Отиди на
Форум "Наука"

Каква е ролята на гръмоотвода?


Recommended Posts

  • Потребител

Може ли някой да ми опише по подробно как така става, че гръмоотвода предпазва от гръмотевици? :hmmm:

Чувал съм, че гръм е трудно да удари гръмоотвод,....но защо? Знам, че потенциала, който се създава при възникването на мълния е от порядъка на няколко милиона волта, а тока който би протекъл през гръмоотвода ще е няколко хиляди ампера. Т.е при един такъв евентуален удар гръмоотвод с дебелина няколко милиметра не само ще се стопи, ами направо ще се изпари (в участъка с най-малко съпротивление). Как тогава до сега не съм чул от никъде за изгорял или стопен гръмоотвод...

Lightning Rod

Lightning

Link to post
Share on other sites
  • Администратор

Здравей!

Не мога да ти кажа точно за гръмопровода, но ще засегна заземяването което е много подобно (даже едно и също).

Заземяването това е проводник или група проводници, които се намират в непосредствен контакт със земята. Те са два вида естествени и изкуствени:

Естествените заземители са:

Намиращи се в земята метални части, като металните тръби, стоманено бетони конструкции на зградите и металната обвивка на кабелите.

Изкуствените заземители се правят от стоманени тръби, винкели, стоманени плочи или ленти. Употребяват се само когато липсват естествени заземители.

Няма как да се разтопи при условие, че метала е голям проводник и той веднага изпраща електричеството в земята и там се разсейва.

Ако искаш повече информация за Заземителите кажи ще ти я предоставя най-подробно.

Link to post
Share on other sites
  • Потребители

Не е доказано, че гръмоотводите премахват или намаляват риска от светкавици. Примерно Емпайър стейт билдинг го удрят по няколко светкавици годишно.

Link to post
Share on other sites
  • Администратор
Не е доказано, че гръмоотводите премахват или намаляват риска от светкавици. Примерно Емпайър стейт билдинг го удрят по няколко светкавици годишно.

Е те не са да предотвратяват от светкавици, а ако случайно удари да няма опасност за живущите или пребиваващите в зградата. Самата ел. енергия отива в земята ;)

Много зависи от светкавицата. Може да одари с 100 kV, а може и с 1mV :head_hurts_kr:

Link to post
Share on other sites
  • Потребител

Здравейте, отново.

Мерси на Bathory, че ми припомни за видовете заземители, но аз се интересувам от самите процеси при възникването на мълния, иначе информация за заземители има достатъчно в интернет, а и аз съм ги изучавал предостатъчно. ;) И не съм съгласен с: "Няма как да се разтопи при условие, че метала е голям проводник и той веднага изпраща електричеството в земята и там се разсейва.". Това дали ще се разтопи или не зависи от големината на тока през него. Приблизително сметнах, че при напрежения от порядъка на: U=10^7V, ток: I=200000A (тези стойности за мълнията са приблизителни и съм ги извадил от интернет), специфично съпротивление на метала: q=90Ωm и дължина на проводника L=1m за да издържи на мълнията ще ни е необходим проводник със сечение S=I.q.L/U=1,8m^2. Е, някой да е виждал гръмоотвод с такова сечение...? :Oo:

А относно това, което написа Spirit - Емпайър стейт билдинг го удрят по няколко светкавици годишно не за друго, ами защото просто е най-високата понастоящем сграда в Ню Йорк и в случая не потенциала играе основна роля, а разстоянието между него и облака... :)

Всъщност,... тази тема доста ме развълнува...., вече втори ден търся информация по въпроса, :book: изчетох страшно много литература на тема физика и по-точно електростатика и ето до какво заключение стигнах: :!!!:

Поради това, че металните остри предмети имат свойството да разреждат потенциала през краищата си, а кръглите - да го натрупват по повърхността си, то за гръмоотвод се използува метален остър прът, който има малко електрическо съпротивление (голяма електропроводимост). По този начин още когато започне процеса на образуване на мълниеносен облак, гръмоотвода намалява потенциалната разлика между себе си и облака, чрез "изсмукване" (отвеждане) на потенциала около себе си в земята. От тук и идва името му - гръмоотвод. Но да не се бъркаме с това, че отвежда мълнията (въпреки, че и това става при определени условия, но не това е основната му цел). Ето и защо може би, когато мълния удари гръмоотвод тока не е толкова голям, че да разтопи гръмоотвода - защото потенциалната разлика (т.е. напрежението) не е вече толкова голяма.

С други думи: ролята на гръмоотвода е не да привлича мълнии, а да разсейва натрупвания електричен заряд около себе си. По този начин намалява потенциалната разлика между него и облака, както и вероятността от попадение на мълния в близост до защитавания обект.

След всичко това как да се съглася с думите на Spirit, че: гръмоотводите не намаляват риска от светкавици (между другото по правилно - мълнии). Виж, за тоталното премахване от риска - съм съгласен. :good:

...ето до това заключение стигам аз. Мислите ли, че то е правилно ...., ако не - моля за по-подробни обяснения и по-точно къде ми куца логиката.

И още нещо (щях да забравя) :doh: - върти ми се следния пример в главата: :lightbulb:

Два пръта с еднаква височина "H" разположени на разстояние помежду им "H" са вертикално забити насред полето. Единия прът е метален, другият - дървен. Точно между тях отгоре се намира мълниеносен облак. Потенциалната разлика между него и земята започва да расте и идва момент в който се достига критичното напрежение за възникване на мълния. Къде ще удари тя?

На базата на по-горните ми разсъждения имам отговор на този въпрос, но ми е по-интересно какво мислите ВИЕ. Сами разбирате, че се съмнявам в отговора си, иначе не бих ви питал. :)

Благодаря предварително на всички, които се осмелят да пишат по темата. :):):)

Link to post
Share on other sites
  • Потребители

Ми логично е да прасне дървения прът.

Спомням си, че учителя ми по физика ни обясняваше, че върха на гръмоотвода йонизира въздуха около него.

Нещо за гръмоотводите на двете стартови площадки на совалките:

The 80-ft.-tall lightning mast extends above the FSS to provide protection from lightning strikes. It is made of fiberglass and is grounded by a cable anchored in the ground l,100 ft. south of the FSS and extends up and over the mast and then back down to a second ground anchor l,100 ft. north of the FSS. The mast functions as an electrical insulator holding the cable away from the FSS and as a mechanical support in rolling contact with the cable. The cable becomes a catenary wire which provides a cone of protection for the pad and vehicle during a lightning storm. The mast support structure is 20 feet tall.

cape_LC39A_gr.jpg

Редактирано от Spirit
Link to post
Share on other sites
  • Глобален Модератор

И аз мисля, че гръмоотвода именно привлича светкавицата, но разпръсва на страни електрическия удар и предотвращава злополуките за намиращите се под него ;) но не съм сигурен на какъв принцип точно действа

Link to post
Share on other sites
  • Администратор

Голяма е вероятноста да удари мълния там където има блуждаещ ток. Или там където протича такъв - стълбове, трафопостове, ОРУ, ЗРУ ... , дори и при релсите е опасно ;)

Link to post
Share on other sites
  • Глобален Модератор

Опасно е само и ако се намираш на равно поле, защото стърчиш над всичко останало, а тази електрическа енергия търси най-прякия път до земята!

Link to post
Share on other sites
  • Администратор

Като ходихме в една открита подстанция имаше едни дълги стърчащи метални пръти, които бяха именно гръмоотвод. До колкото си спомням казаха, че трансформаторите са били удряни от светкавици и заземяването е помогнало да се разсее електричеството в земята.

Разказаха ми една случка:

Един елктротехник в открита разпределителна станция след дъжд по-време на магла излязъл на вън и бил в непосредствена близаст до трансформаторите и проводниците и така от човека след разсеиването на маглата останало само пепел...

Link to post
Share on other sites
  • Потребител

Мерси Spirit за категоричния ти отговор относно примерчето ми с двата пръта. Да си призная и моята логика ме отвежда до това заключение, а и информацията, която даваш след това ми е много полезна :good: , както и това което написа cracking. :good:

От всичко написано до момента стигам до извода, че по-горните ми разсъждения (като се има в предвид, че не чух никакви възражения по тях) са верни!

Въпреки това, ако има други мнения по въпроса или случки, които да разкажете с удоволствие ще ги изслушам. :)

Link to post
Share on other sites
  • Потребител

Ми значи, доколкото съм чел (а и съм съгласен с това), ролята на гръмоотвода е не толкова да поеме мълнията върху себе си (което все пак понякога се налага, разбира се) а да намали йонизацията на въздуха в пространството около себе си и така да намали вероятността от падане на мълния в близост до защитавания обект. Обикновено се използват много гръмоотводи разположени на определено разстояние един от друг. Дори при директно попадение на мълния върху гръмоотвод той няма да се разтопи въпреки огромния ток, защото реално напрежението което пада върху самия гръмоотвод не е чак толкова високо - по-голямата част от напрежението (и енергията) пада естествено върху въздуха и предизвиква светлинни и звукови ефекти, а и мълнията трае съвсем кратко време (макар че има и по-продължителни) Гръмоотводите също така се изработват от сравнително дебели стоманени пръти.

Не случайно в градовете много рядко падат мълнии - там всички сгради са с гръмоотводи (или поне би трябвало да бъдат). Докато в открити пространства - планини, полета, гори и т.н. риска е по-голям.

Link to post
Share on other sites
  • Потребител
И аз мисля, че гръмоотвода именно привлича светкавицата, но разпръсва на страни електрическия удар и предотвращава злополуките за намиращите се под него ;) но не съм сигурен на какъв принцип точно действа

Гръмоотвода не привлича светкавицата, а "намалява йонизацията на въздуха в пространството около себе си", както казва Maholl. :) Самата йонизация е съпроводена с коронен разряд - изразява се в това, че поради големия заряд който се натрупва в гръмоотвода (всъщност той само преминава през него в земята - но това все още не е мълния), той започва да се нагрява, както и да свети - много често това явление може да се наблюдава добре нощно време ;) . Светкавицата или мълнията (както е наистина по правилно) е последствие от това, че колкото и добре да си върши работата гръмоотвода и да разрежда електричеството около себе си, все пак настъпва момент в който заряда в облака става прекалено голям, което води до дъгов разряд (това вече е самата мълния :good: ).

Ето една интересна новина на Dnes.bg от 17.08.2005г.

"Токов удар в резултат на паднала мълния извади извън строя компютърната система и телефонната мрежа в сградата на общинската администрация в смолянското село Баните, съобщи БТА. Светкавицата поразила висока ела на височината на сградата в непосредствено съседство и засегнала слаботоковите инсталации. Оказало се, че новата сграда е без гръмоотвод..."

Виждате, че даже и без гръмоотвод на сградата тя е била до някъде защитена след като мълнията е ударила съседното дърво. Повечето сгради са наблъскани с арматурно желязо, което само по себеси действа, като множество гръмоотводи, естествено с много по-малко въздействие поради факта, че са в самата конструкция. Да не говорим за факта, че върху съвременните сгради са накъчени десетки антени, които също действат като гръмоотводи (макар и по слабо).

Link to post
Share on other sites
  • Потребител
Не случайно в градовете много рядко падат мълнии - там всички сгради са с гръмоотводи (или поне би трябвало да бъдат). Докато в открити пространства - планини, полета, гори и т.н. риска е по-голям.

....факт е, че гръмоотводите водят наистина до това!!! :good:

Но това, къде точно ще удари мълнията... дали върху гръмоотвод или - не, е доста относително и зависи от много фактори. Основно обаче зависи от три неща.

От "закона на Ом" знаем, че тока I е функция на напрежението U (в случая потенциалната разлика между "облака" и "земята") и съпротивлението R, което зависи най-вече от специфичното съпротивление на средата (то не е еднакво във всяка една част на атмосферата) и разстоянието между "облака" и "земята": I=U/R

С други думи мълнията ще се развие в тая посока, в която потенциалната разлика е най-голяма (при всички случаи това няма да е към гръмоотвода), средата предразполага за това и разстоянието до там е най-малко. :w00t::w00t::w00t:

Link to post
Share on other sites
  • Потребител
Но това, къде точно ще удари мълнията... дали върху гръмоотвод или - не, е доста относително и зависи от много фактори. Основно обаче зависи от две неща. От "закона на Ом" знаем, че тока I е функция на напрежението U (в случая потенциалната разлика между "облака" и "земята") и съпротивлението R, което зависи най-вече от специфичното съпротивление на средата (то не е еднакво във всяка една част на атмосферата) и разстоянието между "облака" и "земята": I=U/R

Защо пък средата да оказва влияние? Тя не е ли еднородна....? :post-20645-1121105496:

Не става ли въпрос за самия въздух. :hmmm:

Link to post
Share on other sites
  • Потребител

Атмосферата е смес от въздух (дим, сажди, прах, газове, аерозоли...), водни пари, твърди примеси, микроорганизми и други непостоянни съставки.

Това се дължи, както на естествения и състав, така и на природни (естествени) и изкуствени замърсители, като например транспортът в населените места.

Освен това долния слой на атмосферата е в непрекъснато движение хоризонтално и вертикално (причина за което е енергията, получена от слънцето), наблюдава се и турбуленция на въздуха. Така се образуват слоеве с различно атмосферно налягане.

Всичко това обуславя една променлива и нееднородна среда (с различно специфично съпротивление във всяка една част на атмосферата) за разпространение на мълнията.

За повече подробности относно състава на атмосферата виж темата: Как се раждат вятърът и облаците? ;)

Link to post
Share on other sites
  • 2 седмици по-късно...
  • 2 месеца по късно...
  • Потребител

А може ли някой да ми каже има ли мълниеотводи на корабите и ако има как се заземяват? :post-20645-1121105496:

А може ли някой да каже има ли мълниеотводи на комуникационните сателити и ако има как се "заземяват"?

Link to post
Share on other sites
  • Потребители

А може ли някой да каже има ли мълниеотводи на комуникационните сателити и ако има как се "заземяват"?

Че то в орбита няма гръмотевици. За какво са им гръмоотводи на сателитите? Пък ракетите не ги изстрелват в лошо време от както две гръмотевици удариха Аполо 12 малко след излитането му. И защо да ги заземяват?

Link to post
Share on other sites
  • Глобален Модератор

Тва май беше ебавка

Link to post
Share on other sites
  • Администратор

А може ли някой да ми каже има ли мълниеотводи на корабите и ако има как се заземяват? :post-20645-1121105496:

Отвеждат напрежението във водата. От силната соленост тока се разпръсква и отива към земята. Дори и да има малко наелектризиране на самия кораб то въобще не е силно и не е проблем. Може да има и друг начин чрез извеждане на четвърти проводник за нула и с трансформатори и резистори се извежда или също може да се изведе до специално място на кораба с по солидна стомана.

Link to post
Share on other sites
  • 2 седмици по-късно...
  • Потребител
Ето ви една старичка ( и с малко лошо качество), но интересна книжка - "Как да се предпазим от мълния". Засегнати са много теоретични и практични въпроси, свързани с възникването и предпазването от мълнии. :book:
Link to post
Share on other sites
  • 1 месец по късно...
  • Потребител

Природата на мълнийте все още не е изучена до край. Но принципа на гръмоотвода е да осигури най-ниско съпротивление на йонизирания облак към земята. За целта се поставя на най-високата точка и реално защитава сравнително малка площ. Съпротивлението на заземителя е много порядъци по-ниско от съпротивлението на въздуха от върха на гръмоотвода до земята. Не трябва да ви смущават хилядите ампери, защото те протичат за части от секундата, а за да се разтопи метала е необходима енергия т.е. мощност по време. Сечението на проводника е няколко десетки квадратни милиметра. За сведение, съпротивлението на един заземител е около 4 ома. Основно огромната мощност е съсредоточена в голямата медна плоча под земята (там е основното съпротивление), обградена от проводяща суспензия.

Link to post
Share on other sites

Напиши мнение

Може да публикувате сега и да се регистрирате по-късно. Ако вече имате акаунт, влезте от ТУК , за да публикувате.

Guest
Напиши ново мнение...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Зареждане...

За нас

Вече 15 години "Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

 

За контакти:

×
×
  • Create New...