Cuerpo celestial, llamado planeta Tierra, tiene una carga eléctrica que crea el campo eléctrico natural de la Tierra. Una de las características de un campo eléctrico es el potencial, y el campo eléctrico de la Tierra también se caracteriza por el potencial. También podemos decir que además del campo eléctrico natural, también existe una corriente eléctrica continua (CC) natural del planeta Tierra. El gradiente de potencial de la Tierra se distribuye desde su superficie hasta la ionosfera. Cuando hace buen tiempo para la electricidad estática, el campo eléctrico atmosférico es de aproximadamente 150 voltios por metro (V/m) cerca de la superficie de la Tierra, pero este valor cae exponencialmente al aumentar la altitud a 1 V/m o menos (a 30 km de altitud). La causa de la disminución del gradiente es, entre otras cosas, el aumento de la conductividad atmosférica.
Si usa ropa hecha de un buen aislante, que es un excelente dieléctrico, por ejemplo ropa hecha de nailon, y usa exclusivamente zapatos de goma, y no tiene ningún objeto metálico en la superficie de la ropa, entonces se puede medir la diferencia de potencial. entre la superficie de la tierra y la parte superior de la cabeza. Dado que cada metro tiene 150 voltios, entonces con una altura de 170 cm, en la parte superior de la cabeza habrá una diferencia de potencial de 1,7 x 150 = 255 voltios con respecto a la superficie. Si te pones una sartén de metal en la cabeza, se acumulará carga superficial. La razón de esta acumulación de cargas es que la ropa de nailon es un buen aislante y los zapatos son de goma. Puesta a tierra, es decir, no hay contacto conductor con la superficie de la tierra. Para no acumular cargas eléctricas en usted mismo, debe "conectarse a tierra". Del mismo modo, los objetos, cosas, edificios y estructuras, especialmente los de gran altura, son capaces de acumular electricidad atmosférica. Esto puede tener consecuencias desagradables, ya que cualquier carga acumulada puede provocar la rotura de corriente eléctrica y chispas en los gases. Estas descargas electrostáticas pueden dañar los componentes electrónicos y provocar incendios, especialmente en el caso de materiales inflamables.
Para no acumular cargas de electricidad atmosférica, basta con conectar el punto superior al inferior (tierra) Conductor electrico, y si el área es grande, entonces la conexión a tierra se realiza en forma de jaula, un circuito, pero, de hecho, usan lo que se llama "jaula de Faraday".
Características de la electricidad atmosférica.
La tierra está cargada negativamente y tiene una carga igual a 500.000 culombios (C) de carga eléctrica. La diferencia de potencial oscila entre los 300.000 Voltios (300 kV), si consideramos el voltaje entre la ionosfera cargada positivamente y la superficie terrestre. También hay CORRIENTE CONTINUA. la electricidad, unos 1350 Amperios (A), y la resistencia de la atmósfera terrestre es de unos 220 Ohmios. Esto da una potencia de aproximadamente 400 megavatios (MW), que se regenera mediante la actividad solar. Esta fuerza afecta tanto a la ionosfera de la Tierra como a las capas inferiores, provocando tormentas eléctricas. Energía eléctrica que se almacena y almacena en atmósfera terrestre es de unos 150 gigajulios (GJ).
El sistema Tierra-Ionosfera actúa como un condensador gigante con una capacidad de 1,8 faradios. Teniendo en cuenta el enorme tamaño de la superficie de la Tierra, por 1 metro cuadrado la superficie tiene sólo 1 nC de carga eléctrica.
La electrosfera de la Tierra se extiende desde el nivel del mar hasta una altura de unos 60 km. EN capas superiores, donde hay muchos iones libres y esta parte de la esfera se llama ionosfera, la conductividad es máxima, ya que hay medios libres cargos. Se puede decir que el potencial en la ionosfera está nivelado, ya que esta esfera se considera esencialmente conductora de corriente eléctrica; en ella hay corrientes y una corriente de transferencia; La fuente de iones libres es la radiactividad del sol. El flujo de partículas cargadas provenientes del Sol y del espacio "expulsa" electrones de las moléculas de gas, lo que conduce a la ionización. Cuanto más alto estés desde la superficie del mar, menor será la conductividad de la atmósfera. En la superficie del mar, la conductividad eléctrica del aire es de aproximadamente 10 -14 Siemens/m (S/m), pero aumenta rápidamente al aumentar la altitud, y a una altitud de 35 km ya es de 10 -11 S/m. A esta altitud, la densidad del aire es sólo el 1% de la de la superficie del mar. Además, al aumentar la altitud, la conductividad cambia de manera no uniforme, debido a la influencia del campo magnético de la Tierra y los flujos de fotones del Sol. Esto significa que la conductividad de la electrosfera a más de 35 km del nivel del mar no es uniforme y depende de la hora del día (flujo de fotones) y de la ubicación geográfica (campo magnético de la Tierra).
Para que esto suceda avería eléctrica entre dos electrodos planos paralelos (cuya distancia entre ellos es de 1 metro), que se encuentran al nivel de la superficie del mar, en aire seco, se requiere una intensidad de campo de 3000 kV/m. Si estos electrodos se elevan a una altura de 10 km desde el nivel del mar, entonces sólo se necesitará el 3% de este voltaje, es decir, 90 kV/m es suficiente. Si los electrodos se juntan de modo que la distancia entre ellos sea de 1 mm, entonces se requerirá un voltaje de ruptura 1000 veces menor, es decir, 3 kV (nivel del mar) y 9 V (a una altitud de 10 km).
El valor natural de la intensidad del campo eléctrico de la Tierra en su superficie (nivel del mar) es de aproximadamente 150 V/m, lo cual es mucho más. menos valores necesario para la ruptura entre los electrodos incluso en un espacio de 1 mm (se requieren 3 kV/m).
¿De dónde viene el potencial del campo eléctrico de la Tierra?
Como se mencionó anteriormente, la Tierra es un condensador, una de las cuales es la superficie de la Tierra y la otra placa del supercondensador es la región de la ionosfera. En la superficie de la Tierra la carga es negativa y detrás de la ionosfera es positiva. Al igual que la superficie de la Tierra, la ionosfera también es conductora y la capa de atmósfera entre ellas es un gas dieléctrico no homogéneo. La carga positiva de la ionosfera se forma debido a radiación cósmica, pero ¿qué carga la superficie de la Tierra con carga negativa?
Para mayor claridad, es necesario recordar cómo se carga un condensador eléctrico convencional. Se incluye en un circuito eléctrico a una fuente de corriente y se carga a valor máximo tensión en las placas. Para un condensador como la Tierra sucede algo similar. De la misma manera, una determinada fuente debe encenderse, debe fluir corriente y se forman cargas opuestas en las placas. Pensemos en los relámpagos, que suelen ir acompañados de tormentas eléctricas. Estos relámpagos son el circuito eléctrico que carga la Tierra.
Es el rayo que cae sobre la superficie de la Tierra la fuente que carga la superficie de la Tierra con una carga negativa. Los relámpagos tienen una corriente de aproximadamente 1800 amperios y el número de tormentas y relámpagos por día es más de 300. Una nube de tormenta tiene polaridad. Su parte superior a una altitud de aproximadamente 6-7 km a una temperatura del aire de aproximadamente -20°C está cargada positivamente, y su parte inferior a una altitud de 3-4 km a una temperatura del aire de 0° a -10°C está cargado negativamente. La carga en el fondo de una nube de tormenta es suficiente para crear una diferencia de potencial con la superficie de la Tierra de 20 a 100 millones de voltios. La carga de un rayo suele ser del orden de 20 a 30 culombios (C) de electricidad. Caída de rayos en descargas entre las nubes y entre las nubes y la superficie de la Tierra. Cada recarga requiere unos 5 segundos, por lo que las descargas de rayos pueden ocurrir en este orden, pero esto no significa que necesariamente se producirá una descarga después de 5 segundos.
Iluminación
Una descarga atmosférica en forma de rayo tiene bastante Estructura compleja. En cualquier caso, se trata de un fenómeno de corriente eléctrica en los gases, que se produce cuando se alcanzan las condiciones necesarias para la descomposición del gas, es decir, la ionización de las moléculas de aire. Lo más curioso es que la atmósfera terrestre actúa como una dinamo continua que carga negativamente la superficie terrestre. Cada rayo cae con la condición de que la superficie de la Tierra esté desprovista de cargas negativas, que proporciona la diferencia de potencial necesaria para la descarga (ionización de gas).
Tan pronto como un rayo cae al suelo, la carga negativa fluye hacia la superficie, pero luego la parte inferior de la nube de tormenta se descarga y su potencial cambia, se vuelve positivo. A continuación, se produce una corriente inversa y el exceso de carga que llega a la superficie de la Tierra se mueve hacia arriba, cargándose nube de tormenta de nuevo. Después de esto, el proceso se puede repetir nuevamente, pero con valores más pequeños voltaje electrico y actual. Esto sucede siempre que existan las condiciones para la ionización de los gases, la necesaria diferencia de potencial y un exceso de carga eléctrica negativa.
En resumen, podemos decir que los rayos caen en pasos, creando así un circuito eléctrico a través del cual fluye corriente en gases, alternando en dirección. Cada recarga de rayo dura unos 5 segundos y golpea sólo cuando hay las condiciones necesarias(tensión de ruptura e ionización de gases). El voltaje entre el inicio y el final del rayo puede ser del orden de 100 millones de voltios, y valor promedio Corriente de unos 1800 amperios. La corriente máxima alcanza más de 10.000 amperios y la carga transferida equivale a 20-30 culombios de electricidad.
El cuerpo celeste llamado planeta Tierra tiene una carga eléctrica que crea el campo eléctrico natural de la Tierra. Una de las características de un campo eléctrico es el potencial, y el campo eléctrico de la Tierra también se caracteriza por el potencial. También podemos decir que además del campo eléctrico natural, también existe una corriente eléctrica continua (CC) natural del planeta Tierra. El gradiente de potencial de la Tierra se distribuye desde su superficie hasta la ionosfera. Cuando hace buen tiempo para la electricidad estática, el campo eléctrico atmosférico es de aproximadamente 150 voltios por metro (V/m) cerca de la superficie de la Tierra, pero este valor cae exponencialmente al aumentar la altitud a 1 V/m o menos (a 30 km de altitud). La causa de la disminución del gradiente es, entre otras cosas, el aumento de la conductividad atmosférica.
Si usa ropa hecha de un buen aislante, que es un excelente dieléctrico, por ejemplo ropa hecha de nailon, y usa exclusivamente zapatos de goma, y no tiene ningún objeto metálico en la superficie de la ropa, entonces se puede medir la diferencia de potencial. entre la superficie de la tierra y la parte superior de la cabeza. Dado que cada metro tiene 150 voltios, entonces con una altura de 170 cm, en la parte superior de la cabeza habrá una diferencia de potencial de 1,7 x 150 = 255 voltios con respecto a la superficie. Si te pones una sartén de metal en la cabeza, se acumulará una carga superficial en ella. La razón de esta acumulación de cargas es que la ropa de nailon es un buen aislante y los zapatos son de goma. Puesta a tierra, es decir, no hay contacto conductor con la superficie de la tierra. Para no acumular cargas eléctricas en usted mismo, debe "conectarse a tierra". Del mismo modo, los objetos, cosas, edificios y estructuras, especialmente los de gran altura, son capaces de acumular electricidad atmosférica. Esto puede tener consecuencias desagradables, ya que cualquier carga acumulada puede provocar la rotura de corriente eléctrica y chispas en los gases. Estas descargas electrostáticas pueden dañar los componentes electrónicos y provocar incendios, especialmente en el caso de materiales inflamables.
Para no acumular cargas de electricidad atmosférica, basta con conectar el punto superior al inferior (tierra) con un conductor eléctrico, y si el área es grande, la conexión a tierra se realiza en forma de jaula, circuito. , pero, en realidad, utilizan lo que se llama una “jaula de Faraday”.
Características de la electricidad atmosférica.
La tierra está cargada negativamente y tiene una carga igual a 500.000 culombios (C) de carga eléctrica. La diferencia de potencial oscila entre los 300.000 Voltios (300 kV), si consideramos el voltaje entre la ionosfera cargada positivamente y la superficie terrestre. También hay una corriente continua de electricidad de unos 1350 amperios (A) y la resistencia de la atmósfera terrestre es de unos 220 ohmios. Esto da una potencia de aproximadamente 400 megavatios (MW), que se regenera mediante la actividad solar. Esta energía afecta tanto a la ionosfera de la Tierra como a las capas inferiores, provocando tormentas eléctricas. La energía eléctrica que se almacena y almacena en la atmósfera terrestre es de unos 150 gigajulios (GJ).
El sistema Tierra-Ionosfera actúa como un condensador gigante con una capacidad de 1,8 faradios. Teniendo en cuenta el enorme tamaño de la superficie terrestre, sólo hay 1 nC de carga eléctrica por metro cuadrado de superficie.
La electrosfera de la Tierra se extiende desde el nivel del mar hasta una altura de unos 60 km. En las capas superiores, donde hay muchos iones libres y esta parte de la esfera se llama ionosfera, la conductividad es máxima, ya que hay portadores de carga libres. Se puede decir que el potencial en la ionosfera está nivelado, ya que esta esfera se considera esencialmente conductora de corriente eléctrica, en ella hay corrientes y una corriente de transferencia; La fuente de iones libres es la radiactividad del sol. El flujo de partículas cargadas provenientes del Sol y del espacio "expulsa" electrones de las moléculas de gas, lo que conduce a la ionización. Cuanto más alto estés desde la superficie del mar, menor será la conductividad de la atmósfera. En la superficie del mar, la conductividad eléctrica del aire es de aproximadamente 10 -14 Siemens/m (S/m), pero aumenta rápidamente al aumentar la altitud, y a una altitud de 35 km ya es de 10 -11 S/m. A esta altitud, la densidad del aire es sólo el 1% de la de la superficie del mar. Además, al aumentar la altitud, la conductividad cambia de manera no uniforme, debido a la influencia del campo magnético de la Tierra y los flujos de fotones del Sol. Esto significa que la conductividad de la electrosfera a más de 35 km del nivel del mar no es uniforme y depende de la hora del día (flujo de fotones) y de la ubicación geográfica (campo magnético de la Tierra).
Para que se produzca una falla eléctrica entre dos electrodos planos paralelos (cuya distancia entre ellos es de 1 metro), que se encuentran al nivel de la superficie del mar, en aire seco, se requiere una intensidad de campo de 3000 kV/m. Si estos electrodos se elevan a una altura de 10 km desde el nivel del mar, entonces sólo se necesitará el 3% de este voltaje, es decir, 90 kV/m es suficiente. Si los electrodos se juntan de modo que la distancia entre ellos sea de 1 mm, entonces se requerirá un voltaje de ruptura 1000 veces menor, es decir, 3 kV (nivel del mar) y 9 V (a una altitud de 10 km).
El valor natural de la intensidad del campo eléctrico de la Tierra en su superficie (nivel del mar) es de aproximadamente 150 V/m, que es mucho menor que los valores necesarios para una ruptura entre los electrodos incluso en una separación de 1 mm (3 kV/ m requerido).
¿De dónde viene el potencial del campo eléctrico de la Tierra?
Como se mencionó anteriormente, la Tierra es un condensador, una de las cuales es la superficie de la Tierra y la otra placa del supercondensador es la región de la ionosfera. En la superficie de la Tierra la carga es negativa y detrás de la ionosfera es positiva. Al igual que la superficie de la Tierra, la ionosfera también es conductora y la capa de atmósfera entre ellas es un gas dieléctrico no homogéneo. La carga positiva de la ionosfera se forma debido a la radiación cósmica, pero ¿qué carga la superficie de la Tierra con carga negativa?
Para mayor claridad, es necesario recordar cómo se carga un condensador eléctrico convencional. Se incluye en un circuito eléctrico a una fuente de corriente y se carga al valor máximo de voltaje en las placas. Para un condensador como la Tierra sucede algo similar. De la misma manera, una determinada fuente debe encenderse, debe fluir corriente y se forman cargas opuestas en las placas. Pensemos en los relámpagos, que suelen ir acompañados de tormentas eléctricas. Estos relámpagos son el circuito eléctrico que carga la Tierra.
Es el rayo que cae sobre la superficie de la Tierra la fuente que carga la superficie de la Tierra con una carga negativa. Los relámpagos tienen una corriente de aproximadamente 1800 amperios y el número de tormentas y relámpagos por día es más de 300. Una nube de tormenta tiene polaridad. Su parte superior a una altitud de aproximadamente 6-7 km a una temperatura del aire de aproximadamente -20°C está cargada positivamente, y su parte inferior a una altitud de 3-4 km a una temperatura del aire de 0° a -10°C está cargado negativamente. La carga en el fondo de una nube de tormenta es suficiente para crear una diferencia de potencial con la superficie de la Tierra de 20 a 100 millones de voltios. La carga de un rayo suele ser del orden de 20 a 30 culombios (C) de electricidad. Caída de rayos en descargas entre las nubes y entre las nubes y la superficie de la Tierra. Cada recarga requiere unos 5 segundos, por lo que las descargas de rayos pueden ocurrir en este orden, pero esto no significa que necesariamente se producirá una descarga después de 5 segundos.
Iluminación
Una descarga atmosférica en forma de rayo tiene una estructura bastante compleja. En cualquier caso, se trata de un fenómeno de corriente eléctrica en los gases, que se produce cuando se alcanzan las condiciones necesarias para la descomposición del gas, es decir, la ionización de las moléculas de aire. Lo más curioso es que la atmósfera terrestre actúa como una dinamo continua que carga negativamente la superficie terrestre. Cada descarga de rayo cae bajo la condición de que la superficie de la Tierra esté libre de cargas negativas, lo que proporciona la diferencia de potencial necesaria para la descarga (ionización de gas).
Tan pronto como un rayo cae al suelo, la carga negativa fluye hacia la superficie, pero luego la parte inferior de la nube de tormenta se descarga y su potencial cambia, se vuelve positivo. A continuación, se produce una corriente inversa y el exceso de carga que llega a la superficie de la Tierra se mueve hacia arriba, cargando nuevamente la nube de tormenta. Después de esto, el proceso se puede repetir nuevamente, pero con valores más bajos de tensión y corriente eléctrica. Esto sucede siempre que existan las condiciones para la ionización de los gases, la necesaria diferencia de potencial y un exceso de carga eléctrica negativa.
En resumen, podemos decir que los rayos caen en pasos, creando así un circuito eléctrico a través del cual fluye corriente en gases, alternando en dirección. Cada recarga del rayo dura unos 5 segundos y se produce sólo cuando se dan las condiciones necesarias para ello (tensión de ruptura e ionización del gas). El voltaje entre el inicio y el final del rayo puede ser del orden de 100 millones de voltios, y el valor medio de la corriente es de unos 1800 amperios. La corriente máxima alcanza más de 10.000 amperios y la carga transferida equivale a 20-30 culombios de electricidad.
El campo eléctrico de la Tierra el campo eléctrico natural de la Tierra como planeta, que se observa en cuerpo solido Tierra, en los mares, en la atmósfera y la magnetosfera. E. punto 3. es causado por un complejo complejo de fenómenos geofísicos. La distribución del potencial de campo contiene cierta información sobre la estructura de la Tierra, sobre los procesos que tienen lugar en las capas inferiores de la atmósfera, en la ionosfera, la magnetosfera, así como en el espacio interplanetario cercano y en el Sol. La técnica para medir la densidad electrónica 3. está determinada por el medio en el que se observa el campo. Mayoría método universal- determinación de la diferencia de potencial mediante electrodos espaciados en el espacio. Este método se utiliza cuando se registran corrientes terrestres (ver Corrientes telúricas) ,
cuando se mide con aeronave campo eléctrico de la atmósfera, y con astronave- magnetosfera y espacio exterior(en este caso, la distancia entre los electrodos debe exceder el radio de blindaje de Debye en plasma espacial, es decir, cientos de metros). La existencia de un campo eléctrico en la atmósfera terrestre está asociada principalmente con los procesos de ionización del aire y la separación espacial de cargas eléctricas positivas y negativas que surgen durante la ionización. La ionización del aire se produce bajo la influencia. rayos cósmicos Radiación ultravioleta Sol; radiación sustancias radioactivas, disponible en la superficie de la Tierra y en el aire; descargas electricas en la atmósfera, etc. Muchos procesos atmosféricos: convección, formación de nubes, precipitación y otros, conducen a la separación parcial de cargas diferentes y a la aparición de campos eléctricos atmosféricos (ver Electricidad atmosférica). En relación con la atmósfera, la superficie de la Tierra está cargada negativamente. La existencia de un campo eléctrico atmosférico conduce a la aparición de corrientes,
descargando la atmósfera del "condensador" eléctrico: la Tierra. La precipitación juega un papel importante en el intercambio de cargas entre la superficie de la Tierra y la atmósfera. En promedio, las precipitaciones aportan entre 1,1 y 1,4 veces más cargas positivas que negativas. La fuga de cargas de la atmósfera también se repone debido a las corrientes asociadas con los rayos y el flujo de cargas de objetos puntiagudos (puntos). El equilibrio de cargas eléctricas llevadas a la superficie terrestre con un área de 1 kilómetros 2 por año se puede caracterizar por los siguientes datos: Corriente de conducción + 60 k/(km 2 año) Corrientes de precipitación + 20 " Descargas de rayos – 20 » Corrientes de las puntas - 100 " __________________________ Total – 40 k/(km 2 año) En una parte significativa superficie de la Tierra- sobre los océanos: se excluyen las corrientes de las puntas y habrá un saldo positivo. La existencia de una carga estática negativa en la superficie de la Tierra (alrededor de 5,7․10 5 A) indica que estas corrientes están equilibradas en promedio.
Los campos eléctricos en la ionosfera son causados por procesos que ocurren tanto en las capas superiores de la atmósfera como en la magnetosfera. Movimientos de marea masa de aire, vientos, turbulencias: todo esto es una fuente de generación de un campo eléctrico en la ionosfera debido al efecto de una dinamo hidromagnética (ver Magnetismo terrestre. Un ejemplo es el sistema de corriente eléctrica solar-diurna, que provoca variaciones diurnas de la energía). campo magnético en la superficie de la Tierra. La magnitud de la intensidad del campo eléctrico en la ionosfera depende de la ubicación del punto de observación, la hora del día, condición general magnetosfera e ionosfera, de la actividad solar. Va desde unas pocas unidades hasta decenas. mv/metro, y en la ionosfera de alta latitud alcanza cien o más mv/m. En este caso, la corriente alcanza cientos de miles de amperios. Porque alta conductividad eléctrica Los plasmas de la ionosfera y la magnetosfera a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra, el campo eléctrico de la ionosfera se transfieren a la magnetosfera y los campos magnetosféricos se transfieren a la ionosfera.
Una de las fuentes directas del campo eléctrico en la magnetosfera es el viento solar. Cuando fluye alrededor de la magnetosfera. viento solar ocurre fem mi= v× b⊥ , donde b ⊥ -
componente normal del campo magnético en la superficie de la magnetosfera, v- velocidad media partículas del viento solar. Esta fem causa Corrientes eléctricas, cerrado por corrientes inversas que fluyen a través de la cola de la magnetosfera (ver Tierra). Estos últimos son generados por cargas espaciales positivas en el lado matutino de la cola magnética y negativas en el lado vespertino. La intensidad del campo eléctrico a través de la cola magnética alcanza 1 mv/metro. Diferencia potencial entre casquete polar es 20-100 metros cuadrados. Otro mecanismo de excitación de las fem en la magnetosfera está asociado con el colapso de líneas de campo magnético de direcciones opuestas en la parte de cola de la magnetosfera; la energía liberada en este caso provoca un rápido movimiento del plasma magnetosférico hacia la Tierra. En este caso, los electrones giran alrededor de la Tierra hacia el lado de la mañana, los protones hacia el lado de la tarde. La diferencia de potencial entre los centros de cargas espaciales equivalentes alcanza decenas de kilovoltios. Este campo tiene dirección opuesta al campo de la magnetosfera de cola. La existencia de magnetosfera. corriente del anillo alrededor de la Tierra. Durante los períodos de tormentas magnéticas (Ver Tormentas magnéticas) y auroras (Ver Auroras), los campos eléctricos y las corrientes en la magnetosfera y la ionosfera experimentan cambios significativos. Las ondas magnetohidrodinámicas generadas en la magnetosfera se propagan a través de canales de guías de ondas naturales a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra. Al ingresar a la ionosfera, se convierten en ondas electromagnéticas, que alcanzan parcialmente la superficie de la Tierra, y en parte se propagan en la guía de ondas ionosférica y se atenúan en la superficie de la Tierra, estas ondas se registran dependiendo de la frecuencia de oscilación o como pulsaciones magnéticas (10 -. 2-10 Hz), o muy ondas de baja frecuencia(oscilaciones con una frecuencia de 10 2 -10 4 Hz). El campo magnético alterno de la Tierra, cuyas fuentes están localizadas en la ionosfera y la magnetosfera, induce un campo eléctrico en la corteza terrestre. La intensidad del campo eléctrico en la capa cercana a la superficie de la corteza fluctúa dependiendo de la ubicación y resistencia eléctrica rocas que van desde unas pocas unidades hasta varios cientos mv/kilómetros, y durante las tormentas magnéticas se intensifica a unidades e incluso decenas. V/km. Los campos magnéticos y eléctricos alternos interconectados de la Tierra se utilizan para sondeos electromagnéticos en geofísica de exploración, así como para sondeos profundos de la Tierra. Una cierta contribución a la ciencia económica. Z. contribuye diferencia de contacto potenciales entre rocas de diferente conductividad eléctrica (termoeléctrica, electroquímica, efectos piezoeléctricos). papel especial En este caso, los procesos volcánicos y sísmicos pueden influir. Los campos eléctricos en los mares son inducidos por alternancia. campo magnético Tierra, y también surgen cuando un conductor conductor. agua de mar (olas del mar y corrientes) en un campo magnético. La densidad de las corrientes eléctricas en los mares alcanza los 10 -6. auto 2. Estas corrientes se pueden utilizar como manantiales naturales Campo magnético alterno para la variación magnética que suena en la plataforma y en el mar. La cuestión de la carga eléctrica de la Tierra como fuente de campo eléctrico en el espacio interplanetario no está completamente resuelta. Se cree que la Tierra como planeta es eléctricamente neutra. Sin embargo, esta hipótesis requiere su propia confirmación experimental. Las primeras mediciones mostraron que la intensidad del campo eléctrico en el espacio interplanetario cercano a la Tierra oscila entre décimas y varias decenas mv/metro. Iluminado.: Tikhonov A. N. Sobre la definición Características electricas capas profundas la corteza terrestre, "Doc. Academia de Ciencias de la URSS", 1950, vol. 73, núm. 2; Tverskoy P.N., Curso de Meteorología, Leningrado, 1962; Akasofu S.I., Chapman S., Física solar-terrestre, trad. Del inglés, parte 2, M., 1975. Yu.P. Sizov.
Grande enciclopedia soviética. - M.: Enciclopedia soviética. 1969-1978 .
Vea qué es el "campo eléctrico de la Tierra" en otros diccionarios:
El campo eléctrico de la Tierra.- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Diccionario inglés-ruso de ingeniería eléctrica e ingeniería energética, Moscú, 1999] Temas de ingeniería eléctrica, conceptos básicos ES Campo eléctrico de la Tierra ... Guía del traductor técnico
El campo eléctrico de la Tierra.
CAMPO ELÉCTRICO, una de las formas campo electromagnetico. Creado por cargas eléctricas o campo magnético alterno. Caracterizado por la intensidad del campo eléctrico (o inducción eléctrica). Intensidad del campo eléctrico en... ... enciclopedia moderna
Agregado de electricidad atmosférica fenómenos eléctricos en la atmósfera, así como la rama de la física atmosférica que estudia estos fenómenos. Al estudiar la electricidad atmosférica, estudian el campo eléctrico en la atmósfera, su ionización y conductividad,... ... Wikipedia
Campo eléctrico- Demostración de campo carga electrostática. CAMPO ELÉCTRICO, una de las formas del campo electromagnético. Creado por cargas eléctricas o campo magnético alterno. Caracterizado por la intensidad del campo eléctrico (o eléctrico... ... Diccionario enciclopédico ilustrado
Un campo eléctrico estacionario creado por cargas espaciales eléctricas (ver Carga espacial eléctrica) en la atmósfera, la propia carga de la Tierra y cargas inducidas en la atmósfera. Características de E. p.a. intensidad de campo y...
Campo, 1) un espacio vasto, plano y sin árboles. 2) En agricultura, las áreas de tierra cultivable en las que se divide el área de rotación de cultivos, así como las áreas (campos) sin rotación de cultivos utilizadas para cultivos. X. plantas. 3) Limitado... ... Gran enciclopedia soviética
I Campo 1) un espacio vasto, plano y sin árboles. 2) En agricultura, las áreas de tierra cultivable en las que se divide el área de rotación de cultivos, así como las áreas (campos) sin rotación de cultivos utilizadas para cultivos. X. plantas. 3)… … Gran enciclopedia soviética
campo eléctrico de la tierra- Žemės elektrinis laukas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. El campo eléctrico de la Tierra; campo geoeléctrico vok. elektrisches Erdfeld, n; geoelektrisches Feld, n rus. campo eléctrico terrestre, n; campo eléctrico de la Tierra, n pranc. campeón… … Fizikos terminų žodynas
El campo eléctrico de la Tierra
Las mediciones del electrómetro muestran que existe un campo eléctrico en la superficie de la Tierra, incluso si no hay cuerpos cargados cerca. Esto significa que nuestro planeta tiene cierta carga eléctrica, es decir, es una bola cargada de gran radio.
Un estudio del campo eléctrico de la Tierra mostró que, en promedio, el módulo de su fuerza mi= 130 V/m, a líneas eléctricas vertical y dirigida hacia la Tierra. Valor más alto La intensidad del campo eléctrico se encuentra en las latitudes medias y disminuye hacia los polos y el ecuador. En consecuencia, nuestro planeta en su conjunto tiene negativo cargo, que se estima por el valor q= –3∙10 5 C, y la atmósfera en su conjunto está cargada positivamente.
Electrificación nubes de trueno llevado a cabo acción conjunta diversos mecanismos. En primer lugar, aplastando las gotas de lluvia con corrientes de aire. Como resultado del aplastamiento, cayendo más gotas grandes están cargadas positivamente y las nubes más pequeñas que quedan en la parte superior están cargadas negativamente. En segundo lugar, las cargas eléctricas están separadas por el campo eléctrico de la Tierra, que tiene carga negativa. En tercer lugar, la electrificación se produce como resultado de la acumulación selectiva de iones por gotitas en la atmósfera. diferentes tamaños. El mecanismo principal es la caída de partículas suficientemente grandes, electrificadas por la fricción con el aire atmosférico.
La electricidad atmosférica en un área determinada depende de factores globales y locales. Las áreas donde predomina la acción de factores globales se consideran zonas de clima "bueno" o tranquilo, y donde predomina la acción de factores locales, como zonas de clima perturbado (áreas de tormentas eléctricas, precipitaciones, tormentas de polvo, etc.).
Las mediciones muestran que la diferencia de potencial entre la superficie de la Tierra y el borde superior de la atmósfera es de aproximadamente 400 kV.
¿Dónde comienzan las líneas de campo que terminan en la Tierra? En otras palabras, ¿dónde están las cargas positivas que compensan la carga negativa de la Tierra?
Los estudios atmosféricos han demostrado que a una altitud de varias decenas de kilómetros sobre la Tierra hay una capa de moléculas cargadas positivamente (ionizadas) llamada ionosfera. Es la carga de la ionosfera la que compensa la carga de la Tierra, es decir, de hecho, las líneas de campo de la electricidad terrestre van desde la ionosfera a la superficie de la Tierra, como en un condensador esférico, cuyas placas son esferas concéntricas.
Bajo la influencia de un campo eléctrico en la atmósfera. la tierra esta viniendo corriente de conducción. Por cada metro cuadrado de la atmósfera, perpendicular a la superficie terrestre, pasa una corriente promedio I~ 10–12 A ( j~ 10-12 A/m2). Toda la superficie de la Tierra recibe una corriente de aproximadamente 1,8 kA. Con tal intensidad de corriente, la carga negativa de la Tierra debería desaparecer en unos minutos, pero esto no sucede. Gracias a los procesos que tienen lugar en la atmósfera terrestre y fuera de ella, la carga de la Tierra permanece, en promedio, sin cambios. En consecuencia, existe un mecanismo de electrificación continua de nuestro planeta, provocando la aparición de una carga negativa en él. ¿Cuáles son estos “generadores” atmosféricos que cargan la Tierra? Estas son lluvias, tormentas de nieve, tormentas de arena, tornados, erupciones volcánicas, salpicaduras de agua de cascadas y olas, vapor y humo de instalaciones industriales, etc. Pero la mayor contribución a la electrificación de la atmósfera la hacen las nubes y las precipitaciones. Normalmente, las nubes en la parte superior están cargadas positivamente y las de abajo están cargadas negativamente.
Estudios cuidadosos han demostrado que la intensidad actual en la atmósfera terrestre es máxima a las 19:00 y mínima a las 400 GMT.
Iluminación
Durante mucho tiempo se creyó que alrededor de 1800 tormentas eléctricas que ocurren simultáneamente en la Tierra producen una corriente de ~ 2 kA, que compensa la pérdida de carga negativa de la Tierra debido a las corrientes de conducción en zonas de "buen" clima. Sin embargo, resultó que la corriente de tormenta es mucho menor de lo indicado y es necesario tener en cuenta los procesos de convección en toda la superficie de la Tierra.
En zonas donde la intensidad de campo y la densidad de cargas espaciales son mayores, pueden producirse rayos. La descarga está precedida por la aparición de una diferencia significativa. potenciales electricos entre una nube y la Tierra o entre nubes vecinas. La diferencia de potencial así generada puede alcanzar los mil millones de voltios, y la posterior descarga del acumulado energía eléctrica A través de la atmósfera se pueden crear corrientes de corta duración con una fuerza de 3 kA a 200 kA.
Hay dos clases rayo lineal: terrestres (que impactan la Tierra) e intranube. Longitud promedio Las descargas de rayos suelen tener una longitud de varios kilómetros, pero a veces los rayos dentro de la nube alcanzan entre 50 y 150 km.
El proceso de desarrollo del rayo terrestre consta de varias etapas. En la primera etapa, en la zona donde llega el campo eléctrico valor crítico, comienza la ionización por impacto, creada por electrones libres presentes en pequeña cantidad. Bajo la influencia de un campo eléctrico, los electrones adquieren importantes velocidades hacia la Tierra y, al chocar con las moléculas que componen el aire, las ionizan. Así, surgen avalanchas de electrones que se convierten en hilos de descargas eléctricas: serpentinas, que son canales bien conductores que, al fusionarse, dan lugar a un canal brillante térmicamente ionizado con alta conductividad. líder relámpago escalonado. A medida que el líder se mueve hacia la Tierra, la intensidad del campo en su extremo aumenta y bajo su acción, una serpentina de respuesta es expulsada de los objetos que sobresalen de la superficie de la Tierra, conectándose con el líder. Si no se permite que la serpentina se levante (Fig. 126), se evitará la caída del rayo. Esta característica del rayo se utiliza para crear Pararrayos(Figura 127).
Un fenómeno común son los rayos multicanal. Pueden tener hasta 40 descargas a intervalos de 500 μs a 0,5 s, y la duración total de una descarga múltiple puede alcanzar 1 s. Por lo general, penetra profundamente en la nube, formando muchos canales ramificados (Fig. 128).
Arroz. 128. Cremallera multicanal
La mayoría de las veces, los rayos ocurren en las nubes cumulonimbus, luego se les llama tormentas eléctricas; A veces se producen relámpagos en las nubes nimboestratos, así como cuando erupciones volcánicas, tornados y tormentas de polvo.
Es probable que un rayo vuelva a caer en el mismo punto a menos que el objeto sea destruido por un impacto anterior.
Las descargas de rayos van acompañadas de visibles. radiación electromagnética. A medida que aumenta la corriente en el canal del rayo, la temperatura aumenta a 10 4 K. El cambio de presión en el canal del rayo cuando la corriente cambia y la descarga se detiene provoca fenómenos sonoros llamados truenos.
Las tormentas con relámpagos ocurren en casi todo el planeta, a excepción de sus polos y regiones áridas.
Por tanto, el sistema Tierra-atmósfera puede considerarse una máquina electrofórica en funcionamiento continuo que electrifica la superficie del planeta y la ionosfera.
Los rayos han sido durante mucho tiempo un símbolo del “poder celestial” y una fuente de peligro para los humanos. Con el descubrimiento de la naturaleza de la electricidad, el hombre aprendió a protegerse de esta peligrosa fenómeno atmosférico utilizando un pararrayos.
El primer pararrayos de Rusia se construyó en 1856 sobre la Catedral de Pedro y Pablo en San Petersburgo después de que un rayo cayera dos veces sobre la aguja y prendiera fuego a la catedral.
Usted y yo vivimos en un campo eléctrico constante de intensidad significativa (Fig. 129). Y, al parecer, entre la parte superior de la cabeza de una persona y los talones debería haber una diferencia de potencial de ~ 200 V. ¿Por qué no pasa corriente eléctrica a través del cuerpo? Esto se explica por el hecho de que el cuerpo humano es un buen conductor y, como resultado, pasa a él parte de la carga de la superficie de la Tierra. Como resultado, el campo que nos rodea cambia (Fig. 130) y nuestro potencial se vuelve igual al potencial de la Tierra.
Literatura
Zhilko, V.V. Física: libro de texto. subsidio para el 11º grado. educación general instituciones con ruso idioma formación con un período de estudio de 12 años (básico y avanzado) / V.V. Zhilko, L.G. Markóvich. - Minsk: Nar. Asveta, 2008. - págs.142-145.
Condensador global
En la naturaleza existe una fuente de energía alternativa completamente única, respetuosa con el medio ambiente, renovable, fácil de usar, que aún no se ha utilizado en ninguna parte. Esta fuente es el potencial eléctrico atmosférico.
Eléctricamente, nuestro planeta es como un condensador esférico cargado a aproximadamente 300.000 voltios. La esfera interior, la superficie de la Tierra, está cargada negativamente, la esfera exterior, la ionosfera, está cargada positivamente. La atmósfera terrestre sirve como aislante (Fig. 1).
Las corrientes de fuga de los condensadores iónicos y convectivos, que alcanzan muchos miles de amperios, fluyen constantemente a través de la atmósfera. Pero a pesar de esto, la diferencia de potencial entre las placas del condensador no disminuye.
Esto significa que en la naturaleza existe un generador (G) que repone constantemente las fugas de cargas de las placas del condensador. Tal generador es el campo magnético de la Tierra., que gira junto con nuestro planeta en el flujo del viento solar.
Para utilizar la energía de este generador, es necesario conectarle de alguna manera un consumidor de energía.
Conectarse al polo negativo, la Tierra, es sencillo. Para hacer esto, basta con realizar una conexión a tierra confiable. La conexión al polo positivo del generador, la ionosfera, es un problema técnico complejo que resolveremos.
Como en cualquier condensador cargado, en nuestro condensador global existe un campo eléctrico. La intensidad de este campo se distribuye de manera muy desigual en altura: es máximo en la superficie de la Tierra y es de aproximadamente 150 V/m. Con la altura disminuye aproximadamente según la ley exponencial y a una altitud de 10 km es aproximadamente el 3% del valor en la superficie de la Tierra.
Así, casi todo el campo eléctrico se concentra en la capa inferior de la atmósfera, cerca de la superficie de la Tierra. Vector de tensión eléctrica El campo terrestre E está dirigido hacia caso general abajo. En nuestras discusiones usaremos sólo el componente vertical de este vector. El campo eléctrico de la Tierra, como cualquier campo eléctrico, actúa sobre cargas con una determinada fuerza F, que se llama fuerza de culombio. Si multiplicas la cantidad de carga por el voltaje eléctrico. campo en este punto, entonces obtenemos exactamente la magnitud de la fuerza de Coulomb Fcoul.. Esta fuerza de culombio empuja las cargas positivas hacia el suelo y las cargas negativas hacia las nubes.
Conductor en un campo eléctrico.
Instalemos un mástil de metal en la superficie de la Tierra y lo conectemos a tierra. El campo eléctrico externo comenzará instantáneamente a mover cargas negativas (electrones de conducción) hacia la parte superior del mástil, creando allí un exceso de cargas negativas. Y el exceso de cargas negativas en la parte superior del mástil creará su propio campo eléctrico dirigido hacia campo externo. Llega un momento en el que estos campos se vuelven iguales en magnitud y el movimiento de los electrones se detiene. Esto significa que en el conductor del que está hecho el mástil, el campo eléctrico es cero.
Así funcionan las leyes de la electrostática.
Supongamos que la altura del mástil es h = 100 m, la tensión promedio a lo largo de la altura del mástil es Eсr. = 100 V/m.
Entonces la diferencia de potencial (fem) entre la Tierra y la parte superior del mástil será numéricamente igual: U = h * Eav. = 100 m * 100 V/m = 10.000 voltios. (1)
Esta es una diferencia de potencial completamente real que se puede medir. Es cierto que no será posible medirlo con un voltímetro común con cables: surgirá exactamente la misma fem en los cables que en el mástil y el voltímetro mostrará 0. Esta diferencia de potencial está dirigida en dirección opuesta al vector de fuerza E de campo eléctrico de la Tierra y tiende a expulsar electrones de conducción desde la parte superior del mástil hacia la atmósfera. Pero esto no sucede; los electrones no pueden salir del conductor. Los electrones no tienen suficiente energía para salir del conductor que conforma el mástil. Esta energía se denomina función de trabajo de un electrón de un conductor y para la mayoría de los metales es inferior a 5 electronvoltios, un valor muy insignificante. Pero un electrón en un metal no puede adquirir tal energía entre colisiones con red cristalina metal y por lo tanto permanece en la superficie del conductor.
Surge la pregunta: ¿qué pasará con el conductor si ayudamos a que las cargas sobrantes en la parte superior del mástil salgan de este conductor?
La respuesta es simple: la carga negativa en la parte superior del mástil disminuirá, el campo eléctrico externo dentro del mástil ya no será compensado y nuevamente comenzará a mover electrones de conducción hacia el extremo superior del mástil. Esto significa que la corriente fluirá a través del mástil. Y si logramos eliminar constantemente el exceso de cargas desde la parte superior del mástil, la corriente fluirá constantemente por él. Ahora solo tenemos que cortar el mástil en cualquier lugar que nos resulte conveniente y encender la carga (consumidor de energía) allí, y la planta de energía estará lista.
La figura 3 muestra diagrama de circuito una central eléctrica de este tipo. Bajo la influencia del campo eléctrico de la Tierra, los electrones de conducción desde el suelo se mueven a lo largo del mástil a través de la carga y luego suben por el mástil hasta el emisor, que los libera de la superficie metálica de la parte superior del mástil y los envía como iones a flotar. libremente a través de la atmósfera. El campo eléctrico de la Tierra, en total conformidad con la ley de Coulomb, los eleva hasta neutralizarlos en el camino. iones positivos, que siempre descienden de la ionosfera bajo la influencia del mismo campo.
Así, hemos cerrado el circuito eléctrico entre las placas del planeta. condensador electrico, que a su vez está conectado al generador G, y conectado un consumidor de energía (carga) a este circuito. Sólo queda una cosa por decidir pregunta importante: ¿Cómo eliminar el exceso de cargas de la parte superior del mástil?
Diseño de emisor
El emisor más simple puede ser un disco plano de chapa con muchas agujas ubicadas alrededor de su circunferencia. Él está "implantado" en eje vertical y poner en rotación.
A medida que el disco gira, el aire húmedo entrante arranca electrones de sus agujas y así los libera del metal.
Ya existe una central eléctrica con un emisor similar. Es cierto que nadie utiliza su energía; luchan contra ella.
Se trata de un helicóptero que transporta una estructura metálica sobre una larga eslinga metálica durante la instalación de edificios altos. Aquí se encuentran todos los elementos de la central eléctrica que se muestran en la Fig. 3, a excepción del consumidor de energía (carga). El emisor son las palas del rotor del helicóptero, que son impulsadas por una corriente de aire húmedo; el mástil es una larga eslinga de acero con estructura metálica. Y los trabajadores que instalan esta estructura en su lugar saben muy bien que no se puede tocar con las manos desnudas, ya que provocará una descarga eléctrica. De hecho, en este momento se convierten en una carga en el circuito de la central eléctrica.
Por supuesto, son posibles otros diseños de emisores, más eficientes, complejos, basados en diferentes principios y Efectos físicos ver figura 4-5.
El emisor no existe actualmente como producto terminado. Todos los interesados en esta idea se ven obligados a construir de forma independiente su propio emisor.
para ayudar a tales gente creativa El autor proporciona a continuación sus pensamientos sobre el diseño del emisor.
Los siguientes diseños de emisores parecen ser los más prometedores.
La primera versión del emisor.
La molécula de agua tiene una polaridad bien definida y puede capturar fácilmente un electrón libre. Si sopla vapor sobre una placa de metal cargada negativamente, el vapor capturará electrones libres de la superficie de la placa y se los llevará consigo. El emisor es una boquilla ranurada a lo largo de la cual se coloca un electrodo aislado A y al que se aplica un potencial positivo desde una fuente I. El electrodo A y los bordes afilados de la boquilla forman una pequeña capacitancia cargada. electrones libres se acumulan en los bordes afilados de la boquilla bajo la influencia del electrodo aislado positivo A. El vapor que pasa a través de la boquilla arranca electrones de los bordes de la boquilla y los transporta a la atmósfera. En la Fig. La figura 4 muestra una sección longitudinal de esta estructura. Dado que el electrodo A está aislado de ambiente externo, corriente en el circuito fuente de fem. No. Y este electrodo es necesario aquí sólo para crear, junto con los bordes afilados de la boquilla, un fuerte campo eléctrico en este espacio y concentrar los electrones de conducción en los bordes de la boquilla. Así, el electrodo A con potencial positivo Es una especie de electrodo activador. Al cambiar el potencial, puede lograr el valor deseado de la corriente del emisor.
Surge una pregunta muy importante: ¿cuánto vapor se debe suministrar a través de la boquilla y resultará que toda la energía de la estación tendrá que gastarse en convertir el agua en vapor? Hagamos un pequeño cálculo.
Una molécula de gramo de agua (18 ml) contiene 6,02 * 1023 moléculas de agua (número de Avogadro). La carga de un electrón es igual a 1,6 * 10 (- 19) culombio. Multiplicando estos valores encontramos que se pueden colocar 96.000 culombios de carga eléctrica en 18 ml de agua, y más de 5.000.000 culombios en 1 litro de agua. Esto significa que con una corriente de 100 A, un litro de agua es suficiente para hacer funcionar la instalación durante 14 horas. Para convertir esta cantidad de agua en vapor se necesitará un porcentaje muy pequeño de la energía generada.
Por supuesto, unir un electrón a cada molécula de agua no es una tarea factible, pero aquí hemos definido un límite al que se puede llegar constantemente mejorando el diseño del dispositivo y la tecnología.
Además, los cálculos muestran que energéticamente es más rentable soplar aire húmedo que vapor a través de la boquilla, regulando su humedad dentro de los límites requeridos.
Segunda versión del emisor.
En lo alto del mástil hay un recipiente metálico con agua. El barco está conectado al metal del mástil mediante un contacto fiable. Se instala un tubo capilar de vidrio en el centro del recipiente. El nivel del agua en el tubo es más alto que en el recipiente. Esto crea un efecto de punta electrostática: la concentración máxima de cargas y la intensidad máxima del campo eléctrico se crean en la parte superior del tubo capilar.
Bajo la influencia de un campo eléctrico, el agua del tubo capilar subirá y se pulverizará en pequeñas gotas, llevándose consigo una carga negativa. Con una cierta corriente pequeña, el agua en el tubo capilar hervirá y el vapor se llevará las cargas. Y esto debería aumentar la corriente del emisor.
En un recipiente de este tipo se pueden instalar varios tubos capilares. Cuánta agua se necesita; consulte los cálculos anteriores.
La tercera realización del emisor. Emisor de chispas.
Cuando se rompe una chispa, una nube de electrones de conducción salta del metal junto con la chispa.
La figura 5 muestra un diagrama esquemático de un emisor de chispas. Desde el generador de impulsos de alto voltaje, se envían impulsos negativos al mástil y impulsos positivos al electrodo, que forma una vía de chispas con la parte superior del mástil. Resulta algo parecido a la bujía de un coche, pero el diseño es mucho más sencillo.
El generador de impulsos de alto voltaje no se diferencia fundamentalmente de un encendedor de gas doméstico convencional. Hecho en china alimentado por una batería AA.
La principal ventaja de un dispositivo de este tipo es la capacidad de regular la corriente del emisor utilizando la frecuencia de descarga, el tamaño de la vía de chispas, se pueden hacer varias vías de chispas, etc.
El generador de impulsos se puede instalar en cualquier lugar conveniente, no necesariamente en la parte superior del mástil.
Pero hay un inconveniente: descargas de chispas crear interferencias de radio. Por lo tanto, la parte superior del mástil con explosores debe protegerse con una malla cilíndrica, que debe estar aislada del mástil.
La cuarta versión del emisor.
Otra posibilidad es crear un emisor basado en el principio de emisión directa de electrones desde el material emisor. Esto requiere un material con una función de trabajo electrónico muy baja. Estos materiales existen desde hace mucho tiempo, por ejemplo, la pasta de óxido de bario de 0,99 eV. Quizás haya algo mejor ahora.
Idealmente, debería ser un superconductor a temperatura ambiente (RTSC), que aún no existe en la naturaleza. Pero según varios informes, debería aparecer pronto. Toda esperanza está en la nanotecnología.
Basta con colocar un trozo de CTSP en la parte superior del mástil y el emisor estará listo. Al atravesar un superconductor, un electrón no encuentra resistencia y muy rápidamente adquiere la energía necesaria para salir del metal (unos 5 eV).
Una cosa más nota IMPORTANTE. Según las leyes de la electrostática, la intensidad del campo eléctrico de la Tierra es mayor en las elevaciones: en las cimas de colinas, colinas, montañas, etc. En las tierras bajas, depresiones y profundizaciones es mínima. Por lo tanto, es mejor construir dichos dispositivos en la forma más lugares altos y lejos de edificios altos o instalarlos en los tejados de los edificios más altos.
Más buena idea— levantar el conductor mediante un globo. El emisor, por supuesto, debe instalarse en la parte superior del globo. En este caso, puedes obtener suficiente gran potencial para la emisión espontánea de electrones del metal, dándole la forma de otrio y, por tanto, en este caso no se requieren emisores complejos.
Existe otra buena oportunidad para conseguir un emisor. La pintura electrostática de metales se utiliza en la industria. La pintura pulverizada, que sale volando de la pistola pulverizadora, lleva una carga eléctrica, por lo que se deposita en el metal que se está pintando, al que se aplica la carga. signo opuesto. La tecnología ha sido probada.
Un dispositivo de este tipo, que carga pintura pulverizada, es precisamente un verdadero emisor de electricidad. cargos. Ya sólo queda adaptarlo a la instalación descrita anteriormente y sustituir la pintura por agua si es necesario.
Es muy posible que la humedad siempre contenida en el aire sea suficiente para que el emisor funcione.
Es posible que existan otros dispositivos similares en la industria que puedan convertirse fácilmente en un emisor.
conclusiones
Como resultado de nuestras acciones, conectamos al consumidor de energía a un generador de energía eléctrica global. Nos conectamos al polo negativo, la Tierra, mediante un conductor metálico normal (conexión a tierra), y al polo positivo, la ionosfera, mediante un conductor muy específico, la corriente convectiva. Las corrientes convectivas son corrientes eléctricas provocadas por el transporte ordenado de partículas cargadas. Son comunes en la naturaleza. Se trata de chorros convectivos ascendentes ordinarios que transportan cargas negativas a las nubes y son tornados (tornados). que arrastran una carga muy cargada cargas positivas masa de nubes, se trata de corrientes de aire ascendentes en la zona de convergencia intertropical, que se llevan gran cantidad cargas negativas hacia las capas superiores de la troposfera. Y tales corrientes alcanzan valores muy altos.
Si creamos un emisor suficientemente eficiente que pueda liberar, digamos, 100 culombios de carga por segundo (100 amperios) desde lo alto de un mástil (o varios mástiles), entonces la potencia de la central eléctrica que hemos construido será igual a 1.000.000 vatios o 1 megavatio. ¡Poder bastante decente!
Una instalación de este tipo es indispensable en asentamientos remotos, estaciones meteorológicas y otros lugares alejados de la civilización.
De lo anterior se pueden extraer las siguientes conclusiones:
La fuente de energía es extremadamente simple y fácil de usar.
En la salida obtenemos el máximo. vista cómoda energía - electricidad.
La fuente es respetuosa con el medio ambiente: sin emisiones, sin ruido, etc.
La instalación es extremadamente fácil de fabricar y operar.
El excepcional bajo coste de la energía producida y muchas otras ventajas.
El campo eléctrico de la Tierra está sujeto a fluctuaciones: en invierno es más fuerte que en verano, alcanza un máximo diario a las 19 horas GMT y también depende de las condiciones climáticas. Pero estas fluctuaciones no superan el 20% de su valor medio.
En algunos casos raros, bajo ciertas las condiciones climáticas la fuerza de este campo puede aumentar varias veces.
Durante una tormenta, el campo eléctrico cambia a dentro de amplios límites y puede cambiar de dirección al contrario, pero esto sucede en Área pequeña directamente debajo de la célula de tormenta.
Kurilov Yuri Mijáilovich
