Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Проблема шаровой молнии - Смирнов Б.М.

Смирнов Б.М. Проблема шаровой молнии — М.: Наука, 1988. — 208 c.
ISBN 5-02-013827-4
Скачать (прямая ссылка): problemasharovoymolnii1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 72 >> Следующая

Поскольку электрический заряд кластера в конечном счете скапливается вблизи концов кластера, это приводит к возникновению электрических полей высокой напряженности. У поверхности заряженного участка напряженность электрического поля составляет
Fmax = Ano = F ~ F \[(5.23)
о V11 V i CP
где a - поверхностный заряд на конце нити, F - средняя напряженность электрического поля у иолерхности кластера. В рассмотренном примере это соответствует локальному возрастанию напряженности поля более чем на два порядка по сравнению со средним значением. В рассмотренном примере напряженность поля вблизи заряженной нити достигает 5 MB см-1. Такие поля вызывают пробой атмосферного воздуха, если они сосредоточены в не очень малых объемах. В связи с этим необходимо установить, при каких условиях возможны пробой воздуха вблизи заряженных концов кластера и возникновение в этой области коронного разряда.
Условие возникновения и поддержания коронного разряда вблизи заряженной нити имеет вид [66]
OO
Jadr = In + у у (5.24)
Го
где а и у - первый и второй коэффициенты Таунсенда. В атмосферном воздухе будем аппроксимировать первый коэффициент Таунсенда зависимостью [66, 67]
a = а0 ехр(-F0ZF),
здесь а0 = 1,1 ¦ IO9 м-1; E0 = 2,8 MB • м-1. Поскольку E = Е(г0)г0/г, то условие (5.13) для атмосферного воздуха примет вид
a0r0Ze~z = In (1 + 1/у), (5.25)
где z = F(r0)/F0. На рис. 5.1 представлена зависимость от радиуса нити для напряженности электрического поля у поверхности нити, при которой осуществляется пробой атмосферного воздуха. Результаты относятся к значениям Tf = 0,1, однако следует отметить, что они слабо зависят от этой величины.
Анализ рисунка и приведенные оценки показывают, что условия возникновения коронного разряда в рассмат
риваемой системе трудно осуществимы. В частности, в рассмотренном примере коронный разряд имеет место при г0 >8 мкм (см. рис. 5.1), что заведомо выше возможных размеров частиц в кластере. Однако высокие поля вблизи концов кластера влияют на характер токов разрядки. В атмосферном воздухе в электрических полях при F> 3 МВ-м-1 отрицательные ионы разрушаются и отрицательный заряд при птом связан с электронами.
Столкновение электронов с молекулами воздуха вызывает их возбуждение и свечение, но энергия, затрачиваемая на этот процесс, весьма мала. Так, в рассматриваемом примере создаваемое за счет этого процесса свечение, во всяком случае, не более интенсивно, чем свечение ночных насекомых. Из- за малой электрической энергии кластера трудно ожидать, что электрические явления способны вызывать заметное свечение.
Поскольку рассматриваемый кластер несет электрический заряд, он может взаимодействовать с проводниками. Чтобы выяснить, насколько это взаимодействие существенно, сделаем оценку для силы взаимодействия рассматриваемого кластера с массивным металлическим предметом, на котором он наводит заряд противоположного знака. Считая, что это взаимодействие не вызывает перераспределения заряда, находим силу взаимодействия
T ~ А; ~ 30 Н,
4Л*
q - заряд кластера, R0 - его радиус. Как видно, сила взаимодействия в данпом примере сравнима с весом кластера. Это свидетельствует о том, что взаимодействие заряженного кластера с проводниками может существенно влиять на характер его движения, что следует и из наблюдений шаровой молнии.
Подобная оценка позволяет найти и предельный заряд, который может нести каркас шаровой молнии. Для этого рассмотрим процесс ассоциации заряженных кластеров в большой кластер. Согласно механизму ассоциации, представленному в § 4.4, при не очень малых размерах кластеров их сближение происходит за счет падения более тяжелого кластера на более легкий под действием силы тяжести. Отсюда видно, что кулоновское расталкивание кластеров не мешает их сближению, если сила кулоновского взаимодействия меньше разности весов кластеров. Это дает следующую оценку:
q2/Ro<rng, (5.26)
где Д0, т - характерный размер и масса шаровой молнии. Подставляя в (5.26) радиус средней шаровой молнии, а также заряд, который обеспечивает поверхностное натяжение, равное поверхностному натяжению воды, на основе формулы (5.26) получаем т > 10 г. Как видно, выбранный ранее для оценок характерный электрический заряд шаровой молнии отвечает среднему удельному весу каркаса шаровой молнии, который порядка удельного веса воздуха.
Таким образом, проведенный анализ показывает, что процессы, которые протекают в слабоионизованном воздухе с твердыми частицами, приводят к электрической зарядке этих частиц. Для образования заряженного кластера при ассоциации заряженных частиц в слабоионизованном воздухе, необходимо, чтобы в процессе ассоциации в воздухе существовал избыточный электрический заряд, т. е. область, где происходит ассоциация, должна находиться в неоднородном электрическом поле. В этом случае предотвращается разрядка кластера в процессе его сборки. Высокие электрические поля вблизи концов кластера, возникающие в результате перетекания электрического заряда кластера к его поверхности, недостаточны для возникновения коронного разряда, однако способны вызвать слабое свечение при разрядке кластера. Электрические взаимодействия заряженного кластера с проводниками могут повлиять на характер его движения.
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 72 >> Следующая