Dünyanın pozitif veya negatif yükü nedir? Atmosfer elektriği

Fırtına. Yıldırım.

"Müthiş" sıfatı "fırtınalı" isminden türetilmiştir. Böylesine ince bir dilsel gözlem ve düşünceli sonuçtan sonra F.I.'nin harika şiirleri hemen hatırlanıyor. Tyutcheva: “Mayıs başındaki gök gürültülü fırtınaları seviyorum...” Tabii ki, fırtınalar yılın herhangi bir zamanında olur, kışın bile, ancak ilkbaharda, doğanın çiçek açtığı zaman, fırtına özellikle güzeldir; şarkıcı fark etti.

Güzel, görkemli ve aynı zamanda nedir tehlikeli olay doğaya fırtına mı denir? Bilim adamları ve basit insanlar uzun zamandır bunu düşünüyorum. Fırtınanın özünün nedenlerini anlamayan eski çağdaki insanlar, bu doğal fenomenin kutsal dehşetini sürekli yaşadılar. Ve dehşete düşecek bir şey vardı: Şiddetli fırtınaların sonuçları genellikle evlerin ve ek binaların yıkılması, yangınlar ve insanların ve evcil hayvanların ölümüydü.

Bilim adamları yıldırımın varlığını ancak 18. yüzyılda tespit edebildiler. kıvılcım deşarjı atmosferik elektrik. Birçok bilim adamı, M.V. dahil olmak üzere atmosferik elektriği inceledi. Atmosferdeki dikey akımlar ve bulutlardaki elektrik yüklerinin görünümü hakkında doğru tahminde bulunan Lomonosov. 1752-1753'te yapılan deneylere dayanarak M.V. Lomonosov ve Amerikalı araştırmacı ve devlet adamı Benjamin Franklin (1706-1790) aynı anda ve bağımsız olarak, fırtınalı yıldırımın devasa bir elektrik kıvılcımı olduğunu kanıtladı; bu, boyutu ve buna bağlı olarak enerjisi dışında, bir laboratuvar elektrikli makinesinin topları arasında atlayan bir kıvılcımdan farklı değildir.

Lomonosov, ucu yüksek bir direk üzerinde yerden yukarı kaldırılan bir tel aracılığıyla atmosferik elektrikle yüklenen bir kapasitör olan bir "gök gürültüsü makinesi" inşa etti. Kapasitör Lomonosov'un ofisindeydi. Fırtına sırasında, kondansatöre el yaklaştığında kıvılcım çıkarmak mümkündü. 1753'teki bu tür deneyler sırasında, Lomonosov'un gözleri önünde, onunla çalışan Alman arkadaşı öldü. bilim adamı Georg Zengin adam.

Hayırsız tehlikeli deneyim Franklin de aynı sıralarda Amerika'daydı. Fırtına sırasında onu bir iple fırlattı kağıt uçurtma bir demir uçla donatılmıştı. İpin alt ucuna metal bir nesne (bir kapı anahtarı) bağlandı. Tel ıslanıp iletkene dönüştüğünde elektrik akımı Franklin anahtarı çıkarmayı başardı elektrik kıvılcımları ve bir elektrikli makineyle daha ileri deneyler için Leyden kavanozlarını şarj edin. Franklin'in büyük bir risk aldığı açık, çünkü... Yılanlara yıldırım çarpabilir ve ardından elektrik akımı ortaya çıkabilir. büyük boy deneycinin vücudundan yere geçecekti.

Lomonosov ve Franklin tarafından yapılan deneyler, fırtına bulutlarının yüksek oranda elektrik yüklü olduğunu gösterdi.

Daha sonra farklı parçaların olduğu anlaşıldı. fırtına bulutu farklı işaretlerde yükler taşırlar. Çoğu zaman, bulutun alt kısmı (yere bakan) negatif yüklüdür ve üst kısmı pozitif yüklüdür. Dünyanın bir bütün olarak negatif bir yüke sahip olduğunu hatırlayın. İki bulut zıt yüklü kısımlarla birbirine yaklaşırsa aralarında şimşek çakar. Ancak yıldırım deşarjı başka bir şekilde de gerçekleşebilir. Dünyanın üzerinden geçen bir fırtına bulutu, yüzeyinde büyük endüktif yükler oluşturur. Bulut ve dünyanın yüzeyi, büyük bir kapasitörün iki plakası gibi görünüyor. Bulut ile yer arasındaki potansiyel farkı büyük değerler yüz milyonlarca volta ulaşır ve havada güçlü bir elektrik alanı oluşur. Bu alanın gücü ulaşırsa belirli sınır sonra bir arıza meydana gelir, yani. yıldırım yere çarpıyor. HAKKINDA Olası sonuçlarİnsanlara ve çevredeki nesnelere böyle bir şok verildiğinden daha önce bahsetmiştik.

Çok sayıda ve uzun vadeli çalışma, yıldırımdaki kıvılcım deşarjının aşağıdaki ortalama parametrelere sahip olduğunu göstermektedir:

Bulut ile yer arasındaki voltaj 100.000.000 (yüz milyon) volttur;
Yıldırımdaki mevcut kuvvet 100.000 (yüzbin) amperdir;
Elektrik deşarjının süresi saniyenin 10-6'sıdır (milyonda biri);
Işık kanalının çapı 10-20 cm'dir.

Yıldırımdan sonra meydana gelen gök gürültüsü, yıldırım kanalının içindeki ve çevresindeki havanın çok ısınması ve hızla genleşmesi nedeniyle oluşur. ses dalgaları. Bu dalgalar bulutlardan veya yer yüzeyindeki nesnelerden yansıdığında kulaklarımızın gök gürültüsü gibi algıladığı bir yankı ortaya çıkar. Bu çanların ezici uğultusu dolaylı olarak anlamların ne kadar canavarca olduğunu gösteriyor elektriksel büyüklükler bu da yıldırımı doğurdu.

Dünyanın elektrik alanı.

Araştırmacılar, dünya atmosferinin farklı rakımlarda bulunan farklı noktaları arasında potansiyel bir fark olduğunu bulmuşlardır; yakın yeryüzü bir elektrik alanı vardır. Yüksekliğe bağlı potansiyel değişimin büyüklüğü farklıdır. farklı zaman yıl ve farklı alanlar için olup, dünya yüzeyine yakın yerlerde metre başına ortalama 130 volt değere sahiptir. Başka bir deyişle Dünya yakınındaki alan kuvveti 1,3 V/cm'dir. Bu alan Dünya'nın üzerine çıktıkça hızla zayıflar ve 1 km yükseklikte yoğunluğu yalnızca 0,4 V/cm'dir ve 10 km yükseklikte ihmal edilebilecek kadar zayıflar. Bu değişikliğin işareti Dünya'nın negatif yüküne karşılık gelir. Dolayısıyla sürekli olarak oldukça ciddi yoğunlukta bir elektrik alanında yaşıyor ve çalışıyoruz.

Dünya yakınındaki alanın gücü yaklaşık 130 V/m olduğundan, her birimizin baş ve ayaklarının bulunduğu noktalar arasında 200 voltun üzerinde bir voltaj olması gerekir. 100-120 volt voltajı olan bir ağa bağlı bir iletkene dokunmak sadece acı verici değil aynı zamanda ölümcül olabilirken neden bu alanı hissetmiyoruz? Gerçek şu ki, insan vücudu bir iletkendir ve bu nedenle yükler dengede olduğunda alandaki yüzeyinin olması gerektiği ortaya çıktı. eş potansiyel yüzey, yani öyle ki herhangi bir nokta çifti için potansiyel fark sıfırdır. Bu nedenle vücut yüzeyindeki (baş ve bacaklar) bireysel noktalar arasında potansiyel bir fark olamaz. Toprak genellikle bir iletkendir, dolayısıyla Dünya'nın yüzeyi de eş potansiyel bir yüzeydir.

Dünyanın elektrik alanıyla ilgili deneysel çalışmalar ve buna karşılık gelen hesaplamalar, Dünya'nın bir bütün olarak negatif yüke sahip olduğunu göstermektedir. ortalama değer bunun yarım milyon coulomb (yaklaşık 4,5x10 5) olduğu tahmin ediliyor. Bu yük, Dünya atmosferindeki ve onun dışındaki (küresel uzayda) hala tam olarak anlaşılamayan bir dizi süreç nedeniyle yaklaşık olarak değişmeden korunur.

İlgililer nerede pozitif yükler? Bu yükler sözde iyonosferde bulunur, yani. Dünya'nın birkaç on kilometre yukarısında bulunan iyonize (pozitif yüklü) moleküllerden oluşan bir katmanda. Atmosferin bu katmanının hacimsel pozitif yükü, Dünya'nın negatif yükünü telafi eder. Dünyanın elektrik alanının çizgileri bu katmandan Dünya yüzeyine (pozitif yükten negatif yüke) gider.

Gökkuşağı.

Genellikle yağmurdan sonra gökyüzünde bir gökkuşağı belirir, bu renkli su ve ışık kemeri. Gökkuşakları çok eski zamanlardan beri araştırmacıların ve efsane yaratıcıların zihinlerini heyecanlandırmıştır. Örneğin Aristoteles gökkuşağının bir yansıma olduğunu düşünüyordu. Güneş ışığı bulutlar. Elbette bu, gerçek olgunun çok fazla basitleştirilmesidir. İle modern fikirler Beyaz ışık, farklı radyasyonların kendi dalga boylarına sahip bir karışımıdır. Havada asılı kalmak bir damla su, Ray Beyaz ışık prizmada olduğu gibi kırılır. Bir damlanın iç duvarına çarptığında yansır ve tek renkli ışınım halinde parçalanır. farklı açılar karşı duvara doğru ilerliyoruz. Bu radyasyonlar serbest bırakıldığında kendi dalga boylarına karşılık gelen bir renge sahiptir. Gökkuşağının çok renkli bir paletini oluştururlar. Hassas aletler kullanan araştırmacılar, kırmızı ışının yansıma açısının 137°58', mor ışının yansıma açısının ise 139°43' olduğunu belirledi. Kırılgan, her zaman tekrarlanan katı bir renk dizisi bu şekilde ortaya çıkar: gökkuşağının iç kenarı boyunca - menekşe, yavaş yavaş maviye, yeşile, sarıya, turuncuya ve dış kenar boyunca - kırmızıya dönüşür.

Aynı şekilde, belirli bir dalga boyundaki ışınlar hava moleküllerinin oluşturduğu parçacıklarla çarpıştığında, uzak tepeler üzerinde veya deniz ufku üzerinde mavi bir hale oluşur. Eğer ışık damlalardan ve parçacıklardan yansımasaydı, gökyüzü bize astronotların Dünya atmosferi dışında gözlemlediği gezegenler arası alan kadar siyah görünürdü.

Bilimsel açıklama gökkuşağı, 1635 yılında Rene Descartes tarafından web sitemizde sunulan “Gökkuşağı Üzerine” bölümünde “Meteorlar” adlı eserinde geri verilmiştir.

Işık dalgaları- Bunlar elektromanyetik titreşimlerdir. Göz tarafından algılanıp beyin tarafından işlenerek algıladığımız dünyanın üç boyutlu, renkli bir resmini oluştururlar. Rainbow sıralı bir dizidir elektromanyetik titreşimler kırmızı için 8x10 -5 cm'den mor için 4x10 -5 cm'ye kadar dalga boylarına sahiptir. Diğer renklerin dalga boyları bu değerler arasındadır. İnsan gözü, ışık dalgalarının uzunluğundaki tamamen önemsiz bir farka karşılık gelen renk farklılıklarını, hatta renk tonlarını bile tespit edebilen inanılmaz derecede karmaşık bir fiziksel cihazdır: yaklaşık 10 -6 (yaklaşık bir milyonda bir!) santimetre. Genel olarak doğada hiçbir renk yoktur, yalnızca farklı uzunluklarda dalgalar vardır. Gördüğümüz renkler, gözle ölçülen ve beyin tarafından yorumlanan bir ışık dalgasının enerjisidir. Renklerin muhteşem oyunu gözümüz tarafından yalnızca ışık titreşimlerinin dar bir frekans bandında fark edilir. Neye benzeyebilir? Dünya Eğer insan gözü bunları dönüştürmek için daha geniş bir frekans aralığına erişebilseydi renk uyumu? Böyle bir durumu hayal edemiyoruz.

Ve şimdi biyosferin işleyişiyle ilgili diğer doğal olaylar hakkında birkaç söz. Yağış konusuna devam edersek kar yağışı ve doludan da bahsetmek gerekiyor. Fiziksel olarak bu yağış türlerinin her ikisi de aynıdır çünkü dönüşmüş aynı suyun bulutlarından düşüşünü temsil eder Düşük sıcaklık diğerine hava toplama durumu. Sıcaklık yaklaşık 0 o -1 o Celsius'a yükseldiğinde kar ve dolu yeniden suya dönüşür, yani. sıvı faza geçer.

Çiftçiler için kışın başlangıcındaki yoğun kar yağışı, gelecekteki iyi bir hasadın işaretidir: Sonuçta, kışlık mahsul tohumları artık dona karşı iyi bir şekilde korunmaktadır. "Kar derin ve ekmek güzel" - çok eski zamanlardan beri Rus köylerinde böyle söylenirdi. Ve karla kaplı ağaçlar büyüleyici bir manzaraya benziyor kış Masalı. Çocuklar kör olma fırsatına sahip olduklarında ne kadar mutlu oluyorlar kar kadın veya karda oynayın!

Ancak sevindiren tek şey kar yağışı değildir. Çok bolsa, uzun ömürlüyse ve kar fırtınası yapıyorsa bunun ne faydası var? Yollarda metrelerce kar birikmesi ve kaymalar, zemin ve zemin çalışmalarında aksamalar Hava Taşımacılığı, kopan elektrik telleri, dağlarda kar çığları, çoğu zaman kar kütlesindeki insanların yakalanmasına ve bazen de ölmesine neden oluyor. Yabani hayvanların ve kuşların yiyecek bulmaları zorlaşıyor. Tüm bunları neredeyse her yıl dünyanın çok çeşitli bölgelerinde gözlemliyor ve yaşıyoruz.

Büyük dolu, özellikle ilkbaharda yağarsa, bahçe ve tarlalardaki hasada büyük zarar verebilir, hatta altında duran binalara, arabalara bile zarar verebilir. açık hava vesaire.

Dünyanın elektrik alanı, Bir gezegen olarak Dünya'nın gözlemlenen doğal elektrik alanı sağlam vücut Dünya'da, denizlerde, atmosferde ve manyetosferde. E. madde 3. karmaşık bir jeofizik olay kompleksinden kaynaklanmaktadır. Alan potansiyelinin dağılımı, Dünya'nın yapısı, atmosferin alt katmanlarında, iyonosferde, manyetosferde, ayrıca yakın gezegenler arası uzayda ve Güneş'te meydana gelen süreçler hakkında belirli bilgiler taşır.

Elektron yoğunluğunu ölçme yöntemi 3. alanın gözlendiği ortama göre belirlenir. En evrensel yöntem- uzayda aralıklı olarak yerleştirilmiş elektrotlar kullanılarak potansiyel farkın belirlenmesi. Bu yöntem toprak akımlarını kaydederken kullanılır (bkz. Tellürik akımlar ), ile ölçüldüğünde uçak atmosferin elektrik alanı ve uzay aracı- manyetosfer ve uzay(bu durumda elektrotlar arasındaki mesafe aşılmalıdır. Debye tarama yarıçapı V uzay plazması, yani yüzlerce metre olsun).

Dünya atmosferinde bir elektrik alanının varlığı, esas olarak hava iyonizasyon süreçleri ve iyonizasyon sırasında ortaya çıkan pozitif ve negatif elektrik yüklerinin mekansal ayrımı ile ilişkilidir. Etki altında hava iyonlaşması meydana gelir kozmik ışınlar morötesi radyasyon Güneş; radyasyon Radyoaktif maddeler, Dünya yüzeyinde ve havada mevcuttur; atmosferdeki elektriksel deşarjlar vb. Birçok atmosferik süreç: konveksiyon, bulut oluşumu, yağış ve diğerleri - farklı yüklerin kısmi ayrılmasına ve atmosferik elektrik alanlarının ortaya çıkmasına neden olur (bkz. Atmosfer elektriği ). Atmosfere göre Dünya'nın yüzeyi negatif yüklüdür.

Atmosferdeki elektrik alanının varlığı akımların ortaya çıkmasına neden olur. elektriksel “kapasitör” atmosferinin - Dünya'nın boşaltılması. Yağış, Dünya yüzeyi ile atmosfer arasındaki yük alışverişinde önemli bir rol oynar. Ortalama olarak yağış, negatif yüklerden 1,1-1,4 kat daha fazla pozitif yük getirir. Yüklerin atmosferden sızması, yıldırımla ilişkili akımlar ve yüklerin sivri nesnelerden (noktalardan) akışı nedeniyle de yenilenir. 1 alanla dünya yüzeyine getirilen elektrik yüklerinin dengesi kilometre Yılda 2, aşağıdaki verilerle karakterize edilebilir:

İletim akımı + 60 k/(km 2 yıl)

Yağış akıntıları + 20 "

Yıldırım deşarjları – 20 »

İpuçlarından gelen akımlar - 100 "

__________________________

Toplam – 40 k/(km 2 yıl)

Dünya yüzeyinin önemli bir bölümünde - okyanusların üstünde - uçlardan gelen akıntılar hariç tutulacak ve pozitif bir denge oluşacaktır. Dünya yüzeyinde statik bir negatif yükün varlığı (yaklaşık 5,7 × 10 5 İle) bu akımların ortalama olarak dengeli olduğunu gösterir.

İyonosferdeki elektrik alanları her ikisinde de meydana gelen süreçlerden kaynaklanır. üst katmanlar atmosferde ve manyetosferde. Gelgit hareketleri hava kütlesi, rüzgarlar, türbülans - bunların hepsi hidromanyetik dinamo etkisi nedeniyle iyonosferde bir elektrik alanı oluşumu kaynağıdır (bkz. Karasal manyetizma ) Bir örnek, Dünya yüzeyindeki manyetik alanda günlük değişikliklere neden olan güneş-günlük elektrik akımı sistemidir. İyonosferdeki elektrik alan kuvvetinin büyüklüğü, gözlem noktasının konumuna, günün saatine, Genel durum Manyetosfer ve iyonosfer, güneş aktivitesinden kaynaklanır. Birkaç birimden onlarcasına kadar değişir mv/M, ve yüksek enlemdeki iyonosferde yüz veya daha fazlasına ulaşır mv/m. Bu durumda akım yüzbinlerce ampere ulaşır. yüzünden yüksek elektrik iletkenliği Dünyanın manyetik alan çizgileri boyunca iyonosfer ve manyetosfer plazmaları, iyonosferin elektrik alanı manyetosfere, manyetosferik alanlar ise iyonosfere aktarılır.

Manyetosferdeki elektrik alanının doğrudan kaynaklarından biri güneşli rüzgar. Güneş rüzgarı manyetosferin etrafında aktığında bir emk ortaya çıkar e= v´ B^ , nerede B ^ - manyetosferin yüzeyindeki manyetik alanın normal bileşeni, v- ortalama sürat parçacıklar Güneş rüzgarı.

Bu emk, manyetosferin kuyruğu boyunca akan ters akımlar tarafından kapatılan elektrik akımlarına neden olur (bkz. Toprak ). İkincisi, manyeto kuyruğunun sabah tarafındaki pozitif uzay yükleri ve akşam tarafındaki negatif uzay yükleri tarafından üretilir. Manyetokuyruk boyunca elektrik alan kuvveti 1'e ulaşır mv/M. Potansiyel fark kutup başlığı 20-100 metrekare

Manyetosferde emk'nin uyarılması için başka bir mekanizma, manyetosferin kuyruk kısmındaki zıt yönlü manyetik alan çizgilerinin çökmesi ile ilişkilidir; bu durumda açığa çıkan enerji manyetosferik plazmanın Dünya'ya doğru hızlı bir hareketine neden olur. Bu durumda, elektronlar Dünya'nın etrafında sabah tarafına doğru, protonlar ise akşam tarafına doğru sürüklenir. Eşdeğer uzay yüklerinin merkezleri arasındaki potansiyel fark onlarca kilovolta ulaşır. Bu alan kuyruk manyetosferinin alanına ters yöndedir.

Manyetosferik varlığı halka akımı dünyanın çevresinde. Dönemler boyunca manyetik fırtınalar Ve kutup ışıkları Manyetosfer ve iyonosferdeki elektrik alanları ve akımlar önemli değişiklikler yaşar.

Manyetosferde üretilen manyetohidrodinamik dalgalar, doğal dalga kılavuzu kanalları boyunca yayılır. Güç hatları Dünyanın manyetik alanı. İyonosfere girerken, kısmen Dünya yüzeyine ulaşan ve kısmen iyonosferik dalga kılavuzunda yayılan ve zayıflayan elektromanyetik dalgalara dönüştürülürler. Dünya yüzeyinde bu dalgalar, salınım frekansına veya manyetik titreşimlere bağlı olarak kaydedilir (10 -). 2 -10 Hz.) veya çok düşük frekanslı dalgalar(10 2 -10 4 frekanslı salınımlar Hz.).

Kaynakları iyonosfer ve manyetosferde lokalize olan Dünya'nın alternatif manyetik alanı, yer kabuğunda bir elektrik alanına neden olur. Korteksin yüzeye yakın katmanındaki elektrik alan kuvveti, konuma ve duruma bağlı olarak dalgalanır. elektrik direnci Birkaç birimden birkaç yüze kadar değişen kayalar mv/km, ve manyetik fırtınalar sırasında birimlere ve hatta onlarcaya kadar yoğunlaşır V/km. Dünyanın birbirine bağlı alternatif manyetik ve elektrik alanları, keşif jeofiziğinde elektromanyetik sondajın yanı sıra Dünya'nın derin sondajı için de kullanılır.

İktisat bilimine belli bir katkı. Z. katkıda bulunuyor temas farkı Farklı elektriksel iletkenliğe sahip kayalar arasındaki potansiyeller (termoelektrik, elektrokimyasal, piezoelektrik etkiler). Özel rol Bu durumda volkanik ve sismik süreçler rol oynayabilir.

Denizlerdeki elektrik alanları Dünyanın alternatif manyetik alanı tarafından indüklenir ve aynı zamanda iletken bir hattın hareket etmesiyle de ortaya çıkar. deniz suyu (deniz dalgaları ve akımlar) manyetik bir alanda. Denizlerdeki elektrik akımlarının yoğunluğu 10-6'ya ulaşıyor araba 2 . Bu akımlar şu şekilde kullanılabilir: doğal kaynaklar rafta ve denizde manyetik değişim sondajı için alternatif manyetik alan.

Gezegenlerarası uzayda elektrik alanının kaynağı olarak Dünya'nın elektrik yükü sorunu tam olarak çözülmedi. Bir gezegen olarak Dünya'nın elektriksel olarak nötr olduğuna inanılmaktadır. Ancak bu hipotezin kendi deneysel doğrulama. İlk ölçümler, Dünya'ya yakın gezegenler arası uzaydaki elektrik alan kuvvetinin onda bir ila birkaç on arasında değiştiğini gösterdi. mv/M.

Aydınlatılmış.: Tikhonov A. N. Derin katmanların elektriksel özelliklerinin belirlenmesi üzerine yerkabuğu, "Doktor. SSCB Bilimler Akademisi", 1950, cilt 73, sayı 2; Tverskoy P.N., Meteoroloji Kursu, Leningrad, 1962; Akasofu S.I., Chapman S., Solar-Terrestrial Physics, çev. İngilizceden, bölüm 2, M., 1975.

Yu.P. Sizov.

Dünya gezegeni adı verilen gök cismi, Dünya'nın doğal elektrik alanını oluşturan bir elektrik yüküne sahiptir. Bir elektrik alanının özelliklerinden biri potansiyeldir ve Dünya'nın elektrik alanı da potansiyel ile karakterize edilir. Ayrıca doğal elektrik alanına ek olarak Dünya gezegeninin doğal bir doğru elektrik akımının da (DC) bulunduğunu söyleyebiliriz. Dünyanın potansiyel gradyanı yüzeyinden iyonosfere kadar dağılır. Statik elektrik için iyi havalarda, atmosferik elektrik alanı Dünya yüzeyinin yakınında metre başına yaklaşık 150 volttur (V/m), ancak bu değer yüksekliğin 1 V/m veya altına (30 km yükseklikte) artmasıyla birlikte üstel olarak düşer. Eğimdeki azalmanın nedeni, diğer şeylerin yanı sıra, atmosferik iletkenliğin artmasıdır.

Mükemmel bir dielektrik olan iyi bir yalıtkandan yapılmış giysiler giyiyorsanız, örneğin naylondan yapılmış giysiler giyiyorsanız ve yalnızca kauçuk ayakkabılar kullanıyorsanız ve giysilerin yüzeyinde herhangi bir metal nesne bulunmuyorsa, o zaman potansiyel fark ölçülebilir. dünyanın yüzeyi ile başın tepesi arasındadır. Her metre 150 Volt olduğundan, 170 cm yükseklikte, başın üst kısmında yüzeye göre 1,7 x 150 = 255 Volt potansiyel fark olacaktır. Kafanıza metal bir tava koyarsanız toplar yüzey yükü. Bu yük toplanmasının nedeni naylon giysilerin iyi bir yalıtkan olması ve ayakkabıların ise kauçuk olmasıdır. Topraklama, yani dünya yüzeyiyle iletken temas yoktur. Üzerinizde elektrik yükü biriktirmemek için “kendinizi topraklamanız” gerekir. Aynı şekilde nesneler, eşyalar, binalar ve yapılar, özellikle de yüksek katlı olanlar, atmosferik elektriği biriktirme özelliğine sahiptir. Bu, istenmeyen sonuçlara yol açabilir, çünkü biriken herhangi bir yük, gazlarda elektrik akımına ve kıvılcım bozulmasına neden olabilir. Bu tür elektrostatik boşalmalar elektronik aksamlara zarar verebilir ve özellikle yanıcı malzemelerde yangınlara neden olabilir.

Atmosferdeki elektrik yüklerini biriktirmemek için üst noktayı alt noktaya (toprağa) bağlamak yeterlidir. elektrik iletkeni ve alan büyükse topraklama kafes, devre şeklinde yapılır ama aslında "Faraday kafesi" denilen şeyi kullanırlar.

Atmosfer elektriğinin özellikleri

Dünya negatif yüklüdür ve 500.000 Coulomb (C) elektrik yüküne eşit bir yüke sahiptir. Pozitif yüklü iyonosfer ile Dünya yüzeyi arasındaki voltajı dikkate alırsak, potansiyel fark 300.000 Volt (300 kV) arasında değişir. Ayrıca birde şu var DC elektrik, yaklaşık 1350 Amper (A) ve Dünya atmosferinin direnci yaklaşık 220 Ohm'dur. Bu, güneş enerjisi faaliyetleriyle yeniden üretilen yaklaşık 400 megavatlık (MW) bir güç çıkışı sağlar. Bu güç, Dünya'nın iyonosferini ve alt katmanlarını etkileyerek fırtınalara neden olur. Elektrik enerjisi depolanan ve stoklanan Dünya atmosferi yaklaşık 150 gigajoule'dür (GJ).

Dünya-İyonosfer sistemi 1,8 Farad kapasiteli dev bir kapasitör gibi görev yapıyor. Dünya yüzey alanının muazzam boyutu göz önüne alındığında, 1 başına metrekare yüzeyin yalnızca 1 nC elektrik yükü vardır.

Dünyanın elektrosferi deniz seviyesinden yaklaşık 60 km yüksekliğe kadar uzanır. Serbest iyonların çok olduğu ve kürenin bu kısmına iyonosfer adı verilen üst katmanlarda iletkenlik maksimumdur. özgür medya suçlamalar. İyonosferdeki potansiyelin eşit olduğu söylenebilir, çünkü bu küre esasen bir elektrik akımı iletkeni olarak kabul edilir; gazlarda akımlar ve içinde bir transfer akımı vardır. Serbest iyonların kaynağı Güneş'in radyoaktivitesidir. Güneş'ten ve uzaydan gelen yüklü parçacıkların akışı, elektronları gaz moleküllerinden "çarparak" iyonlaşmaya yol açar. Deniz yüzeyinden ne kadar yüksekteyseniz atmosferin iletkenliği o kadar düşük olur. Deniz yüzeyinde havanın elektriksel iletkenliği yaklaşık 10 -14 Siemens/m (S/m) civarındadır, ancak rakım arttıkça hızla artar ve 35 km yükseklikte zaten 10 -11 S/m'dir. Bu yükseklikte hava yoğunluğu deniz yüzeyindeki yoğunluğun yalnızca %1'idir. Dahası, rakım arttıkça iletkenlik düzensiz bir şekilde değişir çünkü Dünyanın manyetik alanı ve Güneş'in etkisinden kaynaklanan foton akıları. Bu, deniz seviyesinden 35 km'nin üzerinde elektrosferin iletkenliğinin tekdüze olmadığı ve günün saatine (foton akışı) ve coğrafi konuma (Dünyanın manyetik alanı) bağlı olduğu anlamına gelir.

Bunun gerçekleşmesi için elektrik arızası Kuru havada, deniz yüzeyi seviyesinde bulunan iki düz paralel elektrot (araları 1 metre olan) arasında 3000 kV/m'lik bir alan kuvveti gereklidir. Bu elektrotlar deniz seviyesinden 10 km yüksekliğe kaldırılırsa bu voltajın yalnızca %3'ü gerekli olacaktır, yani 90 kV/m yeterlidir. Elektrotlar, aralarındaki mesafe 1 mm olacak şekilde bir araya getirilirse, 1000 kat daha az, yani 3 kV (deniz seviyesi) ve 9 V (10 km yükseklikte) bir arıza voltajı gerekli olacaktır.

Dünyanın yüzeyindeki (deniz seviyesi) elektrik alan kuvvetinin doğal değeri yaklaşık 150 V/m'dir; daha az değer 1 mm'lik bir boşlukta bile elektrotlar arasında kırılma için gereklidir (3 kV/m gereklidir).

Dünyanın elektrik alanı potansiyeli nereden geliyor?

Yukarıda bahsedildiği gibi Dünya, bir plakası Dünya'nın yüzeyi, süper kapasitörün diğer plakası ise iyonosfer bölgesi olan bir kapasitördür. Dünyanın yüzeyinde yük negatif, iyonosferin arkasında ise pozitiftir. Tıpkı Dünya'nın yüzeyi gibi iyonosfer de bir iletkendir ve aralarındaki atmosfer tabakası homojen olmayan bir gaz dielektriktir. İyonosferin pozitif yükü aşağıdakilerden dolayı oluşur: kozmik radyasyon, fakat Dünya yüzeyini negatif yük ile yükleyen şey nedir?

Netlik sağlamak için, geleneksel bir elektrik kapasitörün nasıl şarj edildiğini hatırlamak gerekir. İçerisinde yer almaktadır elektrik devresi mevcut kaynağa kadar şarj olur ve maksimum değer plakalar üzerindeki stres. Dünya gibi bir kapasitör için de benzer bir şey olur. Aynı şekilde belli bir kaynağın açılması, akımın akması ve plakalarda zıt yükler oluşması gerekir. Genellikle fırtınaların eşlik ettiği şimşekleri düşünün. Bu yıldırımlar Dünya'yı şarj eden elektrik devresinin ta kendisidir.

Dünya yüzeyini negatif yükle yükleyen kaynak, Dünya yüzeyine çarpan yıldırımdır. Şimşek yaklaşık 1800 Amperlik bir akıma sahiptir ve günlük fırtına ve şimşek sayısı 300'den fazladır. Fırtına bulutunun polaritesi vardır. Üst kısmı yaklaşık 6-7 km yükseklikte ve yaklaşık -20°C hava sıcaklığında pozitif yüklüdür ve alt kısmı ise 3-4 km yükseklikte 0° ila -10°C hava sıcaklığında pozitif yüklüdür. negatif yüklüdür. Fırtına bulutunun dibindeki yük, Dünya'nın yüzeyi ile 20-100 milyon voltluk potansiyel bir fark yaratmaya yeterlidir. Yıldırımın yükü genellikle 20-30 Coulomb (C) elektrik civarındadır. Yıldırım, bulutlar arasında ve bulutlar ile Dünya yüzeyi arasında meydana gelen deşarjlarda düşer. Her yeniden şarj yaklaşık 5 saniye gerektirir, bu nedenle yıldırım deşarjları bu sırayla meydana gelebilir, ancak bu, bir deşarjın mutlaka 5 saniye sonra meydana geleceği anlamına gelmez.

Yıldırım

Yıldırım şeklindeki atmosferik boşalma oldukça karmaşık yapı. Her durumda, bu, gazların parçalanması için gerekli koşullar sağlandığında, yani hava moleküllerinin iyonlaşmasıyla ortaya çıkan, gazlardaki elektrik akımı olgusudur. En merak edilen şey, Dünya atmosferinin, Dünya yüzeyini olumsuz yönde yükleyen sürekli bir dinamo gibi davranmasıdır. Her yıldırım deşarjı, Dünya yüzeyinin negatif yüklerden yoksun olması koşuluyla çarpar ve bu da deşarj için gerekli potansiyel farkını sağlar (gaz iyonizasyonu).

Yıldırım yere düştüğü anda negatif yük yüzeye akar, ancak bundan sonra fırtına bulutunun alt kısmı boşalır ve potansiyeli değişerek pozitif hale gelir. Daha sonra ters bir akım meydana gelir ve Dünya yüzeyine ulaşan aşırı yük yukarı doğru hareket ederek şarj olur. fırtına bulutu Tekrar. Bundan sonra işlem tekrarlanabilir ancak daha küçük değerler elektrik voltajı ve güncel. Bu, gazların iyonlaşması için koşullar, gerekli potansiyel fark ve aşırı negatif elektrik yükü olduğu sürece gerçekleşir.

Özetlemek gerekirse, yıldırımın kademeli olarak düştüğünü, böylece gazlarda akımın dönüşümlü olarak aktığı bir elektrik devresi oluşturduğunu söyleyebiliriz. Her yıldırım şarjı yaklaşık 5 saniye sürer ve yalnızca gerekli koşullar(arıza voltajı ve gaz iyonizasyonu). Yıldırımın başlangıcı ile bitişi arasındaki voltaj 100 milyon volt civarında olabilir ve ortalama akım değeri 1800 Amper civarındadır. Tepe akımı 10.000 Amperin üzerine çıkar ve aktarılan yük 20-30 Coulomb elektriğe eşittir.

Dünya gezegeni adı verilen gök cismi, Dünya'nın doğal elektrik alanını oluşturan bir elektrik yüküne sahiptir. Bir elektrik alanının özelliklerinden biri potansiyeldir ve Dünya'nın elektrik alanı da potansiyel ile karakterize edilir. Ayrıca doğal elektrik alanına ek olarak Dünya gezegeninin doğal bir doğru elektrik akımının da (DC) bulunduğunu söyleyebiliriz. Dünyanın potansiyel gradyanı yüzeyinden iyonosfere kadar dağılır. Statik elektrik için iyi havalarda, atmosferik elektrik alanı Dünya yüzeyinin yakınında metre başına yaklaşık 150 volttur (V/m), ancak bu değer yüksekliğin 1 V/m veya altına (30 km yükseklikte) artmasıyla birlikte üstel olarak düşer. Eğimdeki azalmanın nedeni, diğer şeylerin yanı sıra, atmosferik iletkenliğin artmasıdır.

Mükemmel bir dielektrik olan iyi bir yalıtkandan yapılmış giysiler giyiyorsanız, örneğin naylondan yapılmış giysiler giyiyorsanız ve yalnızca kauçuk ayakkabılar kullanıyorsanız ve giysilerin yüzeyinde herhangi bir metal nesne bulunmuyorsa, o zaman potansiyel fark ölçülebilir. dünyanın yüzeyi ile başın tepesi arasındadır. Her metre 150 Volt olduğundan, 170 cm yükseklikte, başın üst kısmında yüzeye göre 1,7 x 150 = 255 Volt potansiyel fark olacaktır. Başınızın üzerine metal bir tava koyarsanız, üzerinde yüzey yükü birikecektir. Bu yük toplanmasının nedeni naylon giysilerin iyi bir yalıtkan olması ve ayakkabıların ise kauçuk olmasıdır. Topraklama, yani dünya yüzeyiyle iletken temas yoktur. Üzerinizde elektrik yükü biriktirmemek için “kendinizi topraklamanız” gerekir. Aynı şekilde nesneler, eşyalar, binalar ve yapılar, özellikle de yüksek katlı olanlar, atmosferik elektriği biriktirme özelliğine sahiptir. Bu, istenmeyen sonuçlara yol açabilir, çünkü biriken herhangi bir yük, gazlarda elektrik akımına ve kıvılcım bozulmasına neden olabilir. Bu tür elektrostatik boşalmalar elektronik aksamlara zarar verebilir ve özellikle yanıcı malzemelerde yangınlara neden olabilir.

Atmosferdeki elektrik yüklerini biriktirmemek için üst noktayı alta (toprağa) bir elektrik iletkeni ile bağlamak yeterlidir ve alan büyükse kafes, devre şeklinde topraklama yapılır. ama aslında "Faraday kafesi" denilen şeyi kullanıyorlar.

Atmosfer elektriğinin özellikleri

Dünya negatif yüklüdür ve 500.000 Coulomb (C) elektrik yüküne eşit bir yüke sahiptir. Pozitif yüklü iyonosfer ile Dünya yüzeyi arasındaki voltajı dikkate alırsak, potansiyel fark 300.000 Volt (300 kV) arasında değişir. Ayrıca yaklaşık 1350 Amper (A) değerinde bir doğru elektrik akımı vardır ve Dünya atmosferinin direnci yaklaşık 220 ohm'dur. Bu, güneş enerjisi faaliyetleriyle yeniden üretilen yaklaşık 400 megavatlık (MW) bir güç çıkışı sağlar. Bu güç, Dünya'nın iyonosferini ve alt katmanlarını etkileyerek fırtınalara neden olur. Dünya atmosferinde depolanan ve depolanan elektrik enerjisi yaklaşık 150 gigajoule'dür (GJ).

Dünya-İyonosfer sistemi 1,8 Farad kapasiteli dev bir kapasitör gibi görev yapıyor. Dünya'nın yüzey alanının muazzam büyüklüğü göz önüne alındığında, yüzeyin metrekaresi başına yalnızca 1 nC elektrik yükü vardır.

Dünyanın elektrosferi deniz seviyesinden yaklaşık 60 km yüksekliğe kadar uzanır. Çok sayıda serbest iyonun bulunduğu ve kürenin bu kısmına iyonosfer adı verilen üst katmanlarda, serbest yük taşıyıcıları bulunduğundan iletkenlik maksimumdur. İyonosferdeki potansiyelin eşit olduğu söylenebilir, çünkü bu küre esasen bir elektrik akımı iletkeni olarak kabul edilir; gazlarda akımlar ve içinde bir transfer akımı vardır. Serbest iyonların kaynağı Güneş'in radyoaktivitesidir. Güneş'ten ve uzaydan gelen yüklü parçacıkların akışı, elektronları gaz moleküllerinden "çarparak" iyonlaşmaya yol açar. Deniz yüzeyinden ne kadar yüksekteyseniz atmosferin iletkenliği o kadar düşük olur. Deniz yüzeyinde havanın elektriksel iletkenliği yaklaşık 10 -14 Siemens/m (S/m) civarındadır, ancak rakım arttıkça hızla artar ve 35 km yükseklikte zaten 10 -11 S/m'dir. Bu yükseklikte hava yoğunluğu deniz yüzeyindeki yoğunluğun yalnızca %1'idir. Dahası, rakım arttıkça iletkenlik düzensiz bir şekilde değişir çünkü Dünyanın manyetik alanı ve Güneş'in etkisinden kaynaklanan foton akıları. Bu, deniz seviyesinden 35 km'nin üzerinde elektrosferin iletkenliğinin tekdüze olmadığı ve günün saatine (foton akışı) ve coğrafi konuma (Dünyanın manyetik alanı) bağlı olduğu anlamına gelir.

Deniz yüzeyi seviyesinde bulunan, aralarında 1 metre mesafe bulunan iki düz paralel elektrot arasında kuru havada elektriksel bir arızanın meydana gelebilmesi için 3000 kV/m'lik bir alan kuvveti gerekmektedir. Bu elektrotlar deniz seviyesinden 10 km yüksekliğe kaldırılırsa bu voltajın yalnızca %3'ü gerekli olacaktır, yani 90 kV/m yeterlidir. Elektrotlar, aralarındaki mesafe 1 mm olacak şekilde bir araya getirilirse, 1000 kat daha az, yani 3 kV (deniz seviyesi) ve 9 V (10 km yükseklikte) bir arıza voltajı gerekli olacaktır.

Dünyanın yüzeyindeki (deniz seviyesi) elektrik alan kuvvetinin doğal değeri yaklaşık 150 V/m'dir; bu, 1 mm'lik (3 kV/m) bir boşlukta bile elektrotlar arasındaki bir kırılma için gereken değerlerden çok daha azdır. gerekli).

Dünyanın elektrik alanı potansiyeli nereden geliyor?

Yukarıda bahsedildiği gibi Dünya bir kapasitör olup, bir plakası Dünya'nın yüzeyi, süper kapasitörün diğer plakası ise iyonosfer bölgesidir. Dünyanın yüzeyinde yük negatif, iyonosferin arkasında ise pozitiftir. Tıpkı Dünya'nın yüzeyi gibi iyonosfer de bir iletkendir ve aralarındaki atmosfer tabakası homojen olmayan bir gaz dielektriktir. İyonosferin pozitif yükü kozmik radyasyon nedeniyle oluşur, ancak Dünya yüzeyini negatif yükle yükleyen şey nedir?

Netlik sağlamak için, geleneksel bir elektrik kapasitörün nasıl şarj edildiğini hatırlamak gerekir. Bir akım kaynağına giden elektrik devresine dahil edilir ve plakalar üzerindeki maksimum gerilim değerine kadar şarj edilir. Dünya gibi bir kapasitör için de benzer bir şey olur. Aynı şekilde belli bir kaynağın açılması, akımın akması ve plakalarda zıt yükler oluşması gerekir. Genellikle fırtınaların eşlik ettiği şimşekleri düşünün. Bu yıldırımlar Dünya'yı şarj eden elektrik devresinin ta kendisidir.

Dünya yüzeyini negatif yükle yükleyen kaynak, Dünya yüzeyine çarpan yıldırımdır. Şimşek yaklaşık 1800 Amperlik bir akıma sahiptir ve günlük fırtına ve şimşek sayısı 300'den fazladır. Fırtına bulutunun polaritesi vardır. Üst kısmı yaklaşık 6-7 km yükseklikte ve yaklaşık -20°C hava sıcaklığında pozitif yüklüdür ve alt kısmı ise 3-4 km yükseklikte 0° ila -10°C hava sıcaklığında pozitif yüklüdür. negatif yüklüdür. Fırtına bulutunun dibindeki yük, Dünya'nın yüzeyi ile 20-100 milyon voltluk potansiyel bir fark yaratmaya yeterlidir. Yıldırımın yükü genellikle 20-30 Coulomb (C) elektrik civarındadır. Yıldırım, bulutlar arasında ve bulutlar ile Dünya yüzeyi arasında meydana gelen deşarjlarda düşer. Her yeniden şarj yaklaşık 5 saniye gerektirir, bu nedenle yıldırım deşarjları bu sırayla meydana gelebilir, ancak bu, bir deşarjın mutlaka 5 saniye sonra meydana geleceği anlamına gelmez.

Yıldırım

Yıldırım şeklindeki atmosferik deşarj oldukça karmaşık bir yapıya sahiptir. Her durumda, bu, gazların parçalanması için gerekli koşullar, yani hava moleküllerinin iyonlaşması sağlandığında ortaya çıkan, gazlardaki elektrik akımı olgusudur. En merak edilen şey, Dünya atmosferinin, Dünya yüzeyini olumsuz yönde yükleyen sürekli bir dinamo gibi davranmasıdır. Her yıldırım deşarjı, Dünya yüzeyinin negatif yüklerden yoksun olması koşuluyla çarpar ve bu da deşarj için gerekli potansiyel farkını sağlar (gaz iyonizasyonu).

Yıldırım yere düştüğü anda negatif yük yüzeye akar, ancak bundan sonra fırtına bulutunun alt kısmı boşalır ve potansiyeli değişerek pozitif hale gelir. Daha sonra ters bir akım meydana gelir ve Dünya yüzeyine ulaşan aşırı yük yukarı doğru hareket ederek fırtına bulutunu yeniden yükler. Bundan sonra işlem tekrarlanabilir, ancak daha düşük elektrik voltajı ve akımı değerleri ile. Bu, gazların iyonlaşması için koşullar, gerekli potansiyel fark ve aşırı negatif elektrik yükü olduğu sürece gerçekleşir.

Özetlemek gerekirse, yıldırımın kademeli olarak düştüğünü, böylece gazlarda akımın yön değiştirerek aktığı bir elektrik devresi oluşturduğunu söyleyebiliriz. Her yıldırım şarjı yaklaşık 5 saniye sürer ve yalnızca bunun için gerekli koşullar mevcut olduğunda (arıza gerilimi ve gaz iyonizasyonu) meydana gelir. Yıldırımın başlangıcı ile bitişi arasındaki voltaj 100 milyon volt civarında olabilir ve ortalama akım değeri 1800 Amper civarındadır. Tepe akımı 10.000 Amperin üzerine çıkar ve aktarılan yük 20-30 Coulomb elektriğe eşittir.

Dünyamız ve diğer gezegenler her ikisine de sahiptir manyetik alan ve elektrikli. Yaklaşık 150 yıl önce Dünya'nın bir elektrik alanına sahip olduğu biliniyordu. Elektrik şarjı gezegenler Güneş Sistemi Gezegensel maddenin elektrostatik indüksiyonu ve iyonizasyonunun etkileri nedeniyle Güneş tarafından yaratılmıştır. Manyetik alan nedeniyle oluşur eksenel dönüş yüklü gezegenler. Dünyanın ve gezegenlerin ortalama manyetik alanı ortalamaya bağlıdır yüzey yoğunluğu negatif elektrik yükü, açısal hız gezegenin eksenel dönüşü ve yarıçapı. Bu nedenle, Dünya (ve diğer gezegenler), ışığın bir mercekten geçişine benzetilerek, bir elektrik alanı kaynağı olarak değil, bir elektrik merceği olarak düşünülmelidir.

Bu, Dünya'nın Güneş'e şu şekilde bağlı olduğu anlamına gelir: Elektrik gücü Güneş'in kendisi galaksinin merkezine manyetik bir kuvvetle, galaksinin merkezi ise galaksilerin merkezi yoğunlaşmasına bir elektrik kuvvetiyle bağlıdır.

Elektriksel olarak gezegenimiz yaklaşık 300.000 volta şarj edilmiş küresel bir kapasitör gibidir. İç küre - Dünya'nın yüzeyi - negatif yüklüdür, dış küre- iyonosfer - pozitif. Dünyanın atmosferi bir yalıtkan görevi görür.

Binlerce ampere ulaşan iyonik ve konvektif kapasitör kaçak akımları sürekli olarak atmosferden akar. Ancak buna rağmen kapasitörün plakaları arasındaki potansiyel farkı azalmaz.

Bu, doğada kondansatör plakalarından sızıntı yapan yükleri sürekli olarak yenileyen bir jeneratörün (G) olduğu anlamına gelir. Böyle bir jeneratör, güneş rüzgârının akışında gezegenimizle birlikte dönen Dünya'nın manyetik alanıdır.

Yüklü herhangi bir kapasitörde olduğu gibi, dünyevi bir kapasitörde de bir elektrik alanı vardır. Bu alanın gücü yüksekliğe çok dengesiz bir şekilde dağılmıştır: Dünya yüzeyinde maksimumdur ve yaklaşık 150 V/m'dir. Yükseklikle birlikte üstel yasaya göre yaklaşık olarak azalır ve 10 km yükseklikte Dünya yüzeyindeki değerin yaklaşık %3'ü kadardır.

Böylece elektrik alanının neredeyse tamamı atmosferin alt katmanında, Dünya yüzeyine yakın bir yerde yoğunlaşmıştır. Dünyanın elektrik alan kuvveti vektörü E yönlendirilir Genel dava aşağı. Dünyanın elektrik alanı, herhangi bir elektrik alanı gibi, pozitif yükleri yere doğru ve negatif yükleri bulutlara doğru iten belirli bir F kuvveti ile yükler üzerinde etki eder.

Bütün bunlar şurada görülebilir: doğal olaylar. Kasırgalar, tropik fırtınalar ve birçok kasırga Dünya'yı sürekli kasıp kavuruyor. Örneğin, bir kasırga sırasında havanın yükselmesi, esas olarak kasırganın çevresindeki ve merkezindeki (ısıtma kulesi) hava yoğunluğu farkından kaynaklanmaktadır, ancak sadece bu değil. Coulomb yasasına göre kaldırma kuvvetinin bir kısmı (yaklaşık üçte biri) Dünya'nın elektrik alanı tarafından sağlanır.

Fırtına sırasında okyanus, üzerinde yoğunlaştıkları noktalar ve kaburgalarla dolu devasa bir alandır. negatif masraflar ve Dünya'nın elektrik alanının gücü. Bu koşullar altında buharlaşan su molekülleri, negatif yükleri kolaylıkla yakalar ve yanlarında götürür. Ve Dünya'nın elektrik alanı, Coulomb yasasına tam olarak uygun olarak, bu yükleri yukarı doğru hareket ettirerek havaya kaldırma kuvveti ekler.

Çok küresel elektrik jeneratörü Dünya, gücünün bir kısmını gezegendeki atmosferik girdapları (kasırgalar, fırtınalar, kasırgalar vb.) yoğunlaştırmak için harcıyor. Ayrıca, bu tür güç tüketimi, Dünya'nın elektrik alanının büyüklüğünü hiçbir şekilde etkilemez.

Dünyanın elektrik alanı dalgalanmalara tabidir: Kışın yaza göre daha güçlüdür, GMT saatiyle 19'da günlük maksimuma ulaşır ve ayrıca hava koşullarına da bağlıdır. Ancak bu dalgalanmalar ortalama değerinin %30'unu geçmiyor. Bazı nadir durumlarda, belirli koşullar altında hava koşulları bu alanın gücü birkaç kat artabilir.

Fırtına sırasında elektrik alanı değişir. geniş sınırlar dahilinde ve tersine yön değiştirebilir, ancak bu şu anda gerçekleşir: küçük alan, doğrudan fırtına hücresinin altında ve kısa bir süre için.