La charge terrestre est positive ou négative. Forces dans la nature

Corps céleste, appelée planète Terre, possède une charge électrique qui crée le champ électrique naturel de la Terre. L'une des caractéristiques d'un champ électrique est le potentiel, et le champ électrique terrestre est également caractérisé par le potentiel. On peut aussi dire qu'en plus du champ électrique naturel, il existe également un courant électrique continu (DC) naturel de la planète Terre. Le gradient de potentiel terrestre s'étend de sa surface jusqu'à l'ionosphère. Par beau temps pour l'électricité statique, le champ électrique atmosphérique est d'environ 150 volts par mètre (V/m) près de la surface de la Terre, mais cette valeur diminue de façon exponentielle avec l'augmentation de l'altitude jusqu'à 1 V/m ou moins (à 30 km d'altitude). La raison de la diminution du gradient est, entre autres, l'augmentation de la conductivité atmosphérique.

Si vous portez des vêtements faits d'un bon isolant, qui est un excellent diélectrique, par exemple des vêtements en nylon, et que vous utilisez exclusivement des chaussures en caoutchouc, et que vous n'avez aucun objet métallique sur la surface des vêtements, alors la différence de potentiel peut être mesurée. entre la surface de la terre et le sommet de la tête. Puisque chaque mètre fait 150 Volts, alors avec une hauteur de 170 cm, au sommet de la tête il y aura une différence de potentiel de 1,7 x 150 = 255 Volts par rapport à la surface. Si vous mettez une casserole en métal sur votre tête, elle collectera charge superficielle. La raison de cette collecte de charges est que les vêtements en nylon sont un bon isolant et les chaussures sont en caoutchouc. La mise à la terre, c'est-à-dire qu'il n'y a aucun contact conducteur avec la surface de la terre. Afin de ne pas accumuler de charges électriques sur vous-même, vous devez vous « mettre à la terre ». De la même manière, les objets, les choses, les bâtiments et les structures, notamment ceux de grande hauteur, sont capables d'accumuler de l'électricité atmosphérique. Cela peut entraîner des conséquences désagréables, car toute charge accumulée peut provoquer une rupture de courant électrique et d'étincelles dans les gaz. De telles décharges électrostatiques peuvent détruire les composants électroniques et provoquer des incendies, notamment pour les matériaux inflammables.

Afin de ne pas accumuler de charges d'électricité atmosphérique, il suffit de relier le point supérieur au point inférieur (terre) conducteur électrique, et si la zone est grande, alors la mise à la terre se fait sous la forme d'une cage, d'un circuit, mais, en fait, ils utilisent ce qu'on appelle une « cage de Faraday ».

Caractéristiques de l'électricité atmosphérique

La terre est chargée négativement et possède une charge égale à 500 000 Coulombs (C) de charge électrique. La différence de potentiel varie de 300 000 Volts (300 kV), si l'on considère la tension entre l'ionosphère chargée positivement et la surface de la Terre. Il y a aussi D.C. l'électricité, environ 1350 Ampères (A), et la résistance de l'atmosphère terrestre est d'environ 220 Ohms. Cela donne une puissance d’environ 400 mégawatts (MW), régénérée par l’activité solaire. Cette puissance affecte l'ionosphère terrestre ainsi que les couches inférieures, provoquant des orages. L'énergie électrique qui est stockée et stockée dans l'atmosphère terrestre est d'environ 150 gigajoules (GJ).

Le système Terre-Ionosphère agit comme un condensateur géant d’une capacité de 1,8 Farads. Compte tenu de l'énorme superficie de la surface terrestre, pour 1 mètre carré la surface n'a que 1 nC de charge électrique.

L'électrosphère terrestre s'étend du niveau de la mer jusqu'à une hauteur d'environ 60 km. DANS couches supérieures, là où il y a beaucoup d'ions libres et où cette partie de la sphère est appelée l'ionosphère, la conductivité est maximale, puisqu'il y a médias gratuits des charges. On peut dire que le potentiel dans l'ionosphère est nivelé, puisque cette sphère est essentiellement considérée comme un conducteur de courant électrique ; il y a des courants dans les gaz et un courant de transfert ; La source d'ions libres est la radioactivité du Soleil. Le flux de particules chargées provenant du Soleil et de l’espace « fait sortir » les électrons des molécules de gaz, ce qui conduit à l’ionisation. Plus on s’élève par rapport à la surface de la mer, plus la conductivité de l’atmosphère est faible. À la surface de la mer, la conductivité électrique de l'air est d'environ 10 à 14 Siemens/m (S/m), mais elle augmente rapidement avec l'altitude et, à une altitude de 35 km, elle est déjà de 10 à 11 S/m. À cette altitude, la densité de l’air ne représente que 1 % de celle de la surface de la mer. De plus, avec l’augmentation de l’altitude, la conductivité change de manière non uniforme, en raison de l’influence du champ magnétique terrestre et des flux de photons du Soleil. Cela signifie que la conductivité de l’électrosphère au-dessus de 35 km du niveau de la mer n’est pas uniforme et dépend de l’heure de la journée (flux de photons) et de la situation géographique (champ magnétique terrestre).

Pour que cela arrive panne électrique entre deux électrodes plates parallèles (dont la distance est de 1 mètre), situées au niveau de la surface de la mer, dans l'air sec, une intensité de champ de 3 000 kV/m est requise. Si ces électrodes sont élevées à une hauteur de 10 km du niveau de la mer, alors seulement 3 % de cette tension sera nécessaire, soit 90 kV/m suffisent. Si les électrodes sont rapprochées de manière à ce que la distance entre elles soit de 1 mm, alors une tension de claquage sera 1000 fois inférieure, soit 3 kV (niveau de la mer) et 9 V (à 10 km d'altitude).

La valeur naturelle de l'intensité du champ électrique terrestre à sa surface (niveau de la mer) est d'environ 150 V/m, ce qui est beaucoup plus élevé. moins de valeurs nécessaire pour le claquage entre les électrodes même dans un espace de 1 mm (3 kV/m requis).

D'où vient le potentiel du champ électrique terrestre ?

Comme mentionné ci-dessus, la Terre est un condensateur dont une plaque est la surface de la Terre et l'autre plaque du supercondensateur est la région de l'ionosphère. À la surface de la Terre, la charge est négative et derrière l’ionosphère, elle est positive. Tout comme la surface de la Terre, l’ionosphère est également conductrice et la couche d’atmosphère qui la sépare est un gaz diélectrique inhomogène. La charge positive de l'ionosphère se forme grâce à rayonnement cosmique, mais qu'est-ce qui charge la surface de la Terre d'une charge négative ?

Pour plus de clarté, il est nécessaire de rappeler comment se charge un condensateur électrique conventionnel. Il est inclus dans un circuit électrique relié à une source de courant et il est chargé valeur maximum stress sur les plaques. Pour un condensateur comme la Terre, quelque chose de similaire se produit. De la même manière, une certaine source doit s'allumer, le courant doit circuler et des charges opposées se forment sur les plaques. Pensez aux éclairs, qui sont généralement accompagnés d'orages. Ces éclairs constituent le circuit électrique qui charge la Terre.

C’est la foudre frappant la surface de la Terre qui est la source qui charge la surface de la Terre d’une charge négative. La foudre a un courant d'environ 1 800 ampères et le nombre d'orages et d'éclairs par jour est supérieur à 300. Un nuage d'orage a une polarité. Sa partie supérieure à une altitude d'environ 6-7 km à une température de l'air d'environ -20°C est chargée positivement, et sa partie inférieure à une altitude de 3-4 km à une température de l'air de 0° à -10°C est chargé négativement. La charge au fond d'un nuage d'orage est suffisante pour créer une différence de potentiel avec la surface de la Terre de 20 à 100 millions de volts. La charge de la foudre est généralement de l’ordre de 20 à 30 Coulombs (C) d’électricité. La foudre frappe par décharges entre les nuages et entre les nuages et la surface de la Terre. Chaque recharge nécessite environ 5 secondes, des décharges de foudre peuvent donc se produire dans cet ordre, mais cela ne signifie pas qu'une décharge se produira nécessairement au bout de 5 secondes.

Foudre

Une décharge atmosphérique sous forme de foudre a tout à fait structure complexe. Dans tous les cas, il s'agit d'un phénomène de courant électrique dans les gaz, qui se produit lorsque les conditions nécessaires à la décomposition des gaz sont réunies, c'est-à-dire l'ionisation des molécules d'air. Le plus curieux est que l'atmosphère terrestre agit comme une dynamo continue qui charge négativement la surface de la Terre. Chaque coup de foudre frappe à condition que la surface de la Terre soit dépourvue de charges négatives, qui fournit la différence de potentiel nécessaire à la décharge (ionisation du gaz).

Dès que la foudre frappe le sol, la charge négative circule vers la surface, mais après cela, la partie inférieure du nuage d'orage se décharge et son potentiel change, il devient positif. Ensuite, un courant inverse se produit et la charge excédentaire qui atteint la surface de la Terre se déplace vers le haut, se chargeant nuage orageux encore. Après cela, le processus peut être répété à nouveau, mais avec valeurs plus petites tension électrique et actuel. Cela se produit tant qu'il existe des conditions pour l'ionisation des gaz, la différence de potentiel nécessaire et un excès de charge électrique négative.

En résumé, on peut dire que la foudre frappe par étapes, créant ainsi un circuit électrique à travers lequel circule le courant dans les gaz, en direction alternée. Chaque recharge éclair dure environ 5 secondes et ne frappe que lorsqu'il y a les conditions nécessaires(tension de claquage et ionisation du gaz). La tension entre le début et la fin de la foudre peut être de l'ordre de 100 millions de volts, et valeur moyenne courant d'environ 1800 ampères. Le courant de pointe atteint plus de 10 000 ampères et la charge transférée est égale à 20 à 30 coulombs d'électricité.

Le corps céleste appelé planète Terre possède une charge électrique qui crée le champ électrique naturel de la Terre. L'une des caractéristiques d'un champ électrique est le potentiel, et le champ électrique terrestre est également caractérisé par le potentiel. On peut aussi dire qu'en plus du champ électrique naturel, il existe également un courant électrique continu (DC) naturel de la planète Terre. Le gradient de potentiel terrestre s'étend de sa surface jusqu'à l'ionosphère. Par beau temps pour l'électricité statique, le champ électrique atmosphérique est d'environ 150 volts par mètre (V/m) près de la surface de la Terre, mais cette valeur diminue de façon exponentielle avec l'augmentation de l'altitude jusqu'à 1 V/m ou moins (à 30 km d'altitude). La raison de la diminution du gradient est, entre autres, l'augmentation de la conductivité atmosphérique.

Si vous portez des vêtements faits d'un bon isolant, qui est un excellent diélectrique, par exemple des vêtements en nylon, et que vous utilisez exclusivement des chaussures en caoutchouc, et que vous n'avez aucun objet métallique sur la surface des vêtements, alors la différence de potentiel peut être mesurée. entre la surface de la terre et le sommet de la tête. Puisque chaque mètre fait 150 Volts, alors avec une hauteur de 170 cm, au sommet de la tête il y aura une différence de potentiel de 1,7 x 150 = 255 Volts par rapport à la surface. Si vous placez une casserole en métal sur votre tête, une charge de surface s'y accumulera. La raison de cette collecte de charges est que les vêtements en nylon sont un bon isolant et les chaussures sont en caoutchouc. La mise à la terre, c'est-à-dire qu'il n'y a aucun contact conducteur avec la surface de la terre. Afin de ne pas accumuler de charges électriques sur vous-même, vous devez vous « mettre à la terre ». De la même manière, les objets, les choses, les bâtiments et les structures, notamment ceux de grande hauteur, sont capables d'accumuler de l'électricité atmosphérique. Cela peut entraîner des conséquences désagréables, car toute charge accumulée peut provoquer une rupture de courant électrique et d'étincelles dans les gaz. De telles décharges électrostatiques peuvent détruire les composants électroniques et provoquer des incendies, notamment pour les matériaux inflammables.

Afin de ne pas accumuler de charges d'électricité atmosphérique, il suffit de relier le point supérieur au point inférieur (terre) avec un conducteur électrique, et si la surface est grande, alors la mise à la terre se fait sous la forme d'une cage, d'un circuit , mais, en fait, ils utilisent ce qu’on appelle une « cage de Faraday ».

Caractéristiques de l'électricité atmosphérique

La terre est chargée négativement et possède une charge égale à 500 000 Coulombs (C) de charge électrique. La différence de potentiel varie de 300 000 Volts (300 kV), si l'on considère la tension entre l'ionosphère chargée positivement et la surface de la Terre. Il existe également un courant électrique continu d'environ 1 350 ampères (A) et la résistance de l'atmosphère terrestre est d'environ 220 ohms. Cela donne une puissance d’environ 400 mégawatts (MW), régénérée par l’activité solaire. Cette puissance affecte l'ionosphère terrestre ainsi que les couches inférieures, provoquant des orages. L'énergie électrique stockée et stockée dans l'atmosphère terrestre est d'environ 150 gigajoules (GJ).

Le système Terre-Ionosphère agit comme un condensateur géant d’une capacité de 1,8 Farads. Compte tenu de l’énorme taille de la surface terrestre, il n’y a que 1 nC de charge électrique par mètre carré de surface.

L'électrosphère terrestre s'étend du niveau de la mer jusqu'à une hauteur d'environ 60 km. Dans les couches supérieures, où se trouvent de nombreux ions libres et où cette partie de la sphère est appelée ionosphère, la conductivité est maximale, car il y a des porteurs de charge libres. On peut dire que le potentiel dans l'ionosphère est nivelé, puisque cette sphère est essentiellement considérée comme un conducteur de courant électrique ; il y a des courants dans les gaz et un courant de transfert ; La source d'ions libres est la radioactivité du Soleil. Le flux de particules chargées provenant du Soleil et de l’espace « fait sortir » les électrons des molécules de gaz, ce qui conduit à l’ionisation. Plus on s’élève par rapport à la surface de la mer, plus la conductivité de l’atmosphère est faible. À la surface de la mer, la conductivité électrique de l'air est d'environ 10 à 14 Siemens/m (S/m), mais elle augmente rapidement avec l'altitude et, à une altitude de 35 km, elle est déjà de 10 à 11 S/m. À cette altitude, la densité de l’air ne représente que 1 % de celle de la surface de la mer. De plus, avec l’augmentation de l’altitude, la conductivité change de manière non uniforme, en raison de l’influence du champ magnétique terrestre et des flux de photons du Soleil. Cela signifie que la conductivité de l’électrosphère au-dessus de 35 km du niveau de la mer n’est pas uniforme et dépend de l’heure de la journée (flux de photons) et de la situation géographique (champ magnétique terrestre).

Pour qu'une panne électrique se produise entre deux électrodes plates parallèles (dont la distance est de 1 mètre), situées au niveau de la surface de la mer, dans l'air sec, une intensité de champ de 3 000 kV/m est nécessaire. Si ces électrodes sont élevées à une hauteur de 10 km du niveau de la mer, alors seulement 3 % de cette tension sera nécessaire, soit 90 kV/m suffisent. Si les électrodes sont rapprochées de manière à ce que la distance entre elles soit de 1 mm, alors une tension de claquage sera 1000 fois inférieure, soit 3 kV (niveau de la mer) et 9 V (à 10 km d'altitude).

La valeur naturelle de l'intensité du champ électrique terrestre à sa surface (niveau de la mer) est d'environ 150 V/m, ce qui est bien inférieur aux valeurs requises pour un claquage entre les électrodes même dans un espace de 1 mm (3 kV/ m requis).

D'où vient le potentiel du champ électrique terrestre ?

Comme mentionné ci-dessus, la Terre est un condensateur dont une plaque est la surface de la Terre et l'autre plaque du supercondensateur est la région de l'ionosphère. À la surface de la Terre, la charge est négative et derrière l’ionosphère, elle est positive. Tout comme la surface de la Terre, l’ionosphère est également conductrice et la couche d’atmosphère qui la sépare est un gaz diélectrique inhomogène. La charge positive de l'ionosphère se forme à cause du rayonnement cosmique, mais qu'est-ce qui charge la surface de la Terre d'une charge négative ?

Pour plus de clarté, il est nécessaire de rappeler comment se charge un condensateur électrique conventionnel. Il est inclus dans un circuit électrique relié à une source de courant et est chargé à la valeur de tension maximale sur les plaques. Pour un condensateur comme la Terre, quelque chose de similaire se produit. De la même manière, une certaine source doit s'allumer, le courant doit circuler et des charges opposées se forment sur les plaques. Pensez aux éclairs, qui sont généralement accompagnés d'orages. Ces éclairs constituent le circuit électrique qui charge la Terre.

Foudre

Une décharge atmosphérique sous forme de foudre a une structure assez complexe. Dans tous les cas, il s'agit d'un phénomène de courant électrique dans les gaz, qui se produit lorsque les conditions nécessaires à la décomposition des gaz sont réunies, c'est-à-dire l'ionisation des molécules d'air. Le plus curieux est que l'atmosphère terrestre agit comme une dynamo continue qui charge négativement la surface de la Terre. Chaque décharge de foudre frappe à condition que la surface de la Terre soit dépourvue de charges négatives, ce qui fournit la différence de potentiel nécessaire à la décharge (ionisation du gaz).

Dès que la foudre frappe le sol, la charge négative circule vers la surface, mais après cela, la partie inférieure du nuage d'orage se décharge et son potentiel change, il devient positif. Ensuite, un courant inverse se produit et la charge excédentaire qui atteint la surface de la Terre se déplace vers le haut, chargeant à nouveau le nuage d'orage. Après cela, le processus peut être répété à nouveau, mais avec des valeurs de tension et de courant électriques inférieures. Cela se produit tant que les conditions existent pour l'ionisation des gaz, la différence de potentiel requise et un excès de charge électrique négative.

En résumé, on peut dire que la foudre frappe par étapes, créant ainsi un circuit électrique à travers lequel circule le courant dans les gaz, en direction alternée. Chaque recharge éclair dure environ 5 secondes et ne frappe que lorsque les conditions nécessaires sont réunies (tension de claquage et ionisation des gaz). La tension entre le début et la fin de la foudre peut être de l'ordre de 100 millions de volts, et la valeur moyenne du courant est d'environ 1 800 ampères. Le courant de pointe atteint plus de 10 000 ampères et la charge transférée est égale à 20 à 30 coulombs d'électricité.

Le champ électrique terrestre

le champ électrique naturel de la Terre en tant que planète, observé dans corps solide Terre, dans les mers, dans l'atmosphère et dans la magnétosphère. E. le point 3. est causé par un complexe complexe de phénomènes géophysiques. La distribution du potentiel de champ contient certaines informations sur la structure de la Terre, sur les processus se produisant dans les couches inférieures de l'atmosphère, dans l'ionosphère, la magnétosphère, ainsi que dans l'espace interplanétaire proche et sur le Soleil.

La méthode de mesure de la densité électronique 3. est déterminée par le milieu dans lequel le champ est observé. La plupart méthode universelle- détermination de la différence de potentiel à l'aide d'électrodes espacées dans l'espace. Cette méthode est utilisée lors de l'enregistrement des courants terrestres (voir Courants telluriques) , lorsqu'il est mesuré avec avion champ électrique de l'atmosphère, et avec vaisseau spatial- la magnétosphère et Cosmos(dans ce cas, la distance entre les électrodes doit dépasser le rayon de blindage Debye en plasma spatial, c'est-à-dire être des centaines de mètres).

L'existence d'un champ électrique dans l'atmosphère terrestre est principalement associée aux processus d'ionisation de l'air et à la séparation spatiale des charges électriques positives et négatives résultant de l'ionisation. L'ionisation de l'air se produit sous l'influence rayons cosmiques rayonnement ultraviolet Soleil; radiation substances radioactives, disponible à la surface de la Terre et dans l’air ; décharges électriques dans l'atmosphère, etc. De nombreux processus atmosphériques : convection, formation de nuages, précipitations et autres - conduisent à la séparation partielle de charges dissemblables et à l'émergence de champs électriques atmosphériques (voir Électricité atmosphérique). Par rapport à l’atmosphère, la surface de la Terre est chargée négativement.

L'existence d'un champ électrique atmosphérique entraîne l'émergence de courants, décharger l'atmosphère du « condensateur » électrique - la Terre. Les précipitations jouent un rôle important dans l'échange de charges entre la surface terrestre et l'atmosphère. En moyenne, les précipitations apportent 1,1 à 1,4 fois plus de charges positives que de charges négatives. Les fuites de charges de l'atmosphère sont également reconstituées grâce aux courants associés à la foudre et au flux de charges provenant d'objets pointus (points). Le bilan des charges électriques apportées à la surface terrestre d'une superficie de 1 kilomètres 2 par an peut être caractérisé par les données suivantes :

Courant de conduction + 60 k/(km 2 ans)

Courants de précipitations + 20"

Décharges de foudre – 20 »

Courants des pointes - 100 "

__________________________

Total – 40 k/(km 2 ans)

Sur une partie importante la surface de la terre- au-dessus des océans - les courants provenant des pointes sont exclus, et il y aura un bilan positif. L'existence d'une charge statique négative à la surface de la Terre (environ 5,7․10 5 À) indique que ces courants sont équilibrés en moyenne.

Les champs électriques dans l’ionosphère sont provoqués par des processus se produisant à la fois dans les couches supérieures de l’atmosphère et dans la magnétosphère. Mouvements de marée masse d'air, vents, turbulences - tout cela est une source de génération d'un champ électrique dans l'ionosphère dû à l'effet d'une dynamo hydromagnétique (voir Magnétisme terrestre). Un exemple est le système de courant électrique solaire-diurne, qui provoque des variations diurnes du courant électrique. champ magnétique à la surface de la Terre. L'ampleur de l'intensité du champ électrique dans l'ionosphère dépend de l'emplacement du point d'observation, de l'heure de la journée, conditions générales magnétosphère et ionosphère, de l'activité solaire. Cela va de quelques unités à des dizaines mv/moi, et dans les hautes latitudes, l'ionosphère atteint une centaine ou plus mv/m. Dans ce cas, le courant atteint des centaines de milliers d'ampères. À cause de conductivité électrique élevée les plasmas de l'ionosphère et de la magnétosphère le long des lignes du champ magnétique terrestre, le champ électrique de l'ionosphère sont transférés à la magnétosphère et les champs magnétosphériques sont transférés à l'ionosphère.

L’une des sources directes du champ électrique dans la magnétosphère est le vent solaire. En circulant autour de la magnétosphère vent solaire la FEM se produit E= v× b⊥ , où b ⊥ - composante normale du champ magnétique à la surface de la magnétosphère, v- vitesse moyenne particules de vent solaire.

Cette FEM provoque courants électriques, fermé par des courants inverses circulant à travers la queue de la magnétosphère (voir Terre). Ces dernières sont générées par des charges d’espace positives du côté matin de la queue magnétique et négatives du côté soir. L'intensité du champ électrique à travers la queue magnétique atteint 1 mv/m. Différence potentielle entre calotte polaire est 20-100 carré

Un autre mécanisme d'excitation de la force électromotrice dans la magnétosphère est associé à l'effondrement des lignes de champ magnétique de direction opposée dans la partie arrière de la magnétosphère ; l'énergie libérée dans ce cas provoque un mouvement rapide du plasma magnétosphérique vers la Terre. Dans ce cas, les électrons dérivent autour de la Terre vers le côté matin, les protons - vers le côté soir. La différence de potentiel entre les centres de charges spatiales équivalentes atteint des dizaines de kilovolts. Ce champ est en direction opposée au champ de la magnétosphère arrière.

L'existence de la magnétosphère courant de sonnerie autour de la Terre. Pendant les périodes d'orages magnétiques (voir Tempêtes magnétiques) et d'aurores (voir Aurores), les champs électriques et les courants dans la magnétosphère et l'ionosphère subissent des changements importants.

Les ondes magnétohydrodynamiques générées dans la magnétosphère se propagent à travers des canaux de guides d'ondes naturels le long des lignes du champ magnétique terrestre. En entrant dans l'ionosphère, elles sont converties en ondes électromagnétiques, qui atteignent en partie la surface de la Terre, se propagent en partie dans le guide d'ondes ionosphérique et sont atténuées à la surface de la Terre, ces ondes sont enregistrées en fonction de la fréquence d'oscillation ou sous forme de pulsations magnétiques (10 -). 2 -10 Hz), ou très ondes basse fréquence(oscillations avec une fréquence de 10 2 -10 4 Hz).

Le champ magnétique alternatif terrestre, dont les sources sont localisées dans l'ionosphère et la magnétosphère, induit un champ électrique dans la croûte terrestre. L'intensité du champ électrique dans la couche proche de la surface du cortex fluctue en fonction de l'emplacement et résistance électrique roches allant de quelques unités à plusieurs centaines mv/kilomètres, et pendant les orages magnétiques, il s'intensifie jusqu'à des unités, voire des dizaines. V/km. Les champs magnétiques et électriques alternatifs interconnectés de la Terre sont utilisés pour le sondage électromagnétique en géophysique d'exploration, ainsi que pour le sondage en profondeur de la Terre.

Une certaine contribution à la science économique. Z. contribue différence de contact potentiels entre roches de conductivité électrique différente (thermoélectrique, électrochimique, effets piézoélectriques). Rôle spécial Dans ce cas, les processus volcaniques et sismiques peuvent jouer un rôle.

Les champs électriques dans les mers sont induits par l'alternance champ magnétique Terre, et se produisent également lorsqu'un conducteur conducteur eau de mer (vagues de la mer et courants) dans un champ magnétique. La densité des courants électriques dans les mers atteint 10 -6 voiture 2. Ces courants peuvent être utilisés comme sources naturelles champ magnétique alternatif pour le sondage des variations magnétiques sur le plateau et en mer.

La question de la charge électrique de la Terre en tant que source du champ électrique dans l'espace interplanétaire n'est pas complètement résolue. On pense que la Terre en tant que planète est électriquement neutre. Cependant, cette hypothèse nécessite sa propre confirmation expérimentale. Les premières mesures ont montré que l'intensité du champ électrique dans l'espace interplanétaire proche de la Terre varie de quelques dixièmes à plusieurs dizaines. mv/m.

Lit. : Tikhonov A.N. À propos de la définition Caractéristiques électriques couches profondes la croûte terrestre, " Doc. Académie des sciences de l'URSS", 1950, vol. 73, n° 2 ; Tverskoy P.N., Cours de météorologie, Leningrad, 1962 ; Akasofu S.I., Chapman S., Physique solaire-terrestre, trans. de l'anglais, partie 2, M., 1975.

Yu. P. Sizov.

Grand Encyclopédie soviétique. - M. : Encyclopédie soviétique. 1969-1978 .

Voyez ce qu'est le « Champ électrique de la Terre » dans d'autres dictionnaires :

Le champ électrique terrestre- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Dictionnaire anglais-russe du génie électrique et du génie énergétique, Moscou, 1999] Thèmes du génie électrique, concepts de base FR Le champ électrique terrestre ... Guide du traducteur technique

Le champ électrique terrestre

CHAMP ÉLECTRIQUE, une des formes Champ électromagnétique. Créé par des charges électriques ou un champ magnétique alternatif. Caractérisé par l’intensité du champ électrique (ou induction électrique). Intensité du champ électrique à... ... Encyclopédie moderne

Agrégat d'électricité atmosphérique phénomènes électriques dans l'atmosphère, ainsi que la branche de la physique atmosphérique qui étudie ces phénomènes. Lorsqu'ils étudient l'électricité atmosphérique, ils étudient le champ électrique dans l'atmosphère, son ionisation et sa conductivité,... ... Wikipédia

Champ électrique- Démonstration sur le terrain charge électrostatique. CHAMP ÉLECTRIQUE, une des formes du champ électromagnétique. Créé par des charges électriques ou un champ magnétique alternatif. Caractérisé par l'intensité du champ électrique (ou électrique... ... Dictionnaire encyclopédique illustré

Champ électrique stationnaire créé par des charges électriques spatiales (voir Charge spatiale électrique) dans l'atmosphère, la charge propre de la Terre et les charges induites dans l'atmosphère. Caractéristiques de E. p.a. l'intensité du champ et...

Champ, 1) un vaste espace plat et sans arbres. 2) En agriculture, superficies de terres arables dans lesquelles la zone de rotation des cultures est divisée, ainsi que zones non cultivées (champs) utilisées pour la culture de cultures. X. plantes. 3) Limité... ... Grande Encyclopédie Soviétique

I Champ 1) un vaste espace plat et sans arbres. 2) En agriculture, superficies de terres arables entre lesquelles la zone de rotation des cultures est divisée, ainsi que les zones hors rotation (champ) utilisées pour la culture des cultures. X. plantes. 3)… … Grande Encyclopédie Soviétique

champ électrique terrestre- Žemės elektrinis laukas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Le champ électrique terrestre ; champ géoélectrique vok. elektrisches Erdfeld, n; geoelektrisches Feld, n rus. champ électrique au sol, n ; champ électrique de la Terre, n pranc. champion… … Fizikos terminų žodynas

Le champ électrique terrestre

Les mesures électrométriques montrent qu'il existe un champ électrique à la surface de la Terre, même s'il n'y a aucun corps chargé à proximité. Cela signifie que notre planète a une certaine charge électrique, c'est-à-dire qu'elle est une boule chargée de grand rayon.

Une étude du champ électrique terrestre a montré qu'en moyenne, le module de sa résistance E= 130 V/m, une les lignes électriques verticale et dirigée vers la Terre. Valeur la plus élevée L'intensité du champ électrique se situe aux latitudes moyennes et diminue vers les pôles et l'équateur. Par conséquent, notre planète dans son ensemble a négatif charge, qui est estimée par la valeur q= –3∙10 5 C, et l'atmosphère dans son ensemble est chargée positivement.

Électrification nuages d'orage effectué action commune divers mécanismes. Premièrement, en écrasant les gouttes de pluie avec les courants d’air. À la suite de l'écrasement, la chute s'est accentuée grosses gouttes sont chargés positivement et les nuages plus petits restant dans la partie supérieure sont chargés négativement. Deuxièmement, les charges électriques sont séparées par le champ électrique de la Terre, qui a une charge négative. Troisièmement, l'électrification résulte de l'accumulation sélective d'ions par des gouttelettes dans l'atmosphère. des tailles différentes. Le mécanisme principal est la chute de particules suffisamment grosses, électrisées par frottement avec l'air atmosphérique.

L'électricité atmosphérique dans une zone donnée dépend de facteurs globaux et locaux. Les zones où prédomine l'action de facteurs globaux sont considérées comme des zones de « beau » temps ou de temps non perturbé, et où l'action de facteurs locaux prédomine - comme des zones de perturbations météorologiques (zones d'orages, de précipitations, de tempêtes de poussière, etc.).

Les mesures montrent que la différence de potentiel entre la surface de la Terre et la limite supérieure de l'atmosphère est d'environ 400 kV.

Où commencent les lignes de champ qui se terminent sur Terre ? Autrement dit, où sont les charges positives qui compensent la charge négative de la Terre ?

Des études atmosphériques ont montré qu'à plusieurs dizaines de kilomètres d'altitude au-dessus de la Terre se trouve une couche de molécules chargées positivement (ionisées) appelées ionosphère. C'est la charge de l'ionosphère qui compense la charge de la Terre, c'est-à-dire qu'en effet les lignes de champ de l'électricité terrestre vont de l'ionosphère à la surface de la Terre, comme dans un condensateur sphérique dont les plaques sont sphères concentriques.

Sous l'influence d'un champ électrique dans l'atmosphère pour La terre arrive courant de conduction. A travers chaque mètre carré de l'atmosphère, perpendiculairement à la surface de la Terre, passe un courant moyen je~ 10-12 A ( j~ 10-12 A/m2). La surface entière de la Terre reçoit un courant d'environ 1,8 kA. Avec une telle intensité de courant, la charge négative de la Terre devrait disparaître en quelques minutes, mais cela ne se produit pas. Grâce aux processus qui se déroulent dans l'atmosphère terrestre et à l'extérieur, la charge de la Terre reste en moyenne inchangée. Par conséquent, il existe un mécanisme d'électrification continue de notre planète, conduisant à l'apparition d'une charge négative sur celle-ci. Quels sont ces « générateurs » atmosphériques qui chargent la Terre ? Ce sont des pluies, des tempêtes de neige, tempêtes de sable, tornades, éruptions volcaniques, éclaboussures d'eau des cascades et des vagues, vapeur et fumée des installations industrielles, etc. Mais ce sont les nuages et les précipitations qui contribuent le plus à l’électrification de l’atmosphère. Généralement, les nuages du haut sont chargés positivement et ceux du bas sont chargés négativement.

Des études minutieuses ont montré que la force actuelle dans l'atmosphère terrestre est maximale à 19h00 et minimale à 400h00 GMT.

Foudre

Pendant longtemps, on a cru qu'environ 1800 orages se produisant simultanément sur la Terre produisaient un courant de ~ 2 kA, qui compensait la perte de la charge négative de la Terre due aux courants de conduction dans les zones de « beau » temps. Cependant, il s'est avéré que le courant orageux est bien inférieur à celui indiqué et qu'il est nécessaire de prendre en compte les processus de convection sur toute la surface de la Terre.

Dans les zones où l'intensité du champ et la densité des charges spatiales sont les plus élevées, des éclairs peuvent se produire. La décharge est précédée de l’apparition d’une différence significative potentiels électriques entre un nuage et la Terre ou entre nuages voisins. La différence de potentiel ainsi générée peut atteindre un milliard de volts, et la décharge ultérieure de l'énergie accumulée énergie électriqueà travers l'atmosphère peut créer des courants à court terme d'une force de 3 kA à 200 kA.

Il y a deux classes éclair linéaire: au sol (impactant la Terre) et intra-cloud. Longueur moyenne Les décharges de foudre s'étendent généralement sur plusieurs kilomètres, mais parfois les éclairs intra-nuages atteignent 50 à 150 km.

Le processus de développement de la foudre au sol comprend plusieurs étapes. Dans un premier temps, dans la zone où le champ électrique atteint valeur critique, l'ionisation par impact commence, créée par les électrons libres présents dans petite quantité. Sous l'influence d'un champ électrique, les électrons acquièrent des vitesses importantes vers la Terre et, entrant en collision avec les molécules qui composent l'air, les ionisent. Ainsi, des avalanches d'électrons apparaissent, se transformant en fils de décharges électriques - des streamers, qui sont des canaux bien conducteurs qui, en fusionnant, donnent naissance à un canal brillant thermiquement ionisé à haute conductivité - chef de file de la foudre. À mesure que le leader se déplace vers la Terre, l’intensité du champ à son extrémité augmente et sous son action, une banderole de réponse est éjectée des objets dépassant de la surface de la Terre, se connectant au leader. Si la banderole n'est pas autorisée à apparaître (Fig. 126), alors la foudre sera évitée. Cette fonctionnalité de la foudre est utilisée pour créer paratonnerre(Fig. 127).

La foudre multicanal est un phénomène courant. Ils peuvent avoir jusqu'à 40 décharges à des intervalles de 500 μs à 0,5 s, et la durée totale d'une décharge multiple peut atteindre 1 s. Il pénètre généralement profondément dans le nuage, formant de nombreux canaux ramifiés (Fig. 128).

Riz. 128. Fermeture éclair multicanal

Le plus souvent, les éclairs se produisent dans les cumulonimbus, on les appelle alors orages ; Parfois, des éclairs se forment dans les nuages nimbostratus, ainsi que lorsque éruptions volcaniques, tornades et tempêtes de poussière.

La foudre est susceptible de frapper à nouveau le même point à moins que l'objet ne soit détruit par un coup précédent.

Les décharges de foudre sont accompagnées de visibles un rayonnement électromagnétique. À mesure que le courant dans le canal de foudre augmente, la température monte jusqu'à 10 4 K. Le changement de pression dans le canal de foudre lorsque le courant change et que la décharge s'arrête provoque un phénomène sonore appelé tonnerre.

Des orages accompagnés d'éclairs se produisent presque partout sur la planète, à l'exception de ses pôles et de ses régions arides.

Ainsi, le système Terre-atmosphère peut être considéré comme une machine électrophorique fonctionnant en continu qui électrifie la surface de la planète et l'ionosphère.

La foudre a longtemps été un symbole de « puissance céleste » et une source de danger pour les humains. Avec la découverte de la nature de l'électricité, l'homme a appris à se protéger de ce dangereux phénomène atmosphériqueà l'aide d'un paratonnerre.

Le premier paratonnerre de Russie a été construit en 1856 au-dessus de la cathédrale Pierre-et-Paul de Saint-Pétersbourg, après que la foudre ait frappé la flèche à deux reprises et mis le feu à la cathédrale.

Vous et moi vivons dans un champ électrique constant d'intensité significative (Fig. 129). Et, semble-t-il, entre le sommet de la tête et les talons d’une personne, il devrait y avoir une différence de potentiel d’environ 200 V. Pourquoi aucun courant électrique ne traverse-t-il le corps ? Cela s'explique par le fait que le corps humain est un bon conducteur et qu'en conséquence, une certaine charge de la surface de la Terre lui passe. En conséquence, le champ autour de chacun de nous change (Fig. 130) et notre potentiel devient égal au potentiel de la Terre.

Littérature

Zhilko, V.V. Physique : manuel. allocation pour la 11e année. enseignement général institutions avec le russe langue formation avec une période d'études de 12 ans (de base et avancée) / V.V. Zhilko, L.G. Markovitch. - Minsk : Nar. Asveta, 2008. - pages 142-145.

Condensateur global

Dans la nature, il existe une source d'énergie alternative tout à fait unique, respectueuse de l'environnement, renouvelable, facile à utiliser, qui n'a encore été utilisée nulle part. Cette source est le potentiel électrique atmosphérique.

Notre planète ressemble électriquement à un condensateur sphérique chargé à environ 300 000 volts. La sphère intérieure – la surface de la Terre – est chargée négativement, la sphère extérieure – l’ionosphère – est chargée positivement. L'atmosphère terrestre sert d'isolant (Fig. 1).

Les courants de fuite des condensateurs ioniques et convectifs, qui atteignent plusieurs milliers d’ampères, circulent constamment dans l’atmosphère. Malgré cela, la différence de potentiel entre les plaques du condensateur ne diminue pas.

Cela signifie que dans la nature, il existe un générateur (G) qui reconstitue constamment les fuites de charges des plaques du condensateur. Un tel générateur est le champ magnétique terrestre, qui tourne avec notre planète dans le flux du vent solaire.

Pour utiliser l'énergie de ce générateur, vous devez y connecter d'une manière ou d'une autre un consommateur d'énergie.

La connexion au pôle négatif – la Terre – est simple. Pour ce faire, il suffit de réaliser une mise à la terre fiable. La connexion au pôle positif du générateur - l'ionosphère - est un problème technique complexe que nous allons résoudre.

Comme dans tout condensateur chargé, il existe un champ électrique dans notre condensateur global. L'intensité de ce champ est répartie de manière très inégale en hauteur : elle est maximale à la surface de la Terre et est d'environ 150 V/m. Avec l'altitude, elle diminue approximativement selon la loi exponentielle et à une altitude de 10 km, elle représente environ 3% de la valeur à la surface de la Terre.

Ainsi, la quasi-totalité du champ électrique est concentrée dans la couche inférieure de l’atmosphère, près de la surface de la Terre. Vecteur de tension électrique Le champ terrestre E est dirigé vers cas général vers le bas. Dans nos discussions, nous utiliserons uniquement la composante verticale de ce vecteur. Le champ électrique terrestre, comme tout champ électrique, agit sur des charges avec une certaine force F, appelée Force coulombienne. Si vous multipliez la quantité de charge par la tension électrique. champ à ce stade, alors nous obtenons juste l'amplitude de la force coulombienne Fcoul.. Ceci Force coulombienne pousse les charges positives vers le sol et les charges négatives vers les nuages.

Conducteur dans un champ électrique

Installons un mât métallique à la surface de la Terre et mettons-le à la terre. Le champ électrique externe commencera instantanément à déplacer les charges négatives (électrons de conduction) vers le haut du mât, créant ainsi un excès de charges négatives. Et l'excès de charges négatives au sommet du mât va créer son propre champ électrique dirigé vers champ externe. Il arrive un moment où ces champs deviennent égaux en ampleur et le mouvement des électrons s'arrête. Cela signifie que dans le conducteur à partir duquel le mât est constitué, le champ électrique est nul.

C’est ainsi que fonctionnent les lois de l’électrostatique.

Supposons que la hauteur du mât soit h = 100 m, la tension moyenne sur la hauteur du mât est Eсr. = 100 V/m.

Alors la différence de potentiel (fem) entre la Terre et le sommet du mât sera numériquement égale : U = h * Eav. = 100 m * 100 V/m = 10 000 volts. (1)

Il s’agit d’une différence de potentiel tout à fait réelle qui peut être mesurée. Certes, il ne sera pas possible de le mesurer avec un voltmètre ordinaire avec des fils - exactement la même force électromotrice apparaîtra dans les fils comme dans le mât, et le voltmètre affichera 0. Cette différence de potentiel est dirigée à l'opposé du vecteur de force E de le champ électrique terrestre et tend à repousser les électrons de conduction du haut du mât vers l'atmosphère. Mais cela n’arrive pas ; les électrons ne peuvent pas quitter le conducteur. Les électrons n'ont pas assez d'énergie pour quitter le conducteur qui constitue le mât. Cette énergie est appelée travail d'extraction d'un électron à partir d'un conducteur et pour la plupart des métaux, elle est inférieure à 5 électrons-volts - une valeur très insignifiante. Mais un électron dans un métal ne peut pas acquérir une telle énergie entre collisions avec réseau cristallin métal et reste donc à la surface du conducteur.

La question se pose : qu'arrivera-t-il au conducteur si l'on aide les charges excédentaires en haut du mât à sortir de ce conducteur ?

La réponse est simple : la charge négative au sommet du mât diminuera, le champ électrique externe à l'intérieur du mât ne sera plus compensé et recommencera à déplacer les électrons de conduction vers l'extrémité supérieure du mât. Cela signifie que le courant circulera à travers le mât. Et si nous parvenons à éliminer constamment les charges excédentaires du haut du mât, le courant y circulera constamment. Il ne nous reste plus qu'à couper le mât à n'importe quel endroit qui nous convient et à y allumer la charge (consommateur d'énergie) - et la centrale électrique est prête.

La figure 3 montre schéma une telle centrale électrique. Sous l'influence du champ électrique terrestre, les électrons de conduction provenant du sol se déplacent le long du mât à travers la charge, puis remontent le mât jusqu'à l'émetteur, qui les libère de la surface métallique du sommet du mât et les envoie sous forme d'ions flotter. librement à travers l'atmosphère. Le champ électrique terrestre, conformément à la loi de Coulomb, les élève vers le haut jusqu'à ce qu'ils soient neutralisés en cours de route. ions positifs, qui descendent toujours de l'ionosphère sous l'influence du même champ.

Ainsi, nous avons fermé le circuit électrique entre les plaques du global condensateur électrique, qui à son tour est connecté au générateur G, et connecté un consommateur d'énergie (charge) à ce circuit. Il ne reste qu'une chose à décider question importante: comment supprimer les charges excédentaires du haut du mât ?

Conception de l'émetteur

L'émetteur le plus simple peut être un disque plat en tôle avec de nombreuses aiguilles situées sur sa circonférence. Il est « implanté » sur axe vertical et mis en rotation.

Lorsque le disque tourne, l’air humide entrant enlève les électrons de ses aiguilles et les libère ainsi du métal.

Une centrale électrique dotée d’un émetteur similaire existe déjà. Certes, personne n’utilise son énergie ; on la combat.
Il s'agit d'un hélicoptère transportant une structure métallique sur une longue élingue métallique lors de l'installation d'immeubles de grande hauteur. Ici se trouvent tous les éléments de la centrale électrique représentés sur la figure 3, à l'exception du consommateur d'énergie (charge). L'émetteur est constitué des pales du rotor de l'hélicoptère, qui sont soufflées par un courant d'air humide ; le mât est une longue élingue en acier avec une structure métallique. Et les ouvriers qui installent cette structure savent très bien qu'il est interdit de la toucher à mains nues - "cela vous donnera un choc électrique". Et en effet, à ce moment-là, ils deviennent une charge dans le circuit de la centrale électrique.

Bien entendu, d'autres conceptions d'émetteurs sont possibles, plus efficaces, plus complexes, basées sur des principes et des principes différents. effets physiques voir fig. 4-5.

L'émetteur n'existe pas actuellement sous la forme d'un produit fini. Toute personne intéressée par cette idée est obligée de construire indépendamment son propre émetteur.

Pour aider un tel Des gens créatifs L'auteur donne ci-dessous ses réflexions sur la conception de l'émetteur.

Les modèles d'émetteurs suivants semblent être les plus prometteurs.

La première version de l'émetteur

La molécule d’eau a une polarité bien définie et peut facilement capter un électron libre. Si vous soufflez de la vapeur sur une plaque métallique chargée négativement, la vapeur captera les électrons libres de la surface de la plaque et les emportera avec elle. L'émetteur est une buse à fente le long de laquelle une électrode isolée A est placée et à laquelle un potentiel positif est appliqué à partir d'une source I. L'électrode A et les arêtes vives de la buse forment une petite capacité chargée. Électrons libres sont collectés sur les arêtes vives de la buse sous l'influence de l'électrode isolée positive A. La vapeur traversant la buse arrache les électrons des bords de la buse et les transporte dans l'atmosphère. En figue. La figure 4 montre une coupe longitudinale de cette structure. Puisque l’électrode A est isolée de environnement externe, courant dans le circuit source EMF. Non. Et cette électrode n'est ici nécessaire que pour créer, avec les arêtes vives de la buse, un fort champ électrique dans cet espace et concentrer les électrons de conduction sur les bords de la buse. Ainsi, l'électrode A avec potentiel positif est une sorte d’électrode activatrice. En modifiant le potentiel, vous pouvez atteindre la valeur souhaitée du courant de l'émetteur.

Une question très importante se pose : quelle quantité de vapeur doit être fournie par la buse et s'avérera-t-il que toute l'énergie de la station devra être dépensée pour convertir l'eau en vapeur ? Faisons un petit calcul.

Un gramme de molécule d'eau (18 ml) contient 6,02 * 1023 molécules d'eau (nombre d'Avogadro). La charge d'un électron est égale à 1,6 * 10 (- 19) Coulomb. En multipliant ces valeurs, on constate que 96 000 Coulombs de charge électrique peuvent être placés sur 18 ml d'eau, et plus de 5 000 000 Coulombs sur 1 litre d'eau. Cela signifie qu'à un courant de 100 A, un litre d'eau suffit pour faire fonctionner l'installation pendant 14 heures. Transformer cette quantité d’eau en vapeur nécessitera un très petit pourcentage de l’énergie générée.

Bien entendu, attacher un électron à chaque molécule d’eau n’est pas une tâche réalisable, mais nous avons défini ici une limite qui peut être constamment approchée en améliorant la conception du dispositif et la technologie.

De plus, les calculs montrent qu'il est énergétiquement plus bénéfique de souffler de l'air humide plutôt que de la vapeur à travers la buse, régulant ainsi son humidité dans les limites requises.

Deuxième version de l'émetteur

Au sommet du mât se trouve un récipient métallique contenant de l'eau. Le navire est relié au métal du mât par un contact fiable. Un tube capillaire en verre est installé au milieu de la cuve. Le niveau d'eau dans le tube est plus élevé que dans le récipient. Cela crée un effet de pointe électrostatique : la concentration maximale de charges et l'intensité maximale du champ électrique sont créées au sommet du tube capillaire.

Sous l’influence d’un champ électrique, l’eau contenue dans le tube capillaire va monter et être pulvérisée en petites gouttelettes, emportant avec elle une charge négative. À une certaine intensité de courant, l'eau dans le tube capillaire va bouillir et la vapeur emportera les charges. Et cela devrait augmenter le courant de l'émetteur.

Plusieurs tubes capillaires peuvent être installés dans une telle cuve. Quelle quantité d'eau est nécessaire - voir les calculs ci-dessus.

Le troisième mode de réalisation de l'émetteur. Émetteur d'étincelles.

Lorsqu’un éclateur tombe en panne, un nuage d’électrons de conduction sort du métal avec l’étincelle.

La figure 5 montre un diagramme schématique d'un émetteur d'étincelles. Depuis le générateur d'impulsions haute tension, des impulsions négatives sont envoyées au mât, des impulsions positives sont envoyées à l'électrode, qui forme un éclateur avec le haut du mât. Il s'avère que quelque chose de similaire à une bougie d'allumage de voiture, mais la conception est beaucoup plus simple.
Le générateur d'impulsions haute tension n'est fondamentalement pas très différent d'un briquet à gaz domestique classique fabriqué en Chine alimenté par une pile AA.

Le principal avantage d'un tel dispositif est la possibilité de réguler le courant de l'émetteur en fonction de la fréquence de décharge, de la taille de l'éclateur, vous pouvez réaliser plusieurs éclateurs, etc.

Le générateur d'impulsions peut être installé à n'importe quel endroit pratique, pas nécessairement au sommet du mât.

Mais il y a un inconvénient : décharges d'étincelles créer des interférences radio. Par conséquent, le sommet du mât avec éclateurs doit être protégé par un treillis cylindrique, qui doit être isolé du mât.

La quatrième version de l'émetteur

Une autre possibilité consiste à créer un émetteur basé sur le principe de l'émission directe d'électrons à partir du matériau émetteur. Cela nécessite un matériau avec un travail de travail électronique très faible. De tels matériaux existent depuis longtemps, par exemple la pâte d'oxyde de baryum-0,99 eV. Il y a peut-être quelque chose de mieux maintenant.

Idéalement, il s’agirait d’un supraconducteur à température ambiante (RTSC), qui n’existe pas encore dans la nature. Mais selon divers rapports, il devrait apparaître prochainement. Tout espoir réside dans la nanotechnologie.

Il suffit de placer un morceau de CTSP au sommet du mât - et l'émetteur est prêt. En traversant un supraconducteur, un électron ne rencontre pas de résistance et acquiert très rapidement l'énergie nécessaire pour sortir du métal (environ 5 eV).

Encore une chose note importante. Selon les lois de l'électrostatique, l'intensité du champ électrique terrestre est la plus élevée aux altitudes - au sommet des collines, des collines, des montagnes, etc. Dans les basses terres, les dépressions et les recoins, elle est minime. Par conséquent, il est préférable de construire de tels appareils sur la base la plus hauts lieux et loin des immeubles de grande hauteur ou installez-les sur les toits des immeubles les plus hauts.

Plus bonne idée— soulever le conducteur à l'aide d'un ballon. L’émetteur doit bien entendu être installé au sommet du ballon. Dans ce cas, vous pouvez en avoir assez gros potentiel pour l'émission spontanée d'électrons du métal, lui donnant la forme d'otrium et, par conséquent, aucun émetteur complexe n'est requis dans ce cas.

Il existe une autre bonne opportunité d’obtenir un émetteur. La peinture électrostatique du métal est utilisée dans l'industrie. La peinture pulvérisée, sortant du pistolet pulvérisateur, porte une charge électrique, grâce à laquelle elle se dépose sur le métal à peindre, sur lequel la charge est appliquée. signe opposé. La technologie a fait ses preuves.

Un tel dispositif, qui charge la peinture pulvérisée, est justement un véritable émetteur électrique. des charges. Il ne reste plus qu'à l'adapter à la pose décrite ci-dessus et à remplacer la peinture par de l'eau si besoin en eau.

Il est fort possible que l’humidité toujours contenue dans l’air soit suffisante au fonctionnement de l’émetteur.

Il est possible qu’il existe d’autres appareils similaires dans l’industrie qui peuvent facilement être convertis en émetteur.

conclusions

Grâce à nos actions, nous avons connecté le consommateur d’énergie à un générateur mondial d’énergie électrique. Nous nous sommes connectés au pôle négatif - la Terre - à l'aide d'un conducteur métallique ordinaire (mise à la terre), et au pôle positif - l'ionosphère - à l'aide d'un conducteur très spécifique - le courant convectif. Les courants convectifs sont des courants électriques provoqués par le transport ordonné de particules chargées. Ils sont communs dans la nature. Ce sont des jets convectifs ascendants ordinaires qui transportent des charges négatives dans les nuages, et ce sont des tornades (tornades). qui traînent une charge très chargée charges positives masse nuageuse, ce sont des courants d'air ascendants dans la zone de convergence intertropicale, qui emportent grande quantité charges négatives dans les couches supérieures de la troposphère. Et ces courants atteignent des valeurs très élevées.

Si nous créons un émetteur suffisamment efficace pour libérer, disons, 100 coulombs de charges par seconde (100 ampères) depuis le sommet d'un mât (ou de plusieurs mâts), alors la puissance de la centrale électrique que nous avons construite sera égale à 1 000 000 watts ou 1 mégawatt. Une puissance tout à fait correcte !

Une telle installation est indispensable dans les agglomérations isolées, dans les stations météorologiques et autres lieux éloignés de la civilisation.

De ce qui précède, les conclusions suivantes peuvent être tirées :

La source d’énergie est extrêmement simple et facile à utiliser.

A la sortie on obtient le maximum vue confortableénergie - électricité.

La source est respectueuse de l’environnement : pas d’émissions, pas de bruit, etc.

L'installation est extrêmement simple à fabriquer et à utiliser.

Le faible coût exceptionnel de l’énergie produite et bien d’autres avantages.

Le champ électrique terrestre est soumis à des fluctuations : en hiver il est plus fort qu'en été, il atteint un maximum quotidien à 19 heures GMT, et dépend également des conditions météorologiques. Mais ces fluctuations ne dépassent pas 20 % de sa valeur moyenne.

Dans de rares cas, sous certaines conditions conditions météorologiques la force de ce champ peut augmenter plusieurs fois.

Lors d'un orage, le champ électrique se transforme en dans de larges limites et peut changer de direction dans le sens opposé, mais cela se produit petite zone directement sous la cellule orageuse.

Kourilov Youri Mikhaïlovitch