La electricidad es un fenómeno eléctrico que se produce en las nubes de tormenta. Sólo las nubes de tormenta pueden provocar rayos. Por tanto, la existencia de nubes de tormenta se convierte en un requisito previo para que se produzcan relámpagos. En la mayoría de los casos, las nubes de tormenta van acompañadas de precipitaciones y relámpagos. Las nubes de tormenta se llaman cumulonimbus en meteorología. Los relámpagos ocurren sólo en nubes cumulonimbos maduras que se extienden muy alto.
En las nubes cumulonimbus maduras, las cargas positivas se concentran en la parte superior de la nube y las cargas negativas se concentran en la parte media e inferior de la nube, pero en la parte inferior de la nube hay una Pequeña área de carga positiva. La corriente ascendente tiene un máximo local. La generación y distribución de cargas eléctricas en las nubes están relacionadas con el proceso objetivo de formación de nubes de tormenta y los procesos microfísicos en las nubes.
En diferentes partes de la nube de tormenta se acumulan cargas de dos polaridades diferentes. Cuando la carga acumulada alcanza una cierta cantidad, se forma un fuerte campo eléctrico entre diferentes partes de la nube o entre la nube y el suelo. La intensidad media de este campo eléctrico puede alcanzar varios miles de voltios/cm, y puede llegar hasta 1000 voltios/cm en áreas locales. Un campo eléctrico tan fuerte es suficiente para atravesar la atmósfera dentro y fuera de la nube, estimulando así deslumbrantes destellos de luz entre la nube y el suelo, o entre diferentes partes de la nube, o entre diferentes nubes. Esto es un relámpago.
La forma del relámpago que la gente suele ver es un relámpago lineal o un relámpago dendrítico, que tiene una luz deslumbrante. Todo el relámpago es como una rama, con las ramas colgando horizontalmente o hacia abajo, y en el mapa es como un río con muchos afluentes. Los rayos lineales se descargan principalmente desde las nubes al suelo y son los más dañinos para los humanos.
¿Cómo se generan los rayos y cómo protege un pararrayos contra la caída de rayos?
Debido a los rayos cósmicos u otros fenómenos de ionización, la atmósfera produce iones positivos y negativos. Los iones positivos y negativos pueden moverse libremente, haciendo que el aire sea conductor. Cuando los potenciales en diferentes partes de la atmósfera son diferentes, los iones negativos se mueven al área positiva y los iones positivos al área negativa, neutralizando así las cargas positivas y negativas y logrando un equilibrio eléctrico.
En la nube, sin embargo, la situación es diferente. Las nubes están formadas por muchas gotas de agua diminutas y los iones se adsorben en las gotas de agua y se convierten en cargas esféricas. Debido a la gran masa de las gotas de agua, el movimiento es torpe; incluso las gotas de agua con un diámetro de sólo unas pocas micras suponen una pesada carga para los iones de gas. Por tanto, las cargas en la nube se mueven lentamente y no es fácil alcanzar el equilibrio eléctrico. Bajo la influencia del campo eléctrico atmosférico, las cargas positivas y negativas se acumulan en las capas superior e inferior de la nube, respectivamente. Las cargas positivas tienden a acumularse en las capas superiores de las nubes y las cargas negativas en las capas inferiores de las nubes.
Cuando las nubes cargadas están cerca del suelo, forman un condensador gigante. Las nubes y el suelo son cada polo del condensador, y la atmósfera entre las nubes y el suelo es el dieléctrico. Durante una tormenta, la diferencia de voltaje entre los dos polos es muy grande, alcanzando decenas de miles de voltios por metro.
Cuando la intensidad del campo eléctrico excede la rigidez dieléctrica del aire, este descompondrá el aire y se descargará. Durante una descarga, las partículas cargadas chocan contra las moléculas de aire y las ionizan. Entre la nube y el suelo se forman vías eléctricas compuestas de electrones e iones. La carga en la nube sigue este camino hacia el suelo, que es lo que vemos como un rayo que se precipita desde la nube hacia el suelo. Debido a que la corriente instantánea puede alcanzar decenas de miles o incluso cientos de miles de amperios, la temperatura del aire alrededor del rayo alcanza decenas de miles de grados. Debido al calentamiento del gas, la presión del aire cercano aumenta repentinamente a decenas o incluso cientos de atmósferas. Cuando la enorme presión del aire explote en todas direcciones, emitirá un sonido aterrador, como una explosión. Esto es un trueno.
Cuando cae un rayo, la energía es extremadamente alta al instante, lo que hace que los árboles y las casas que toca estallen en llamas, como una bomba.
A todo el mundo le gusta tomar atajos, y a la electricidad también. Tome el camino de menor resistencia. Un pararrayos es un poste de metal que se erige en el punto más alto de un edificio y se conecta al suelo. El extremo superior de la varilla es puntiagudo y la punta se descarga fácilmente, formando un camino de baja resistencia. Las cargas de la nube pueden llegar al suelo a través de pararrayos y los edificios pueden protegerse de los rayos.
Este método de protección contra rayos fue inventado por Franklin, por eso se le llama pararrayos Franklin. El rango de protección de este pararrayos es como un paraguas sin suficiente soporte, y su radio de protección es solo 1-1,5 veces la altura de instalación del pararrayos. Por lo tanto, cuando un edificio es grande, se deben instalar muchos pararrayos en él. Especialmente en los grandes edificios con tejados planos, los pararrayos están dispuestos en hileras, como en un bosque de agujas.
¿Cómo mejorar la eficiencia de los pararrayos? Ya en 1914, el físico húngaro Al Zilat descubrió el principio de que las sustancias radiactivas pueden ionizar el aire, lo que puede mejorar la eficacia de la protección contra rayos. En los últimos años, con la creciente popularidad de la tecnología isotópica, muchos países avanzados han desarrollado pararrayos radioisótopos.
En Italia y la península española, donde los rayos son los más frecuentes de Europa, hay muchos edificios vulnerables a los rayos, como transmisores de radio, subestaciones y depósitos de almacenamiento de combustible o gas. ...>; gt
¿Cuáles son las causas de los rayos?
El sonido del rozamiento y colisión entre nubes es un trueno.
La chispa es el relámpago.
¿Qué causa los rayos?
Estimo que debería ser similar al principio de un generador. El vapor de agua se mueve lateralmente con el campo magnético de la Tierra, creando nubes de cargas positivas y negativas. ¿Por qué no hay rayos en invierno? Debido a que hay poca convección de vapor de agua de arriba a abajo en invierno, generalmente es advección. Uno hacia arriba y otro hacia abajo pueden producir cargas positivas y negativas. ¿Por qué en algunos planetas llueve pero no hay relámpagos? Porque no hay campo magnético. Esta es mi estimación y no ha sido verificada.
Hay un virus en mi computadora y no puedo eliminarlo. Me pide que descomprima, pero no se puede encontrar el virus según la ruta. ¿Qué debo hacer?
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¿Cómo se producen los rayos?
¿Qué es el rayo?
El rayo es una descarga eléctrica espectacular y un tanto aterradora acompañada de relámpagos y truenos. Los rayos generalmente ocurren en nubes cumulonimbus con fuerte convección, por lo que suelen ir acompañados de fuertes ráfagas de viento y lluvias intensas, y en ocasiones granizo y tornados. Las cimas de los cumulonimbus son generalmente muy altas, de hasta 20 kilómetros, y a menudo hay cristales de hielo en las partes superiores de las nubes. La unión de cristales de hielo, la rotura de gotas de agua y las corrientes de convección de aire crean una carga eléctrica en las nubes. La distribución de cargas en las nubes es más compleja, pero en general, la parte superior de la nube está dominada por cargas positivas y la parte inferior por cargas negativas. Por tanto, se crea una diferencia de potencial entre las partes superior e inferior de la nube. Cuando la diferencia de potencial alcanza un cierto nivel, se producirá una descarga, que es nuestro fenómeno común de rayos. La corriente media de un rayo es de 30.000 amperios y la corriente máxima puede alcanzar los 300.000 amperios. El voltaje del rayo es muy alto, entre 100 y 100 millones de voltios. La potencia de una tormenta moderada puede alcanzar los 10 millones de vatios, el equivalente a la producción de una pequeña central nuclear. Durante el proceso de descarga, debido al aumento repentino de temperatura durante el flashover, el volumen de aire se expande rápidamente, generando ondas de choque y fuertes rayos. Cuando las nubes de tormenta cargadas se acercan a las protuberancias del suelo, se producen violentas descargas eléctricas entre ellas. En el lugar de descarga del rayo se producirán fuertes destellos y estruendos explosivos. Esto es lo que la gente ve y oye en forma de relámpagos y truenos.
¿Qué es el rayo?
Las nubes de tormenta suelen crear una carga eléctrica, con cargas negativas en la parte inferior y cargas positivas en la parte superior. También crean cargas positivas en el suelo, que siguen a las nubes. Las cargas positivas y negativas se atraen entre sí, pero el aire no es buen conductor. La electricidad positiva corre hacia las cimas de los árboles, montañas, edificios altos e incluso el cuerpo humano, tratando de encontrar las nubes de electricidad negativa; los tentáculos de electricidad negativa en forma de ramas se extienden hacia abajo, acercándose al suelo a medida que se extienden hacia abajo. Finalmente, las cargas positivas y negativas finalmente superan la barrera del aire y se conectan. Una enorme corriente corre a lo largo de un camino conductor desde el suelo hasta las nubes, creando un brillante destello de luz. La longitud de un rayo puede ser de sólo unos pocos cientos de kilómetros, pero también puede tener varios kilómetros.
La temperatura de los rayos oscila entre los 17.000 grados centígrados y los 28.000 grados centígrados, que es de 3 a 5 veces la temperatura de la superficie del sol. El calor extremo del rayo hace que el aire a su paso se expanda dramáticamente. El aire se mueve muy rápido, por lo que forma ondas que crean sonido. Cuando el rayo está cerca, se oye un crujido agudo; si está lejos, se oye un estruendo. Puede iniciar el cronómetro cuando vea un rayo, detenerlo cuando escuche un trueno y luego dividir el número de segundos por 3 para saber aproximadamente a cuántos kilómetros de usted está el rayo.
Tipos de Rayos
El rayo común serpenteante se llama rayo dendrítico.
Si el viento mueve la trayectoria de un rayo dendrítico hacia los lados de modo que parezcan varios relámpagos paralelos, se llama relámpago de cinta. Si dos ramas de un rayo parecen llegar al suelo al mismo tiempo, se les llama rayos bifurcados.
Cuando los relámpagos destellan entre cargas yin y yang en una nube, iluminando el cielo en un área entera, se llama relámpago parcheado.
El rayo que no llega al suelo, es decir, el rayo dentro de una misma nube o entre dos nubes, se denomina rayo de nube a nube. En ocasiones, este rayo recorre grandes distancias y aterriza en el suelo a muchos kilómetros de distancia de la tormenta. Esto se llama "un rayo caído del cielo".
Los efectos eléctricos de los rayos a veces crean una luz roja similar a un halo alrededor de objetos altos y puntiagudos. Por lo general, en mares tormentosos, se puede ver una luz roja de fuego alrededor del mástil de un barco, por lo que la gente tomó prestado el nombre del santo patrón de los marineros y llamó a este relámpago "Fuego de San Telmo".
Súper relámpago se refiere a relámpagos raros que son 100 veces más poderosos que los relámpagos comunes. Los rayos ordinarios producen alrededor de 100 millones de vatios de electricidad, mientras que los súper rayos producen al menos 100 millones de vatios, y pueden incluso alcanzar entre un billón y 100 millones de vatios.
La Isla del Reloj de Terranova aparentemente fue alcanzada por un súper rayo en 1978, sacudiendo casas a 13 kilómetros de distancia, y las puertas y ventanas de todo el pueblo fueron salpicadas de llamas azules.
Tiempo del ataque
Al leer este artículo, hay aproximadamente 1.800 intercambios de rayos en marcha en todo el mundo. Emiten aproximadamente 600 rayos por segundo, 100 de los cuales caen sobre la Tierra.
Kampala, la capital de Uganda, y la isla indonesia de Java son los lugares más vulnerables a la caída de rayos. Según las estadísticas, Java tiene relámpagos 300 días al año. El rayo más violento de la historia cayó sobre una pequeña casa cerca de Umtali, en la zona rural de Zimbabwe, en 1975, matando a 21 personas.
Frecuencia y características de la aparición de rayos
En un momento dado, hay 1.800 tormentas eléctricas en el mundo, con aproximadamente 100 rayos por segundo. En Estados Unidos, los rayos matan aproximadamente a 150 gt...>;