防雷电安全知识
上述奇异现象,令沈括及历代科学家们无 法做出准确解释,成为历史上的一个悬案。
球状闪电俗称滚 地雷,就是一个 呈圆球形的闪电 球。
球状闪电---通常都在雷暴之下发生,它十分光亮,略呈圆球形,
直径大约是20至50 cm。通常它只会维持数秒,但也有维持了1-2分钟的 纪录。更神奇的是它可以在空气中独立而缓慢地移动。有的目击者看见 它像火球掉地上又弹回空中消失。有少数目击者说它会随着金属物品走, 例如电话线,但多数人都说它的路径不定。绝大部份目击者都说它是横 向移动的。在它短短几秒的生命中,它的光度、形状和大小都保持不变。
与 地质、地理条件有关(地形、地下矿床) 这种现象我们称之为“雷击选择性” 。
易雷击的几种情况1
在湖沼、低洼地区和地下水位高的地方也容易遭受雷击, 因电阻率特别小。
此外地面上的设施情况,也是影响雷击选择性的重要因素。
如果地面上有一座较高的尖顶建筑物,例如一座很高的铁塔,由于 这些建筑物的尖顶具有较大的电场强度,雷电先驱自然会被吸引向这 些建筑物,这就是高耸突出的建筑物容易遭受雷击的缘故。
1999年3月16日下午,我国湖北省北部的枣阳市忽然间闪 电频发,雷声惊天,当场造成9人死亡、20余人受伤的罕见 灾害。据目击者称,雷击现场有一片红光,这正是球状闪 电的特征。
风雨雷电形成的科学解释
风: 由于纬度、经度差异,太阳
照射使得地表热量分布不均, 从而发生空气流动,就形成了 风。 雨: 蒸发的水蒸气在液化后空气 中聚集,形成凝结核,逐渐增 大,当到达一定程度时就会形 成雨落。 雷电:
球形闪电自天空进入“堂之西室”后,又 从窗间檐下而出,雷鸣电闪过后,房屋安 然无恙,只是墙壁窗纸被熏黑了。令人惊 奇的是屋内木架子以及架内的器皿杂物 (包括易燃的漆器)都未被电火烧毁,相 反,镶嵌在漆器上的银饰却被电火熔化, 其汁流到地上,钢质极坚硬的宝刀竟熔化 成汁水。令人费解的是,用竹木、皮革制 作的刀鞘却完好无损。
庭阳气,故称“公”。雷公长得象大力士,坦胸露腹,背 上有两个翅膀,脸象红色的猴脸,足象鹰爪,左手执楔, 右手持锥,身旁悬挂数鼓。击鼓即为轰雷。
雷公电母之职,原来是管理雷电。但是自先秦两汉起, 民众就赋予雷电以惩恶扬善的意义。认为雷公能辨人间善 恶,代天执法,击杀有罪之人,主持正义。
古代雷电现象解释
由于云层相互摩擦、碰撞而 使不同的云层带不同的电,当 电压达到可以穿过空气的程度 以后,临近的两片云层会发生 放电现象,产生电花和巨大的 响声。
雷云的形成
雷电的形成与带电的云层--雷云的存在分不开,有关雷 云形成的假说很多,但至今 尚未有一种被公认为无懈可 击的完整学说
雷电的成因或者说主要能源 来自于大气的运动,没有这 些运动,是不会有雷电的。 这也说明了为什么雷电总伴 随着狂风骤雨而出现。
建筑的结构、内部设备情况和状态,对雷击选择性都有很 大关系。
金属结构的建筑物、内部有大型金属体的厂房,或者内部经常潮湿的 房屋,由于具有很好的导电性,都比较容易遭受雷击。
雷电的危害主要有
雷电产生强大电流,瞬间通过物体时产生高温,引 起燃烧、熔化;
雷击爆炸作用和静电作用能引起树林、电杆、房屋 等物体被劈裂倒塌;
雷电活动日
雷电活动从季节来讲以夏季最活跃,冬季最少。
从地区分布来讲是赤道附近最活跃,随纬度升高而 减少。
我国平均雷电日的分布大致可以划分为四个区域: 西北地区一般15日以下; 长江以北大部分地区在15~20日之间; 长江以南地区平均雷电日达40日以上; 北纬23°以南地区平均雷电日达80日。
(广东的雷州半岛地区及海南省,是我国雷电活动最剧烈的地区,年平均雷电日高达120--130日。 )
我国古籍中,有关雷电理论的记载十分丰富。例如东周时
《庄子》上记述:“阴阳分争故为电,阳阴交争故为 雷,阴阳错行,天地大骇,于是有雷、有霆。”
(疾雷为霆)这些学说与现代的雷电学说是如此相似,不过它比 现代雷电学说要早2000多年。
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是闪电与雷鸣。
•尖端放电(实验演示)
雷电的特征:雷电现象是自然界中一种瞬间放电现象,
同时伴随有雷声,具有高电流(约数十至数百千安 )、高 电压(几百万到几千万伏 )、变化快、放电时间短、辐射 强等特征。
雷 击 :当天空中有雷云的时候,因雷云带有大量电荷,
由于静电感应作用,雷云下方的地面和地面上的物体都带 上与雷云相反的电荷。雷云与其下方的地面就成为一个已 充电的电容器,当雷云与地面之间的电压高到一定的时候, 地面上突出的物体会放电
电容器实验: 杯装水--电容器装电
雷电成因
雷电是大气中的放电现象,多形成在积雨云中,积雨云随着温度和气 流的变化会不停地运动,运动中摩擦生电,就形成了带电荷的云层, 某些云层带有正电荷,另一些云层带有负电荷。另外,由于静电感应 常使云层下面的建筑物、树木等带有异性电荷。随着电荷的积累,雷 云的电压逐渐升高,当带有不同电荷的雷云与大地凸出物相互接近到 一定程度时,将发生激烈的放电,同时出现强烈的闪光。由于放电时 温度高达2000℃,空气受热急剧膨胀,随之发生爆炸的轰鸣声,这就
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人们通常把发生闪电的云称 为雷雨云,其实有几种云都与 闪电有关,如层积云、雨层云、 积云、积雨云,最重要的则 是积雨云。
假说
地球本身就是一个电容器。而地球上空存在一个带 正电的电离层,这两者之间便形成一个已充电的电 容器,它们之间的电压为300KV左右。
当地面含水蒸汽的空气受到炽热的地面烘烤受 热而上升,或者较温暖的潮湿空气与冷空气相遇而 被垫高都会产生向上的气流。这些含水蒸气的上升 气流上升时 温度逐渐下降形成雨滴、冰雹(称为水 成物),这些水成物在地球静电场的作用下被极化 (如左图),负电荷在上,正电荷在下,它们在重 力作用下落下的速度比云滴和冰晶(这二者称为云 粒子)要大,因此极化水成物在下落过程中要与云 粒子发生碰撞。碰撞的结果足其中一部分云粒子被 水成物所捕获,增大了水成物的体积,另一部分未 被捕获的被反弹回去。而反弹回去的云粒子带走水 成物前端的部分正电荷,使水成物带上负电荷。由 于水成物下降的速度快。而云粒子下降的速度慢, 因此带正、负两种电荷的微粒逐渐分离(这叫重力 分离作用),如果遇到上升气流,云粒子不断上升, 分离的作用更加明显。最后形成带正电的云粒子在 云的上部,而负电的水成物在云的下部。
总的来说,我国是雷电活动很强的国家。极地最少。
雷击的选择性
年平均雷电日这一数字只能给人们提供概略的情况。事实 上,即使在同一地区内,雷电活动也有所不同,有些局部 地区,雷击要比邻近地区多得多。如广州的沙河,北京的 十三陵等地。我们称这些地方为该地区的“雷击区” 。如 果地面土壤电阻率的分布不均匀,则在电阻率特别小的地 区,雷击的几率较大。这就是在同一区域内雷击分布还是 不均匀的原因。这是因为在雷电先驱放电阶段中,地中的 电导电流主要是沿着电阻率较小的路径流通,使地面电阻 率较小的区域被感应而积累了大量与雷云相反的异性电荷, 雷电自然就朝这些地区发展。
雷电的种类及其危害
雷击有极大的破坏力,其破坏作用是综合的,包括电性质、热性质和机械性 质的破坏。根据雷电产生和危害特点的不同,雷电可分为以下四种:
1.直击雷 2.球形雷 3.雷电感应 4.雷电侵入波
直击雷
是云层与地面凸出物之间放电形成的。直击雷可在瞬间击伤击毙人畜。
球形雷
是一种球形,发红光或极亮白光 的火球。球形雷能从门、窗、烟囱 等通道侵入室内,极其危险。
雷电及防护
风雨雷电的传说
在古代,人们往往将一些不能解释的自然现象如风、雨、 雷、电以至土地、河流等归于神力,从而加以崇拜。这从 某种程度上体现了人与自然之间的协调和谐关系。这种和 谐关系是在人们认识自然的能力有限、受制于自然、顺应 自然的条件下,人与自然之间一种原始和谐
雷公电母 雷公司掌天庭雷电。雷公名始见《楚辞》,因雷为天
雷电放电时能使物体产生数万度高温,空气急剧膨 胀扩散,产生冲击波,具有一定的破坏力;
雷电流在周围空间形成强大电磁场。电磁感应能使 导体的开口处产生火花放电,如有易燃,易爆物 品就会引起爆炸或燃烧。而在闭路导体中,因强 大的感应电流也会引起燃烧。
电侵入波
雷电冲击波是由于雷击而在架空线路上或空中金
属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播的 雷电波。雷电侵入波可毁坏电气设备的绝缘,使 高压窜人低压,造成严重的触电事故。
雷电危害
古籍中关于雷击事故
北宋著名科学家沈括(1031-1095年)在《梦 溪笔谈》中,记述了一次球状闪电的实况, 描述了暴雷运行的过程。
雷电感应
分为静电感应和电磁感应两种。 静电感应是由于雷云接近地面,在 地面凸出物顶部感应出大量异性电 荷所致。在雷云与其他部位放电后, 凸出物顶部的电荷失去束缚,以雷 电波形式,沿突出物极快地传播。 电磁感应是由于雷击后,巨大雷电 流在周围空间产生迅速变化的强大 磁场所致。这种磁场能在附近的金 属导体上感应出很高的电压,造成 对人体的二次放电,从而损坏电气 设备。
千奇百怪的目击记录
上世纪40年代,在法国的小城镇里,有3个士兵在一棵菩提 树下躲雨时被雷击毙了,但他们仍然站着,像没事一样。 雷雨之后,行人跟他们说话,却不见回应,当行人去接触 他们时,3具尸体顿时倒地,化成了一堆灰烬。