Что такое молния и как возникает

 Наиболее эффектным свидетельством атмосферного электричества являются молнии. Некоторые удары молнии происходят внутри облаков (молния между облаками), в то время как другие ударяют по Земле (молнии между облаками). Каждую секунду где-то на поверхности Земли происходит около 100 ударов облаков о землю.

Все молнии потенциально опасны — могут быть повреждены деревья и здания, могут начаться лесные пожары, могут быть потеряны человеческие жизни.

Механизм возникновения ударов молнии сложен и до конца не изучен, но общие черты можно описать следующим образом.

В активном грозовом облаке восходящие потоки уносят капли воды вверх, где при достижении уровня замерзания они превращаются в частицы льда (градины). Когда эти частицы льда в конце концов падают, они сталкиваются с каплями воды, движущимися вверх.

Эти столкновения приводят к разделению положительного и отрицательного заряда непонятным образом. В результате поднимающиеся капли несут положительные заряды вверх, а падающие частицы осадков несут отрицательные заряды вниз. Наибольшая концентрация отрицательного заряда наблюдается в области сильных восходящих потоков, а положительный заряд локализован в области выше 10 км.

В обычном облаке влага поднимается лишь настолько высоко, что конденсируется в более холодном воздухе и выпадает в виде дождя. Однако в грозовом облаке восходящие потоки настолько сильны, что капли воды поднимаются выше уровня замерзания, где они затвердевают, образуя град.

Когда в облаке выделяется достаточный заряд (обычно около 20 Кл), воздух не может сохранять свои нормальные изолирующие свойства, и происходит электрический пробой, при котором от основания облака к земле течет относительно небольшой электронный ток.

Быстрая последовательность скачков электронов в этих ударах лидера открывает ионизированный путь, который простирается примерно на 20 метров от Земли.

В этот момент стример положительного заряда продвигается от Земли навстречу лидеру. При этом существует токопроводящая дорожка, связывающая облако с землей, и по этой дорожке протекает огромный ток (до 200 000 А), составляющий основной удар молнии.

Большая часть заряда в грозовом облаке рассеивается при каждом ударе молнии, но конвекционные токи настолько сильны, а процесс разделения зарядов настолько эффективен, что требуется всего 15-20 секунд, чтобы перезарядить облако и подготовить его к следующему удару молнии.

Подробно про молнию смотрите здесь:

Что такое молния и как она возникает

35 часто задаваемых вопросов о грозе и молнии

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: https://t.me/electricalschool

Smart Grid — это намного больше, чем просто «технология»

 Создание гибкой, эффективной, цифровой, надежной и устойчивой энергосистемы вполне может стать лучшим путем к повышению энергоэффективности и безопасности, а также к увеличению потенциала возобновляемых и распределенных источников энергии.

Одна четкая и общая тема оживляет видение двадцать первого века: информация. Следовательно, интеллектуальная сеть часто используется как термин для сети двадцать первого века.

За последние два десятилетия мы стали свидетелями радикальных изменений почти в каждой отрасли. От доставки посылок до потребительского банковского обслуживания, розничных продаж и авиаперелетов — все они столкнулись с существенными изменениями в своей инфраструктуре — в том, как они предоставляют услуги, как они взаимодействуют и привлекают потребителей, а также как они ведут бизнес.

Изменения в этих отраслях зависят не только от большего количества информации, но и от более качественной информации — более точной, более своевременной и двусторонней связи, которая позволяет «системному оператору» на уровне предприятия планировать, проектировать и работать быстрее и эффективнее.

Конечным результатом являются более качественные услуги, большее удобство, более низкие затраты и более довольные клиенты. Взаимодействие клиентов с поставщиком услуг — будь то банк, авиакомпания, судоходная компания, интернет-магазин — часто приводит к улучшению взаимовыгодных отношений. Результатом является более сильная, более продуктивная и более устойчивая экономика.

Несмотря на случайное неправильное использование информации, преднамеренное или непреднамеренное, основные основополагающие изменения стали движущей силой экономического роста и процветания. Те же принципы применимы и к электроэнергетическому сектору.

Более качественная информация дает возможность быстрого внедрения инноваций в коммунальные услуги.

Коммунальные службы могут гораздо точнее планировать будущие потребности, могут проектировать систему более эффективно и с более жесткими допусками, а также могут эксплуатировать ее совершенно новыми и более эффективными способами. Это также дает возможность расширить возможности потребителей, предоставляя информацию о том, когда и как они используют энергию, и дает им возможность согласовать свое использование с оптимальной производительностью системы и разнообразными личными предпочтениями.

Конечно, с увеличением объема информации возникает потребность в новой массивной информационной инфраструктуре для сбора, транспортировки, управления, хранения, анализа и отображения этой информации. Такое нетривиальное начинание и инвестиции требуют нового мышления и новых процессов, поднимая вопросы, которые энергетика только начала понимать и ценить.

К счастью, другие отрасли уже рассмотрели и решили многие из этих проблем для своих целей, и энергетика может опираться на этот опыт. 

Одной из самых перспективных технологий будущего в сфере энергетики является технология Smart Grid.

Smart Grid (Интеллектуальная сеть) — это современная электрическая сеть, интегрированная с информационными и коммуникационными технологиями. Обычная сеть может только передавать или распределять электроэнергию от генерации к конечным потребителям. Но интеллектуальная сеть может передавать энергию и информацию обоими способами. Таким образом, интеллектуальная сеть модернизирует существующую сеть, чтобы она функционировала более безопасно, и эффективно.

Подробный обзор технологии Smart Grid:

Интеллектуальная энергетическая сеть, Smart grid, умная сеть электроснабжения

Smart Grid и IoT:

Перспективы интеграции Интернета вещей (IoT) и умных электрических сетей (Smart Grid)

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: https://t.me/electricalschool

Что такое статическое электричество?

Статическое электричество — термин, обозначающий явления, вызванные накоплением электрического заряда на поверхности различных тел и предметов и их обменом при взаимном контакте.

Все материалы состоят из атомов — частиц, которые дополнительно характеризуют свойства материала. Каждый атом содержит как положительные, так и отрицательные частицы — в состоянии покоя их сумма равна нулю. Когда одна из частиц теряется, атом становится ионом — он имеет положительный или отрицательный заряд. Ионы с противоположными зарядами притягиваются друг к другу, а с одинаковым зарядом отталкиваются.

Материалы можно разделить на две основные группы – проводники и изоляторы. Электроны могут свободно перемещаться в проводнике — проводник может быть статически заряжен в изолированной среде и легко разряжаться при контакте с землей. Изоляционные материалы (диэлектрики) может очень долго сохранять свой статический заряд и даже иметь заряд разной полярности в разных местах. Электроны не могут свободно двигаться, и поэтому изоляторы не могут быть легко разряжены путем заземления.

Практический смысл

Статический заряд вызывает множество проблем в повседневной жизни и рабочих процессах. Пропуск заряда при выходе из автомобиля, покрытие поверхностей притянутыми частицами пыли, проблемы с размещением фольги и наклеек на поверхностях, повреждение чувствительных электронных компонентов или оборудования, взрывы во взрывоопасных средах и пожары.

Проводники освобождаются от статического заряда путем заземления.

Нейтрализация статического заряда на изоляторах осуществляется ионизаторами (ионизаторами) - принцип действия воздушного потока, который разделяется на положительные и отрицательные ионы. Они притягиваются к ионам с противоположным зарядом на разряженном объекте, и таким образом статический заряд нейтрализуется.

Статический заряд также может быть полезен, например, для временного скрепления материалов и, таким образом, упрощения производственных процессов.

Другой возможностью использования статического электричества являются электростатические сепараторы мелких частиц из газового потока. Газ с пылью пропускается через электроды с напряжением в несколько десятков киловольт, на которых частицы приобретают электрический заряд и затем притягиваются к собирающему электроду с противоположным зарядом.

Лазерные принтеры и копировальные аппараты — еще одна важная область использования электрического заряда. Частицы тонера переносятся на бумагу с помощью электрического поля, где впоследствии фиксируются теплом.

Как избавиться от статического электричества?

Вы можете избавиться от нежелательного статического электричества дома или в офисе, используя увлажнитель воздуха. Если при ношении одежды появляется статическое электричество, при стирке желательно использовать кондиционер для белья.

Если при контакте с кожей появляется статическое электричество, желательно использовать увлажняющие кремы или масла для тела.

Когда статическое электричество вызывает проблемы с волосами, удобно использовать косметику с силиконом для волос.

Полезные советы по борьбе со статическим электричеством:

Защита от статического электричества в быту

Защита от статического электричества в производственных процессах

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: https://t.me/electricalschool