雷电放电具有啥特点 雷电放电的基本过程和各阶段的特点
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雷电放电的基本过程和各阶段的特点
雷电放电的基本过程和各阶段的特点如下:
雷电放电的基本过程包括先导放电、主放电和余辉放电三个阶段。
1、先导放电阶段,开始产生的先导放电是跳跃式向前发展。先导放电常常表现为分枝状,这些分枝状的先导放电通常只有一条放电分支达到大地。整个先导放电时间约0.005~0.01s,相应于先导放电阶段的雷电流很小。
2、主放电阶段,主放电过程是逆着负先导的通道由下向上发展的。在主放电中,雷云与大地之间所聚集的大量电荷,通过先导放电所开辟的狭小电离通道发生猛烈的电荷中和,放出巨大的光和热。在主放电阶段,雷击点有巨大的电流流过,主放电的时间极短。
3、余辉放电阶段,当主放电阶段结束后,雷云中的剩余电荷将继续沿主放电通道下移,使通道连续维持着一定余辉。余辉放电电流仅数百安,但持续的时间可达0.03--0.05s。
雷电放电具有啥特点
是电流大;放电时间短;电压高的。
雷电放电的特点具有:电流大;放电时间短;电压高。
电流大
雷电流放电电流大,幅值高达数十至数百千安。
放电时间短
放电时间极短,大约只有50-100μs,波头陡度高,可达50kA/s,属于高频冲击波。
电压高
雷电感应所产生的电压可高达300-500kV。
直击雷冲击电压高达MV级,放电时产生的温度达2000K。
雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。
雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷风。
积雨云顶部一般较高,可达20公里,云的上部常有冰晶。
冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。
雷电产生原因
下雨时,天上的云有的是正极,有的是负极,两种云碰到一起时,就会发出闪电,同时又放出很大的热量,使周围的空气受热,膨胀。
瞬间被加热膨胀的空气会推挤周围的空气,引发出强烈的爆炸式震动,这就是打雷电。
在打雷下雨时,严禁在山顶或者高丘地带停留,更要切忌继续蹬往高处观赏雨景,不能在大树下、电线杆附近躲避,也不要行走或站立在空旷的田野里,应尽快躲在低洼处,或尽可能找房层或干燥的洞穴躲避。
冷云的电荷积累
当对流发展到一定阶段,云体升入0℃层以上的高度后,云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。
这种由不同相态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云,叫冷云。
冷云的电荷形成和积累过程有如下几种
① 过冷水滴在霰粒上撞冻起电
在云层中有许多水滴在温度低于0℃时也不会冻结,这种水滴叫过冷水滴。
过冷水滴是不稳定的,只要它们被轻轻地震动一下,就马上冻结成冰粒。
当过冷水滴与霰粒碰撞时,会立即冻结,这叫撞冻。
当发生撞冻时,过冷水滴外部立即冻成冰壳,但它的内部仍暂时保持着液态,并且由于外部冻结释放的潜热传到内部,其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳高。
温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带上正电,内部带上负电。
当内部也发生冻结时,云滴就膨胀分裂,外表皮破裂成许多带正电的冰屑,随气流飞到云层上部,带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上,使霰粒带负电并留在云层的中下部。
② 冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电
霰粒是由冻结水滴组成的,成白色或乳白色,结构比较松脆。
由于经常有冷水滴与它撞冻并释放潜热,它的温度一般比冰晶高。
在冰晶中含有一定量的自由离子(OH-和H+),离子数随温度升高而增多。
由于霰粒与冰晶接触部分存在着温度差,高温端的自由离子必然要多于低温端,因而离子必然从高温端向低温端迁移。
离子迁移时,带正电的氢离子速度较快,而带负电的较重的氢氧根离子则较慢。
因此,在一定时间内就出现了冷端氢离子过剩的现象,造成了高温端为负,低温端为正的电极化。
当冰晶与霰粒接触后,又分离时,温度较高的霰粒就带上了负电,而温度较低的冰晶就带上了正电。
在重力和上升气流的作用下,较轻的带正电的冰晶集中到云的上部,较重的带负电的霰粒则停留在云层的下部,因而造成了冷云的上部带正电而下部带负电。
③ 水滴因含有稀薄盐分而起电
除了上述冷云的两种起电机制外,还有人提出了由于大气中水滴含有稀薄盐分而产生起电机制。
当云滴冻结时,冰的晶格中可以容纳负的氯离子,却排斥正的钠离子。
因此,水滴冻结的部分带负电,而未冻结的部分带正电(水滴冻结时是从里向外进行的)。
由于水滴冻结而成的霰粒在下落的过程中,摔掉表面还未来得及冻结的水分,形成许多带正电的小云滴,而冻结的核心部分则带负电。
由于重力和气流的分选作用,带正电的小水滴被带到云的上部,而带负电的霰粒则停留在云的中、下部。
雷电放电具有什么特点?
特点:电流大、电压高。
雷电流放电电流大,幅值高达数十至数百千安;放电时间极短,大约只有50~100μs;波头陡度高,可达50kA/s,属于高频冲击波。
雷电感应所产生的电压可高达300~500kV。
直击雷冲击电压高达MV级,放电时产生的温度达2000K。
大气中的水蒸气是雷云形成的内因;雷云的形成也与自然界的地形以及气象条件有关。
热雷电是夏天经常在午后发生的一种雷电,经常伴有暴雨或冰雹。
热雷电形成很快、持续时间不长,1~2小时;雷区长度不超过200~300km,宽度不超过几十千米。
扩展资料:
雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。
雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷风。
积雨云顶部一般较高,可达20公里,云的上部常有冰晶。
冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。
云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。
在雷雨云的发展过程中,上数机制在不同的发展阶段分别起作用。
但是,最主要的带电机制还是由于水滴冻结造成的。
大量观测事实表明,只有当云顶呈现纤维状,丝缕结构时,云彩发展成为雷雨云。
飞机观测发现,雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒为主的大量云粒子,而且大量电荷的积累即雷雨云迅猛带电机制,必须依靠霰粒生长过程的碰撞、撞冻和摩擦等才能发生。
参考资料来源:百度百科——雷电
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