как серебристые пучки сразу после захода солнца.Их называют серебристыми облаками или сияющими ночью облаками. Мезосфера настолько холодная, что серебристые облака на самом деле представляют собой замороженный водяной пар - ледяные облака.

Падающие звезды - огненное выгорание метеоров, пыли и камней из космоса - видны в мезосфере. Большинство падающих звезд размером с песчинку сгорают перед попаданием в стратосферу или тропосферу. Однако некоторые метеориты размером с гальку или даже валун. Их внешние слои горят, когда они мчатся через мезосферу, но они достаточно массивны, чтобы провалиться через нижние слои атмосферы и упасть на Землю в виде метеоритов.

Мезосфера - наименее изученная часть атмосферы Земли. Она слишком высока для работы самолетов или метеозондов, но слишком низка для космических аппаратов. Зондирующие ракеты предоставили метеорологам и астрономам единственные важные данные об этой важной части атмосферы. Зондирующие ракеты - это беспилотные исследовательские инструменты, которые собирают данные во время суборбитальных полетов.

Возможно, из-за того, что мезосфера так мало изучена, она является домом для двух метеорологических загадок: спрайтов и эльфов.Спрайты - это красноватые вертикальные электрические разряды, которые появляются высоко над грозами, в верхних слоях стратосферы и мезосферы. Эльфы - это тусклые, галообразные разряды, которые появляются еще выше в мезосфере.

Ионосфера

Ионосфера простирается от верхней половины мезосферы до экзосферы. Этот атмосферный слой проводит электричество.

Ионосфера названа в честь ионов, созданных энергичными частицами солнечного света и космического пространства.Ионы - это атомы, в которых количество электронов не равно количеству протонов, что придает атому положительный (меньше электронов, чем протонов) или отрицательный (больше электронов, чем протонов) заряд. Ионы образуются как мощные рентгеновские лучи, а ультрафиолетовые лучи сбивают электроны с атомов.

Ионосфера - слой свободных электронов и ионов - отражает радиоволны. Гульельмо Маркони, «отец беспроводной связи», помог доказать это в 1901 году, когда отправил радиосигнал из Корнуолла, Англия, в Сент-Джонс, Ньюфаундленд, Канада.Эксперимент Маркони показал, что радиосигналы не распространяются по прямой линии, а отражаются от атмосферного слоя - ионосферы.

Ионосфера разделена на отдельные слои, называемые слоями D, E, F1 и F2. Как и все другие части атмосферы, эти слои меняются в зависимости от сезона и широты. На самом деле изменения в ионосфере происходят ежедневно. Слой с низким D, который поглощает высокочастотные радиоволны, и слой E фактически исчезают ночью, что означает, что радиоволны могут достигать более высоких уровней в ионосфере.Вот почему радиостанции AM могут каждую ночь увеличивать радиус действия на сотни километров.

Ионосфера также отражает частицы солнечного ветра, потока сильно заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем. Эти электрические дисплеи создают полярные сияния (световые дисплеи), называемые северным и южным сиянием.


Термосфера

Термосфера - самый толстый слой атмосферы. Здесь находятся только легчайшие газы - в основном кислород, гелий и водород.

Термосфера простирается от мезопаузы (верхней границы мезосферы) до 690 километров (429 миль) над поверхностью Земли. Здесь тонко рассеянные молекулы газа поглощают рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. Этот процесс поглощения разгоняет молекулы в термосфере до больших скоростей и высоких температур. Температура в термосфере может подняться до 1500 градусов по Цельсию (2732 градуса по Фаренгейту, или 1773 кельвина).

Хотя температура очень высокая, тепла мало.Как такое возможно? Тепло создается, когда молекулы возбуждаются и передают энергию от одной молекулы к другой. Нагревание происходит в зоне высокого давления (представьте себе кипящую воду в кастрюле). Поскольку в термосфере очень мало давления, теплопередача незначительна.

Космический телескоп Хаббла и Международная космическая станция (МКС) вращаются вокруг Земли в термосфере. Хотя термосфера является вторым по высоте слоем атмосферы Земли, работающие здесь спутники находятся на «низкой околоземной орбите».”

Экзосфера

Область колебаний между термосферой и экзосферой называется турбопаузой. Самый нижний уровень экзосферы называется экзобазой. На верхней границе экзосферы ионосфера сливается с межпланетным пространством или пространством между планетами.

Экзосфера расширяется и сжимается при контакте с солнечными бурями. Во время солнечных бурь частицы выбрасываются в космос в результате взрывных событий на Солнце, таких как солнечные вспышки и корональные выбросы массы (CME).

Солнечные бури могут сжимать экзосферу до высоты всего 1000 километров (620 миль) над Землей. Когда солнце спокойно, экзосфера может простираться на 10 000 километров (6214 миль).

Водород, самый легкий элемент во Вселенной, доминирует в тонкой атмосфере экзосферы. Присутствуют только следовые количества гелия, двуокиси углерода, кислорода и других газов.

Многие метеорологические спутники вращаются вокруг Земли в экзосфере. Нижняя часть экзосферы включает низкую околоземную орбиту, а средняя околоземная орбита находится выше в атмосфере.

Верхняя граница экзосферы видна на спутниковых снимках Земли. Это нечеткое синее освещение, которое окружает Землю, называется геокорона.

Внеземные атмосферы

У всех планет в нашей солнечной системе есть атмосферы. Большинство этих атмосфер радикально отличаются от земных, хотя содержат многие из тех же элементов.

В солнечной системе есть два основных типа планет: планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) и газовые гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Атмосфера планет земной группы в чем-то похожа на атмосферу Земли. Атмосфера Меркурия содержит только тонкую экзосферу, в которой преобладают водород, гелий и кислород. Атмосфера Венеры намного толще, чем у Земли, что мешает четкому обзору планеты. В его атмосфере преобладает углекислый газ и кружатся облака серной кислоты. В атмосфере Марса также преобладает углекислый газ, хотя, в отличие от Венеры, она довольно тонкая.

Газовые гиганты состоят из газов.Их атмосфера почти полностью состоит из водорода и гелия. Присутствие метана в атмосферах Урана и Нептуна придает планетам ярко-синий цвет.

В нижних слоях атмосферы Юпитера и Сатурна облака из воды, аммиака и сероводорода образуют четкие полосы. Быстрый ветер отделяет полосы светлого цвета, называемые зонами, от полос темного цвета, называемых поясами. Другие погодные явления, такие как циклоны и молнии, создают закономерности в зонах и поясах. Большое красное пятно Юпитера - это многовековой циклон, который является крупнейшим штормом в Солнечной системе.

Спутники некоторых планет имеют собственные атмосферы. Самый большой спутник Сатурна, Титан, имеет плотную атмосферу, состоящую в основном из азота и метана. То, как солнечный свет расщепляет метан в ионосфере Титана, помогает придать Луне оранжевый цвет.

Большинство небесных тел, включая все астероиды в поясе астероидов и нашу собственную луну, не имеют атмосферы. Отсутствие атмосферы на Луне означает, что на ней нет погоды. Из-за отсутствия ветра или воды, которые могли бы их разрушить, многие кратеры на Луне существовали сотни и даже тысячи лет.

Структура атмосферы небесного тела и ее состав позволяют астробиологам строить предположения о том, какой вид жизни может поддерживать планета или луна. Таким образом, атмосфера является важным маркером в освоении космоса.

Атмосфера планеты или луны должна содержать определенные химические вещества для поддержания жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Эти химические вещества включают водород, кислород, азот и углерод. Хотя Венера, Марс и Титан имеют похожие атмосферные газы, в Солнечной системе нет нигде, кроме Земли, с атмосферой, способной поддерживать жизнь.Атмосфера Венеры слишком плотная, Марса слишком тонкая, а Титана слишком холодная.

определение атмосферного электричества и синонимов атмосферного электричества (английский)

Облако к земле Молния в глобальной электрической цепи атмосферы. Это пример плазмы, присутствующей на поверхности Земли. Обычно молния разряжает 30 000 ампер при напряжении до 100 миллионов вольт и излучает свет, радиоволны, рентгеновские лучи и даже гамма-лучи. [1] Температура плазмы при молнии может приближаться к 28 000 кельвинов, а плотность электронов может превышать 10 24 / м 3 .

Атмосферное электричество - это регулярные суточные колебания атмосферной электромагнитной сети Земли или, в более широком смысле, электрической системы любой планеты в ее газовом слое. Поверхность Земли, атмосфера и ионосфера вместе известны как глобальная электрическая цепь атмосферы . Атмосферное электричество - это мультидисциплинарная тема.

В воздухе и в облаках всегда есть свободное электричество, которое действует посредством индукции на землю и электромагнитные устройства. [2] Эксперименты показали, что в атмосфере всегда есть свободное электричество, которое иногда бывает отрицательным, а иногда положительным, но в большинстве случаев положительным, и интенсивность этого бесплатного электричества выше в середине дня, чем утром или ночью и зимой сильнее, чем летом. В хорошую погоду потенциал увеличивается с высотой примерно до 30 вольт на фут (100 В / м). [3]

Атмосферная среда, которой мы окружены, содержит не только комбинированное электричество, как любая другая форма материи, но также значительное количество в свободном и несвязанном состоянии; иногда одного вида, иногда другого; но, как правило, оно всегда противоположно земному.Различные слои или страты атмосферы, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, часто находятся в разных электрических состояниях. [4] Явления атмосферного электричества бывают трех видов. Есть электрические явления грозы и явления постоянной электризации воздуха. [5] Явления полярных сияний составляют третью ветвь этой темы. [6]

Большинство авторитетов, однако, согласны с тем, что каким бы ни было происхождение свободного электричества в атмосфере, электричество огромных напряжений, которое разрушает воздух и вызывает явления молнии, происходит из-за конденсации водяного пара, образующего облака; каждая минутная капля, перемещаясь по воздуху, собирает на своей поверхности определенное количество свободного электричества.Затем, когда эти крошечные капли сливаются в более крупные капли, с соответствующим уменьшением относительной открытой поверхности, электрический потенциал возрастает, пока не преодолеет сопротивление воздуха. Это замечание будет более ясно понято, если учесть, что при заданном заряде электричества потенциал объекта возрастает по мере того, как электрическая емкость объекта, удерживающего заряд, уменьшается, что имеет место, когда мельчайшие капли сливаются в более крупные капли. Сходство молнии с электричеством, вырабатываемым электрической машиной, было продемонстрировано Франклином в его памятных экспериментах с воздушным змеем. [3]

История

Основная статья: история электромагнетизма

Взрывные искры, исходящие от электрических машин и из лейденских сосудов, предположили ранним экспериментаторам, Хоксби, Ньютону, Уоллу, Ноллету и Грею, что молния и гром возникли из-за электрических разрядов. [6] В 1708 году доктор Уильям Уолл был одним из первых, кто заметил, что искровые разряды напоминают миниатюрную молнию, после наблюдения искр от заряженного куска янтаря.

В середине 18 века эксперименты Бенджамина Франклина показали, что электрические явления в атмосфере принципиально не отличаются от тех, что производятся в лаборатории.К 1749 году Франклин обнаружил, что молния обладает почти всеми свойствами, наблюдаемыми в электрических машинах. [6]

В июле 1750 года Франклин выдвинул гипотезу, что электричество можно брать из облаков через высокую металлическую антенну с острым концом. Прежде чем Франклин смог провести свой эксперимент, в 1752 году Томас-Франсуа Далибар установил 40-футовый (12-метровый) железный стержень в Марли-ла-Виль, недалеко от Парижа, который собирал искры из проходящего облака. [6] С помощью антенн с заземляющей изоляцией экспериментатор мог поднести заземленный провод с изолированной восковой ручкой к антенне и наблюдать искровой разряд от антенны к заземляющему проводу.В мае 1752 года Далибард подтвердил, что теория Франклина верна.

Франклин перечислил следующие сходства между электричеством и молнией:

Сообщается, что примерно в июне 1752 года Франклин провел свой знаменитый эксперимент с воздушным змеем. Эксперимент с воздушным змеем повторили Ромас, который извлек из металлической струны искры длиной 9 футов (2,7 м), и Кавалло, сделавший много важных наблюдений за атмосферным электричеством. Л. Г. Лемонье (1752) также воспроизвел эксперимент Франклина с антенной, но заменил заземляющий провод частицами пыли (испытание притяжения).Он продолжил документировать условия хорошей погоды , электрификацию атмосферы в ясный день и суточные колебания электричества атмосферы. Дж. Беккариа (1775) подтвердил данные о суточных колебаниях Лемонье и определил, что полярность заряда атмосферы в хорошую погоду положительна. Х. Б. Соссюр (1779) записал данные, относящиеся к индуцированному заряду проводника в атмосфере. Инструмент Соссюра (который содержал две маленькие сферы, подвешенные параллельно двумя тонкими проволоками) был предшественником электрометра.Соссюр обнаружил, что условия хорошей погоды меняются ежегодно, и обнаружил, что они также меняются с высотой. В 1785 году Кулон открыл электропроводность воздуха. Его открытие противоречило господствовавшей в то время мысли о том, что атмосферные газы являются изоляторами (которые в некоторой степени являются или, по крайней мере, не очень хорошими проводниками, когда они не ионизированы). К сожалению, его исследования были полностью проигнорированы. П. Эрман (1804) предположил, что Земля заряжена отрицательно.J. C. A. Peltier (1842) проверил и подтвердил идею Эрмана. Лорд Кельвин (1860-е годы) предположил, что атмосферные положительные заряды объясняют условия хорошей погоды , а позже признал существование атмосферных электрических полей.

В течение следующего столетия, используя идеи Алессандро Вольта и Фрэнсиса Рональда, [7] , несколько исследователей внесли свой вклад в растущий объем знаний об атмосферных электрических явлениях. С изобретением портативного электрометра и капельного конденсатора лорда Кельвина в 19 веке результаты наблюдений стали более точными.К концу XIX века У. Линсс (1887) [8] [9] [10] [11] [10] [11] открыл, что даже самые идеально изолированные проводники теряют свой заряд, как кулоновский до него обнаружили, и что эта потеря зависела от атмосферных условий. Х. Х. Хофферт (1888) идентифицировал отдельные нисходящие удары молнии, используя первые камеры, и сообщил об этом в « Прерывистых вспышках молний ». [12] Дж. Эльстер и Х. Ф.Гейтель, который также работал над термоэлектронной эмиссией, предложил теорию, объясняющую электрическую структуру гроз (1885 г.), а позже открыл радиоактивность атмосферы (1899 г.). К тому времени стало ясно, что в атмосфере всегда присутствовали свободно заряженные положительные и отрицательные ионы, и что можно было собирать лучистые излучения. Ф. Поккельс (1897) оценил силу тока молнии, анализируя вспышки молний в базальте и изучая оставшиеся магнитные поля (базальт, будучи ферромагнитным минералом, становится магнитно поляризованным при воздействии большого внешнего поля, например, возникающего при ударе молнии. ).

Луиджи Пальмиери с помощью электрометра Пельтье исследовал атмосферное электричество. Никола Тесла и Герман Плаусон исследовали производство энергии и мощности с помощью атмосферного электричества. Тесла также предложил использовать атмосферную электрическую цепь для беспроводной передачи энергии на большие расстояния (см. Его Башня Ворденклифа и Увеличительный передатчик). Польская полярная станция Хорнсунд исследовала величину электрического поля Земли и записала его вертикальную составляющую.Открытия об электрификации атмосферы с помощью чувствительных электрических инструментов и идеи о том, как поддерживается отрицательный заряд Земли, были разработаны в основном в 20 веке. Хотя в области атмосферного электричества был проведен определенный объем наблюдательных работ, наука не получила значительного развития. Считается, что любое устройство, которое можно было бы использовать для извлечения полезной энергии из атмосферного электричества, было бы чрезмерно дорогостоящим в строительстве и обслуживании, поэтому, вероятно, это поле не вызвало большого интереса.

Описание

Атмосферное электричество присутствует в окружающей среде; некоторые его следы находятся менее чем в четырех футах от поверхности земли, но по достижении большей высоты они становятся более заметными. Основная идея состоит в том, что воздух над поверхностью Земли обычно в хорошую погоду наэлектризован положительно или, по крайней мере, положительно по отношению к поверхности Земли, а поверхность Земли относительно отрицательна. Кроме того, наличие электрического воздействия в атмосфере из-за накопления огромных статических зарядов тока, возникающих предположительно в результате трения воздуха о саму себя, может объяснить различные явления молний и гроз. [13] Другими причинами производства электричества в атмосфере являются испарение с поверхности Земли, химические изменения, происходящие на поверхности Земли, а также расширение, конденсация и изменение температуры атмосферы и содержащейся в ней влаги. Это. [14]

Согласно М. Пельтье, земной шар полностью отрицателен, а межпланетное пространство положительно; сама атмосфера не имеет электричества и находится только в пассивном состоянии; так что наблюдаемые эффекты связаны с относительным влиянием этих двух больших запасов электричества.Исследователи склонны предполагать, что земной шар обладает, по крайней мере, на его твердой части, избытком отрицательного электричества, и что то же самое и с телами, помещенными на его поверхность; но им кажется, что из различных сделанных наблюдений следует, что сама атмосфера положительно наэлектризована. Это положительное электричество, очевидно, происходит из того же источника, что и отрицательное на земном шаре. Вероятно, что в основном она находится в водяных парах, которыми атмосфера всегда более или менее заполнена, а не в частицах самого воздуха; но тем не менее его нет в атмосфере. [15]

Измерения атмосферного электричества можно рассматривать как измерения разности потенциалов между точкой на поверхности Земли и точкой где-то в воздухе над ней. Атмосфера в разных регионах часто находится под разными локальными потенциалами, которые отличаются от земной, иногда даже на 3000 вольт в пределах 100 футов (30 м). [16] Электростатическое поле и разность потенциалов земного поля, согласно исследованиям, летом составляют от 60 до 100 вольт, а зимой - от 300 до 500 вольт на метр разницы в высоте, простой расчет дает результат, что когда такой коллектор расположен, например, на земле, а второй установлен вертикально над ним на расстоянии 2000 метров, и оба соединены проводящим кабелем, разница потенциалов летом составляет около 2000000 вольт, а в зимой даже от 6 000 000 вольт и больше. [17]

В верхних слоях атмосферы воздух сильно разрежен и ведет себя подобно разреженным газам в трубках Гейсслера. Нижний воздух в сухом виде не проводит электричество. Считается, что верхний слой заряжен положительным электричеством, а сама поверхность Земли заряжена отрицательно; слой более плотного воздуха между ними действует как стакан лейденской банки, разделяя противоположные заряды. [6] Теория атмосферного электричества объясняет столько же явлений; бесплатное электричество, которое проявляется во время грозы, являясь причиной первых; и электричество меньшего напряжения, проявляющееся при отображении северного сияния, вызывающее последнее. [15]

Электрическая атмосфера является наиболее частой причиной, сдерживающей или препятствующей передаче электричества. Во время шторма видно, что некоторые аппараты работают нерегулярно, мгновенно прерывая прохождение сильных токов, и часто на аппаратах в офисах между металлическими точками возникают яркие искры; в телеграфных системах якоря электромагнита натянуты с большой силой, а провода и другие металлические вещества вокруг инструментов сплавлены.Также наблюдаются, но реже, токи, продолжающиеся более или менее длительное время, мешающие работе систем связи. [15]

Варианты

Существовали различные предположения относительно происхождения этих полусуточных метеорологических периодов, но они обычно носили второстепенный характер. Первопричину явно следует приписать множеству сложных процессов, обусловленных термодинамикой излучения. Считается, что при наличии достаточного опыта формулы, которые были здесь выведены и проиллюстрированы, могут быть использованы для получения других ценных данных, касающихся атомных и субатомных активностей, которые связаны с вариациями основных терминов и их очень многочисленных производных. [18]

Суточные вариации, обнаруженные по суточным показаниям (в хорошую погоду), показали два максимума, происходящие летом с интервалом примерно в двенадцать часов, и два минимума, которые приходятся на летние часы с интервалом примерно в девять часов. Максимумы точно соответствуют часам изменения температуры, минимумы - часам постоянной температуры. [6] Атмосферное электричество, рассматриваемое в общем виде, достигает своего максимума в январе, затем постепенно уменьшается до июня месяца, который представляет собой минимум интенсивности; он увеличивается в течение следующих месяцев до конца года. [15] Разница между максимумом и минимумом гораздо более ощутима в ясную погоду, чем в пасмурную погоду. В разные месяцы электричество воздуха сильнее, когда небо безмятежно, чем когда облачно, за исключением июня и июля, когда электричество достигает максимума, величина которого почти одинакова, независимо от быть состоянием неба. [15]

Интенсивность электричества, наблюдаемая во время тумана, в среднем почти точно такая же, как и во время снегопада.Это значение очень высокое и соответствует средним максимумам, наблюдаемым для первого и последнего месяцев года. Очень примечательный факт, который явствует из недавних наблюдений, состоит в том, что влага действует совершенно по-разному в холодные и жаркие месяцы; он увеличивает электричество в зимние месяцы, он уменьшает его в летние месяцы. Фундаментальный факт заключается в том, что влажность действует двумя способами, эффекты которых имеют тенденцию противоречить друг другу. С одной стороны, это облегчает отвод электричества, накопленного в верхних слоях атмосферы, в слой, в котором производится наблюдение; с другой стороны, он облегчает уход в землю электричества, которым обладает этот слой: таким образом, с одной стороны, он увеличивает интенсивность электрических проявлений инструмента, с другой стороны, он уменьшает их. [15]

Космос и ближний космос

Электрические токи, создаваемые в ионосфере, направленной на Солнце.

Северное сияние над Канадой на высоте 11000 м (36000 футов)

Связь атмосферы и ионосферы

В космическом пространстве магнитопауза течет вдоль границы между областью вокруг астрономического объекта (называемой «магнитосферой») и окружающей плазмой, в которой электрические явления преобладают или организуются этим магнитным полем.Земля окружена магнитосферой, как и намагниченные планеты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Ртуть намагничена, но слишком слаба, чтобы улавливать плазму. Марс имеет неоднородную поверхностную намагниченность. Магнитосфера - это место, где внешнее магнитное давление магнитного поля Земли уравновешивается солнечным ветром, плазмой. Большинство солнечных частиц отклоняются в обе стороны от магнитопаузы. Однако некоторые частицы попадают в магнитное поле Земли и образуют радиационные пояса.Радиационный пояс Ван Аллена - это тор энергичных заряженных частиц (то есть плазмы) вокруг Земли, захваченный магнитным полем Земли.

На высоте над облаками атмосферное электричество образует непрерывный и отчетливый элемент (называемый электросферой), которым окружена Земля. Слой электросферы (от десятков километров над поверхностью Земли до ионосферы) имеет высокую электрическую проводимость и, по существу, находится под постоянным электрическим потенциалом. Ионосфера - это внутренний край магнитосферы, часть атмосферы, ионизируемая солнечным излучением.(Фотоионизация - это физический процесс, при котором фотон падает на атом, ион или молекулу, что приводит к выбросу одного или нескольких электронов.)

Полярное Аврора

Основная статья: Полярное сияние

Земля постоянно погружена в солнечный ветер, разреженный поток горячей плазмы (газ свободных электронов и положительных ионов), излучаемый Солнцем во всех направлениях в результате миллионного нагрева самого внешнего слоя Солнца, солнечного корона. Солнечный ветер обычно достигает Земли со скоростью около 400 км / с, плотностью около 5 ионов / куб.см и напряжённостью магнитного поля около 2–5 нТл (нанотеслы; поле поверхности Земли обычно составляет 30 000–50 000 нТл).Это типичные значения. В частности, во время магнитных бурь потоки могут быть в несколько раз быстрее; межпланетное магнитное поле (ММП) также может быть намного сильнее.

ММП возникает на Солнце, связанном с полем солнечных пятен, и его силовые линии (силовые линии) вытягиваются солнечным ветром. Одно это могло бы выстроить их в линию в направлении Солнце-Земля, но вращение Солнца смещает их (на Земле) примерно на 45 градусов, так что силовые линии, проходящие через Землю, могут фактически начинаться около западного края («лимба»). видимого солнца. [19]

Когда солнечный ветер возмущен, он легко передает энергию и материал в магнитосферу. Электроны и ионы в магнитосфере, которые таким образом получают энергию, движутся вдоль силовых линий магнитного поля к полярным областям атмосферы.

Полость Земля-ионосфера

Основная статья: резонанс Шумана

Разница потенциалов между ионосферой и Землей поддерживается за счет накачивающего действия грозовых разрядов. В полости Земля-ионосфера электрическое поле и ток проводимости в нижних слоях атмосферы в основном контролируются ионами.Ионы имеют характерные параметры, такие как подвижность, время жизни и скорость генерации, которые меняются с высотой.

Резонанс Шумана - это набор пиков спектра в СНЧ-части спектра электромагнитного поля Земли. Резонанс Шумана возникает из-за того, что пространство между поверхностью Земли и проводящей ионосферой действует как волновод. Ограниченные размеры Земли заставляют этот волновод действовать как резонатор для электромагнитных волн. Полость естественно возбуждается энергией от ударов молнии.

Слои атмосферы

Электропроводность атмосферы экспоненциально увеличивается с высотой. Амплитуды электрических и магнитных составляющих зависят от сезона, широты и высоты над уровнем моря. Чем больше высота, тем больше атмосферного электричества. Экзосфера - это самый верхний слой атмосферы, который, по оценкам, находится на высоте от 500 км до 1000 км над поверхностью Земли, а его верхняя граница - примерно на 10 000 км. Термосфера (верхняя атмосфера) - это слой атмосферы Земли непосредственно над мезосферой и непосредственно под экзосферой.Внутри этого слоя ультрафиолетовое излучение вызывает ионизацию. Теории, которые были предложены для объяснения явления полярного сияния, но экспериментами было продемонстрировано, что это происходит из-за токов положительного электричества, проходящих из более высоких областей атмосферы на Землю. [20]

Мезосфера (средняя атмосфера) - это слой атмосферы Земли, который находится непосредственно над стратосферой и непосредственно под термосферой. Мезосфера расположена примерно на 50-80 / 85 км над поверхностью Земли.Стратосфера (средняя атмосфера) - это стратифицированный по температуре слой атмосферы Земли, расположенный на высоте от 10 до 50 км над поверхностью на умеренных широтах, а на полюсах он начинается на высоте около 8 км. Стратосфера находится прямо над тропосферой и прямо под мезосферой. Тропосфера (нижняя атмосфера) - самый плотный слой атмосферы.

Пограничный слой планеты (ППС), также известный как Пограничный слой атмосферы (ППС), является самой нижней частью атмосферы, и на его поведение напрямую влияет контакт с поверхностью планеты.Он также известен как «обменный слой». ( см. Также : p-n переход.)

Электрическая плотность увеличивается на 88 вольт постоянного тока на каждый метр высоты над землей или, в эквиваленте футов, на 1-19 вольт постоянного тока на фут высоты.

Существует градиент потенциала на уровне земли («приземный слой атмосферы»), и это вертикальное поле [21] соответствует отрицательному заряду на поверхности Земли и вблизи нее. Отрицательный градиент потенциала быстро падает с увеличением высоты от земли.Большая часть этого потенциального градиента приходится на первые несколько километров. Положительный градиент потенциала быстро растет по мере увеличения высоты от земли. Вольта за два столетия до XXI века обнаружил с некоторой степенью точности, что пропорции ординат кривой или градиента электрического потенциала увеличиваются по мере увеличения расстояния от Земли, и совсем недавно Энгель предоставил данные для расчета увеличение (изображение справа).

Грозы и молнии

Основные статьи: Грозы и молнии Карта мира, показывающая частоту ударов молний, ​​количество вспышек на км² в год (равновеликая проекция).Чаще всего удары молнии происходят в Демократической Республике Конго. Объединенные данные 1995–2003 гг. С оптического детектора переходных процессов и данные 1998–2003 гг. С датчика изображения молний.

Если известно количество воды, которая конденсируется в облаке и впоследствии выпадает из него, то можно рассчитать полную энергию грозы. При средней грозе выделяемая энергия составляет около 10 000 000 киловатт-часов (3,6 × 10 13 джоулей), что эквивалентно ядерной боеголовке мощностью 20 килотонн.Сильная и сильная гроза может быть в 10-100 раз сильнее. [22]

Как изначально образуется молния, до сих пор остается предметом споров: [23] Ученые изучили основные причины, начиная от атмосферных возмущений (ветер, влажность и атмосферное давление) до воздействия солнечного ветра и накопления заряженных солнечных частиц. [24] Считается, что лед внутри облака является ключевым элементом в развитии молнии и может вызвать насильственное разделение положительных и отрицательных зарядов в облаке, тем самым способствуя образованию молнии. [24]

Средняя молния переносит отрицательный электрический ток силой 40 кА (хотя некоторые болты могут достигать 120 кА) и передает заряд в пять кулонов и 500 МДж, или энергию, достаточную для питания 100-ваттной лампочки чуть меньше двух месяцев. Напряжение зависит от длины болта, при этом диэлектрический пробой воздуха составляет три миллиона вольт на метр; это соответствует примерно одному гигавольту (одному миллиарду вольт) для разряда молнии 300 м (1000 футов).При электрическом токе 100 кА это дает мощность 100 тераватт. Однако создание лидера молнии - это не просто вопрос пробоя диэлектрика, и окружающие электрические поля, необходимые для распространения лидера молнии, могут быть на несколько порядков меньше, чем прочность диэлектрического пробоя. Кроме того, градиент потенциала внутри хорошо развитого канала обратного хода составляет порядка сотен вольт на метр или меньше из-за интенсивной ионизации канала, что приводит к истинной выходной мощности порядка мегаватт на метр для энергичного возврата. рабочий ток 100 кА. [25]

Последовательность молний (Продолжительность: 0,32 секунды)

Электрификация в воздухе

Электростатика - это накопление заряда на поверхности предметов из-за контакта с другими поверхностями. Хотя перезарядка происходит всякий раз, когда любые две поверхности соприкасаются и разделяются, эффекты перезарядки обычно замечаются только тогда, когда хотя бы одна из поверхностей имеет высокое сопротивление электрическому потоку. Это связано с тем, что заряды, которые передаются на поверхность с высоким сопротивлением или с нее, более или менее удерживаются там на достаточно долгое время, чтобы можно было наблюдать их эффекты.Эти заряды затем остаются на объекте до тех пор, пока они не стекут на землю или не будут быстро нейтрализованы разрядом: например, знакомое явление статического «шока» вызвано нейтрализацией заряда, накопленного в теле от контакта с непроводящими поверхностями. .

Огонь Святого Эльма - это электрическое явление, при котором светящаяся плазма создается корональным разрядом, исходящим от заземленного объекта. Шаровую молнию часто ошибочно называют огнем Святого Эльма.Это отдельные и разные явления. [26] Огонь Святого Эльма, хотя и называется «огнем», на самом деле является плазмой. Огонь Святого Эльма - еще одна фаза атмосферного электричества, которую следует учитывать в этой связи. Он иначе известен как огонь святого Илии, святой Клары, святого Николая и Елены, а также составной, составной или составной (то есть corpus sanctum [ред., Святое тело]). Явление наблюдается обычно во время грозы на вершинах деревьев, шпилей и т. Д., или на головах животных, как кисть или звезда света. [3]

Электрическое поле вокруг рассматриваемого объекта вызывает ионизацию молекул воздуха, в результате чего возникает слабое свечение, которое хорошо видно в условиях низкой освещенности. Приблизительно 1000 - 30 000 вольт на сантиметр требуется, чтобы вызвать огонь Святого Эльма; однако это число сильно зависит от геометрии рассматриваемого объекта. Острые точки, как правило, требуют более низких уровней напряжения для получения того же результата, потому что электрические поля более сконцентрированы в областях высокой кривизны, поэтому разряды более интенсивны на концах заостренных предметов. [27] Огонь Святого Эльма и обычные искры могут появиться при воздействии высокого электрического напряжения на газ. Огонь Святого Эльма можно увидеть во время грозы, когда земля под бурей электрически заряжена, а в воздухе между облаком и землей находится высокое напряжение. Напряжение разрывает молекулы воздуха, и газ начинает светиться. Азот и кислород в атмосфере Земли заставляют Огонь Святого Эльма флуоресцировать синим или фиолетовым светом; это похоже на механизм, который заставляет светиться неоновые вывески. [27]

Исследования и расследования

Чтобы обнаружить наличие свободного электричества в воздухе, можно использовать заостренный металлический стержень, выступающий в воздух на несколько футов и соединенный своим нижним концом с электроскопом из сусального золота. Когда этот стержень поднимается в воздух на несколько футов, листья расходятся. Воздушные змеи и воздушные шары также использовались для обнаружения и, так сказать, отвода бесплатного электричества воздуха. Происхождение атмосферного электричества до сих пор неизвестно. Некоторые физики приписывают это трению воздуха о землю, другие - постепенному окислению растений и животных, третьи - испарению, индукции от солнца и разнице температур. [3]

Малая высота

Основная статья: электрометр

Для определения электрического состояния атмосферы у поверхности земли достаточно электрометра Вольта. Электрометр - это прибор, который служит для индикации и измерения электричества. Только что упомянутый состоит из стеклянного сосуда, увенчанного острым металлическим стержнем; и к нижнему концу стержня, который входит в сосуд, свободно прикреплены две тонкие соломинки. Заостренный стержень, собирающий электричество из воздуха, две соломинки становятся одинаково наэлектризованными и удаляются друг от друга; величина расхождения, измеряющая интенсивность жидкости. [28]

Большая высота

Основная статья: Метеорологический шар

Эксперименты проводятся в более высоких областях атмосферы с помощью воздушных змеев и воздушных шаров. Струна воздушного змея должна быть обмотана тонкой проволокой, чтобы передавать электричество с неба; и он также должен быть изолирован, прикрепив нижний конец либо к шелковому шнурку, либо к стеклянной опоре. Иногда используются небольшие стационарные воздушные шары, струны которых расположены и закреплены таким же образом.Иногда метеорологи поднимаются на воздушных шарах для наблюдений. [29]

Молния

Основная статья: Ракета-молния

Ракета-молния состоит из ракетной установки, которая связана с устройством обнаружения, которое измеряет наличие электростатических и ионных изменений в непосредственной близости от ракетной установки, которая также запускает ракетную установку. Эта система предназначена для контроля времени и места удара молнии.

См. Также

Общий
Геофизика, Науки об атмосфере, Физика атмосферы, Динамика атмосферы, Журнал геофизических исследований, Модель системы Земли, Химия атмосферы, Качество воздуха
Электромагнетизм
Магнитное поле Земли, Спрайты и молнии, Вистлер (радио), Теллурические токи, время релаксации, электродный эффект, градиент потенциала
Другое
Медаль Чарльза Кри, Электродинамические тросы, Солнечное излучение
Люди
Эгон Швайдлер, Чарльз Кри, Никола Тесла, Герман Плаусон, Джозеф Дуайер

Ссылки и внешние статьи

Цитаты и примечания

  1. ^ См. Ричард Спелман Калли, Справочник по практической телеграфии . Foster et al., 132

Общие ссылки

До 1930-х годов
  • Стенограмма рукописной статьи, подписанной доктором Махлоном Лумисом, 7 января 1872 г. (из Radio News , ноябрь 1922 г., страницы 974–978 (выдержка из лекции Лумиса))
  • « Атмосферное электричество », dge.inpe.br.
  • Кри, Чарльз, « Атмосферное электричество », Британская энциклопедия. Encyclopdia Britannica, 1926.
  • " Чаунси Дж.Атмосферный электрический генератор Бриттена ", Rex Research.
  • Артур Уильям Пойзер, Магнетизм и электричество . Лонгманс, Грин и Ко. 1901.
  • Иеремия Джойс, Научные диалоги, с исправлениями О. Грегори . Дартон 1846.
  • Дионисий Ларднер, Популярные лекции по науке и искусству , Атмосферное электричество. Генри В. Ло 1856.
  • Мистер Уилсон, Портативный электрометр с позолотой и т. Д. . Труды Кембриджского философского общества
  • Альфред Урбаницки, Электричество на службе человека .Атмосферное электричество. Cassell & Company, Limited 1886.
  • Уиллис Исбистер Милхэм, Метеорология , Атмосферное электричество. Компания Macmillan, 1912 год.
  • Уильям Аллен Миллер, Элементы химии: теоретические и практические , Атмосферное электричество.
  • Jacques Wardlaw Redway, Справочник по метеорологии: Руководство для совместных наблюдателей и студентов , Атмосферное электричество .. John Wiley & Sons, inc. 1921.
  • Эксперименты по атмосферному электричеству.Доктор Л. Вебер. (Elektrotechnische Zeitschrift, 1889, стр. 521.
  • Фрэнсис Ролт-Уиллер, Наука-история Вселенной , Электростатика - Атмосферное электричество. Издательство "Нынешняя литература" 1909.
  • Golding Bird, Elements of Natural Philosophy , Атмосферное электричество. Ли и Бланшар 1848.
  • Джордж Кэри Фостер, Альфред Уильям Портер, Жюль Франсуа Жубер, Элементарный трактат по электричеству и магнетизму , Атмосферное электричество.Лонгманс, 1909.
  • Джон Броклсби Элементы метеорологии , Атмосферное электричество. Шелдон и компания 1869.
  • Наземное электричество, Ежегодник - Вашингтонский институт Карнеги.
  • Фрэнк Хагар Бигелоу, Трактат о солнечном излучении и других солнечных явлениях , Атмосферное электричество и дневная конвекция. John Wiley & Sons, Inc. 1918.
  • Дэвид Эймс Уэллс, Естественная философия Уэллса , Атмосферное электричество.Ivison, Blakeman, Taylor & co. 1876.
  • Карл Фридрих Пешель, Эбенезер Вест (Тр.), Elements of Physics , Атмосферное электричество и электрические явления жизни. Лонгман, Браун, Грин и Лонгманс 1846.
После 1930-х годов

Журналы

Статьи
  • Андерсон, Ф. Дж. И Г. Д. Фрейер, « Взаимодействие грозы с проводящей атмосферой ».J. Geophys. Res., 74, 5390–5396, 1969.
  • Брук, М., « Грозовая электрификация », Проблемы атмосферного и космического электричества. С.Коронити (ред.), Elsevier, Amsterdam, стр. 280–283, 1965.
  • Фаррелл, У. М., Т. Л. Аггсон, Э. Б. Роджерс и В. Б. Хэнсон, « Наблюдения ионосферных электрических полей над атмосферными метеорологическими системами », J. Geophys. Res., 99, 19475-19484, 1994.
  • Фернслер Р. Ф. и Х. Л. Роуленд, « Модели созданных молниями спрайтов и эльфов ».J. Geophys. Res., 101, 29653-29662, 1996.
  • Фрейзер-Смит, A.C., « УНЧ магнитные поля, создаваемые электрическими бурями, и их значение для генерации геомагнитных пульсаций ». Geophys. Res. Lett., 20, 467–470, 1993.
  • Кридер, Э. П., и Р. Дж. Блейксли, « Электрические токи, производимые грозовыми облаками ». J. Electrostatics, 16, 369–378, 1985.
  • Лазебный Б.В., Николаенко А.П., Рафальский В.А., Швец А.В. « Обнаружение поперечных резонансов полости Земля-ионосфера в среднем спектре ОНЧ атмосфер ».Geomagn. Aeron., 28, 281–282, 1988.
  • Огава, Т., " Электроэнергия для ясных погодных условий ". J. Geophys. Res., 90, 5951–5960, 1985.
  • Сентман, Д. Д., " Спектры резонанса Шумана в полости Земля-ионосфера на двухуровневой высоте". J. Geophys. Res., 101, 9479–9487, 1996.
  • Волин, Л., « Элементы хорошей погоды, электричество ». J. Geophys. Res., 99, 10767-10772, 1994.
Общий

Прочие показания

  • Ричард Э.Орвилл (ред.), " Атмосферное и космическое электричество ". (Виртуальный журнал «Выбор редакции») - « American Geophysical Union ». (AGU) Вашингтон, округ Колумбия 20009-1277 США
  • Шонланд, Б. Ф. Дж., « Атмосферное электричество, ». Метуэн и Ко., Лтд., Лондон, 1932 г.
  • МакГорман, Дональд Р., У. Дэвид Раст, Д. Р. Макгорман и У. Д. Раст, « Электрическая природа штормов ». Oxford University Press, март 1998 г. ISBN 0-19-507337-1
  • Коулинг, Томас Гилберт, « О теории магнитных бурь и полярного сияния Альфвена», Земной магнетизм и атмосферное электричество, 47, 209–214, 1942.
  • Х. Х. Хофферт, « прерывистых вспышек молнии, ». Proc. Phys. Soc. Лондон 10 № 1 (июнь 1888 г.) 176–180.
  • Волланд, Х., " Атмосферная электродинамика" , Спрингер, Берлин, 1984.

Сайтов

  • Бейтман, Монте, " Домашняя страница по атмосферному электричеству ".
  • « Международная комиссия по атмосферному электричеству ». Комиссия Международной ассоциации метеорологии и физики атмосферы.
  • « Молния и атмосферное электричество ». Глобальный центр гидрологии и климата НАСА.
  • Кифт, Сэнди, « Лаборатория Ленгмюра для атмосферных исследований ». Институт горного дела и технологий Нью-Мексико.
  • « Энергия из воздуха ». Наука и изобретения (ранее - «Экспериментатор по электричеству»), февраль 1922 г., вып. 10. Vol IX, Whole No. 106. New York. (nuenergy.org)
  • « Энергия из воздуха ». Наука и изобретения (бывший электротехник), март 1922 г.(nuenergy.org).
  • « RF Энергия через ионосферу ». Концепции радиочастотной энергии, разд. 101 Rev. Ноябрь 2003 г.
  • Петер Винклер, « Ранние наблюдения и знания о воздушном электричестве и магнетизме в Гогенпейсенберге во время Палатины ». Метеорологическая служба Германии, Метеорологическая обсерватория. (PDF)
  • « Атмосферное электричество ». Меридиан международное исследование.
  • «Атмосферное электричество и растения»
  • Космические лучи вызывают молнии? Спросите у экспертов - sciam.com 24 января 2008 г.
  • « Электрическая среда Земли ». CPSMA, USA National Academies Press.

Дополнительная литература

  • Огюст де ла Рив, Объяснение суточных колебаний магнитной иглы и северного сияния (1894)
  • Джеймс Р. Уэйт, Некоторые основные электромагнитные аспекты вариаций УНЧ поля в атмосфере . Journal Pure and Applied Geophysics, Volume 114, Number 1 / January, 1976 Pages 15–28 Birkhäuser Basel ISSN 0033-4553 (Print) 1420-9136 (Online) DOI 10.1007 / BF00875488
  • Чарльз Кри, Наблюдения за атмосферным электричеством в обсерватории Кью . Труды Лондонского королевского общества, Vol. 60, 1896–1897 (1896–1897), стр. 96–132
  • Г. К. Симпсон, К. С. Райт, Атмосферное электричество над океаном . Труды Лондонского королевского общества. Серия A, Содержащие статьи математического и физического характера, Vol. 85, No. 577 (10 мая 1911 г.), стр. 175–199
  • Национальный исследовательский совет (U.S.). И Американский геофизический союз. (1986). Электрическая среда Земли. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия, президент
  • Динамика Солнца и ее влияние на гелиосферу и Землю Д. Н. Бейкер, Международный институт космических наук
  • Изменчивость солнечной энергии, погода и климат Национальный исследовательский совет (США). Комитет по изучению геофизики
  • Философский журнал. (1839) Лондон: Тейлор и Фрэнсис. Инструкция к научной экспедиции в арктический регион, Электрометры. стр. 219.

Внешние ссылки

Атмосферное электричество | Блог Леонида Мамченкова

Прошлой ночью я вышла на балкон, чтобы насладиться грозой. Было не слишком ветрено и не слишком дождливо, но молнии и громы были довольно сильными. Посреди ночи длинные удары по всему небу освещали город ярким, как полдень. Это было что-то!

И это тоже заставило меня задуматься. В небе так много энергии, есть ли способ извлечь ее и использовать? Я слышал, что по этому поводу была проделана определенная работа.И, учитывая, что в школе я был не лучшим учеником, я до сих пор помню тот факт, что большая часть энергии молнии тратится на сам свет и на нагревание воздуха. Но, подумал я, однажды мы найдем способ ловить молнии до того, как они случаются, и собирать всю эту энергию. Это было бы очень полезно, хотя, вероятно, и разрушило бы великолепие грозы.

Этим утром я зашел в интернет, чтобы посмотреть, смогу ли я найти что-нибудь интересное по этой теме. Ресурсов предостаточно, но пока ничего особенного не привлекло мое внимание.Вот обязательная страница Википедии:

В воздухе и в облаках всегда есть свободное электричество, которое действует посредством индукции на землю и электромагнитные устройства. Эксперименты показали, что в атмосфере всегда есть бесплатное электричество и что это самое быстрое электрическое соединение, которое иногда бывает отрицательным, а иногда и положительным, но в большинстве случаев положительным, и интенсивность этого бесплатного электричества выше в середине дня, чем утром или ночью, зимой сильнее, чем летом.В хорошую погоду потенциал увеличивается с высотой примерно до 30 вольт на фут (100 В / м).

Атмосферная среда, которой мы окружены, содержит не только комбинированное электричество, как любая другая форма материи, но также значительное количество в свободном и несвязанном состоянии; иногда одного вида, иногда другого; но, как правило, оно всегда противоположно земному. Различные слои или страты атмосферы, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, часто находятся в разных электрических состояниях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *