Gra ių asmingų uman mų, sti ys štvermės N ujaisiais 2009 ... - NETA
Gra ių asmingų uman mų, sti ys štvermės N ujaisiais 2009 ... - NETA
Gra ių asmingų uman mų, sti ys štvermės N ujaisiais 2009 ... - NETA
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
14<br />
Elektros Erdvës<br />
Artėjant laiptuotam lyderiui prie Žemės,<br />
indukuotų krūvių koncentracija ir<br />
elektrinio lauko <strong>sti</strong>pris žemės paviršiuje<br />
arba paaukštintoje vietoje didėja ir susidaro<br />
priešpriešinis lyderis, kuris juda<br />
nuo aukščiausių Žemės taškų laiptuoto<br />
lyderio link. Abu lyderiai susijungdami<br />
(tai įvyksta paprastai arti Žemės) sudaro<br />
pagrindinio (žaibo) išlydžio kanalą.<br />
Taigi, kai lyderis pasiekia Žemę, pats<br />
žaibas prasideda nuo Žemės.<br />
Šioje stadijoje neutralizuojami krūviai,<br />
kanalu nuteka <strong>sti</strong>pri elektros srovė,<br />
įkaitindama kanalą iki 20 000-30 000o<br />
C. Proceso greitis sudaro 0,05–0,5<br />
šviesos greičio.<br />
Paskui tuo pačiu kanalu leidžiasi antras<br />
lyderis (jau be sustojimų). Po pagrindinio<br />
einant<strong>ys</strong> vėlesni išlydžių impulsai<br />
paprastai susidaro po 0,03–0,05 s, jau<br />
turint<strong>ys</strong> staiga susiformavusius lyderius.<br />
Pakartotinių išlydžio impulsų per<br />
1 sekundę būna nuo 2–3 iki 10, labai<br />
retai daugiau.<br />
Visi minėti reiškiniai vyksta per labai<br />
trumpą laiką, žaibas vidutiniškai tetrunka<br />
nuo 0,5 iki 1 s.<br />
Jeigu žaibo išlydis pasiekia ne Žemę,<br />
o kokį nors objektą, esantį ant Žemės<br />
paviršiaus, tai lyderis pasirenka trumpiausią<br />
kelią, kurį dar sutrumpina virš<br />
objekto susidaręs Žemės potencialo<br />
lyderis. Kuo objektas smailesnis, tuo<br />
plonesnis, bet ilgesnis susidaro nuo<br />
objekto sklindantis lyderis.<br />
Perėjimą iš lyderio stadijos prie pagrindinio<br />
išlydžio galima imituoti vertikalaus<br />
įkrauto laido sujungimu su<br />
Žeme (2 pav.).<br />
2 pav. Įkrauto vertikalaus laidininko<br />
sujungimas su Žeme<br />
Jeigu laidas su Žeme užtrumpinamas<br />
per tam tikrą varžą, srovė laidininke gali<br />
būti apskaičiuota pagal formulę:<br />
pe r k ū n i j o s l i e t u v o j e d a ž n i a u s i a i<br />
s u s i f o r m u o j a l ė t a i i š p i e t ų j u d a n č i ų<br />
frontų kamuoliniuose lietaus debes<strong>ys</strong>e.<br />
V i d u t i n i s d i e n ų s u p e r k ū n i j o m i s s k a i č i u s<br />
lietuvoje yra 19–30 (kai kada siekia 40)<br />
Čia σ – krūvio tankis;<br />
υ – bangos judėjimo greitis;<br />
Z – žaibo kanalo banginė varža;<br />
Rįž – įžeminimo varža.<br />
Matome, kad žaibo srovės <strong>sti</strong>pris turi<br />
priklausyti nuo varžos žaibo smūgio<br />
vietoje, t. y. nuo objekto įžeminimo varžos.<br />
Jeigu įžeminimo varža sudarytų iki<br />
60 Ω, tai jos įtaka srovės <strong>sti</strong>priui būtų<br />
nedidelė ir žaibą būtų galima nagrinėti<br />
kaip srovės šaltinį.<br />
Labai dažnai žaibo išlydžio vietai turi<br />
įtakos požeminės vandens srovės,<br />
stati niai, stovint<strong>ys</strong> atvirose vietose ar<br />
aukštumose, bei medžiai.<br />
Pagrindiniai žaibo parametrai yra srovės<br />
impulso amplitudė, siekianti iki 400<br />
kA (su 50 proc. vidutine 25–35 kA srovės<br />
amplitude), įtampa, siekianti kelis<br />
mln. voltų, srovės bangos fronto trukmė<br />
1,5–10,0 μs, viso srovės impulso<br />
trukmė 20–100 μs. Žaibo parametrus<br />
būtina žinoti atliekant neigiamų žaibo<br />
padarinių skaičiavimus, tarp jų apsaugos<br />
priemonių nuo elektromagnetinių<br />
poveikių normavimą.<br />
Dėl žaibo susidarantiems mechaniniams<br />
ir terminiams poveikiams nagrinėti<br />
naudojama didžiausia impulsinė žaibo<br />
srovė, visas žaibo krūvis Qž, vieno<br />
impulso krūvis Qimp ir savitoji energija.<br />
Didžiausios šių dydžių reikšmės pastebimos<br />
esant teigiamiems žaibams.<br />
Indukcinių viršįtampių sukelti pažeidimai<br />
priklauso nuo vidutinio bangos fronto<br />
statumo. Didžiausias bangos fronto<br />
statumas pastebimas esant neigiamiems<br />
žaibams.<br />
Žaibą gali sukelti ir ugnikalnio išsiveržimas,<br />
žemės drebėjimas, branduolinis<br />
sprogimas.<br />
Būtina pastebėti, kad fizikiniai vyksmai,<br />
lemiant<strong>ys</strong> žaibo atsiradimą, yra<br />
sudėtingi ir tebekelia nemažai mokslinių<br />
debatų. Iki šiol yra daug mįslių<br />
ir neatsakytų klausimų. Sisteminius<br />
mokslinius tyrinėjimus apsunkina tai,<br />
kad neįmanoma tiksliai iš anksto numatyti,<br />
kur ir kada kirs žaibas.<br />
Ateities žaibolaidžiai<br />
Žaibolaidis buvo sukurtas XVIII a. antrojoje<br />
pusėje. Vėliau, maždaug kas 3–5<br />
metai, gimdavo išradimai ir racionalūs<br />
siūlymai naudojamiems žaibolaidžiams<br />
tobulinti. Galimybė kurti dirbtinį žaibą,<br />
kurio atsiradimo laikas ir vieta yra tiksliai<br />
žinomi, yra neįkainojama moksliniu<br />
ir praktiniu požiūriu. Šiuolaikinė aparatūra<br />
gali nuosekliai fiksuoti įvairius<br />
parametrus (elektrinio lauko bei srovės<br />
<strong>sti</strong>prio kitimą, oro jonizaciją, chemines<br />
reakcijas ir kt.) ir taip atkurti visą žaibo<br />
plėtros procesą. Tai, savo ruožtu,<br />
leidžia kurti ir tobulinti fizikinius žaibo<br />
radimosi modelius, atsklei<strong>sti</strong> naujus,<br />
nepastebėtus dėsningumus.<br />
Vandens čiurkšlės žaibolaidis<br />
Prieš keletą metų kompanijos „Bolt<br />
Blocker“ (San Diego, Californija) įkūrėjas<br />
Dugas Palmeris (Doug Palmer)<br />
pasiūlė iš principo naują kovos su<br />
žaibais būdą: vandens čiurkšlę, kuri<br />
turėtų veikti kaip žaibolaidis, nukreipti<br />
į audros debesis. Tokioje vandens patrankoje<br />
galėtų būti naudojamas valgomosios<br />
druskos tirpalas su sk<strong>ys</strong>tųjų<br />
polimerų priedais. Druska padidintų<br />
vandens elektrinį laidumą, o polimerai<br />
atliktų rišamąją funkciją – neleistų<br />
čiurkšlei išpli<strong>sti</strong> į atskirus lašus. Tokios<br />
čiurkšlės skersmuo būtų apie 1 cm, o<br />
maksimalus aukštis galėtų siekti 300<br />
m. Sukurtą ir išbandytą tokio pobūdžio<br />
žaibolaidį pirmiausia tikimasi pritaikyti<br />
sporto ir vaikų žaidimo aikštelių apsaugai.<br />
Vandens čiurkšlė būtų įjungiama<br />
automatiškai – kai saugomos aplinkos<br />
oro įsielektrinimo laipsnis būtų pakankamai<br />
aukštas ir žaibo tikimybė maksimali.<br />
Reikalingą informaciją paleidimo<br />
sistemai apie aplinkos elektrosaugos<br />
parametrus tiektų specialūs davikliai.<br />
Išlydžio srovė tekėtų vandens čiurkšle<br />
ir būtų įžeminama specialiame antžeminiame<br />
įrenginyje.<br />
Atmosferinių reiškinių specialisto Čarlzo<br />
Mūro (Charles Moor, New Mexico<br />
In<strong>sti</strong>tute of Mining and Technology in<br />
Socorro) nuomone, šaunančiosios<br />
vandens čiurkšlės naudojimas nėra<br />
absurdiška idėja, kaip gali pasirodyti<br />
skeptikams: dar 7-ajame dešimtmetyje<br />
JAV Karinis jūrų laivynas atliko panašius<br />
eksperimentus. Jų metu į audros<br />
debesis buvo iššaunama raketa su<br />
pritvirtinta prie jos varine viela, kuria<br />
turėdavo nutekėti susikaupęs krūvis.