آیا احتمال برخورد صاعقه به یک رسانا و یک نا رسانا یکسان است؟

[steve jobs]

مثلا آیا اگر شرایط یک فلز(برقگیر) با یک ساختمان برابر باشد(نوک هر دو تیز باشد ، هر دو ارتفاع برابر داشته باشند و غیره!!، تنها تفاوت در رسانایی و نارسانایی باشد) ، احتمال برخورد یک صاعقه به ساختمان و برقگیر یکسان است؟
فرض می کنیم برقگیر به هر دلیلی قادر به نشت الکترون ها به داخل زمین (قبل از وقوع صاعقه و برای جلوگیری از آن) نبوده.

[mahdi :D]

احتمال برخورد به فلز بیشتره.
چون فلز به راحتی الکترون هایی که به نوکش وارد میشن رو در کل فلز پخش میکنه و به زمین منتقل میکنه.
اما نارسانا نمیتونه الکترون ها رو از نوکش به بقیه قسمت ها منتقل کنه.
پس نارسانا خیلی سریع با صاعقه هم پتانسیل میشه و صاعقه میگرده دنبال یک نقطه دیگه که الکترون هاش رو تخلیه کنه!

[steve jobs]

پس یعنی برای اولین صاعقه احتمال برخورد کاملا برابر است؟

[mahdi :D]

اولین صاعقه؟ کلا من در مورد یک صاعقه گفتم.
"شاید" در لحظه اول صاعقه در مواجهه با رسانا و نارسانا یکسان رفتار کنه اما در کسری از ثانیه شرایط تغییر میکنه و صاعقه رسانا رو انتخاب خواهد کرد.
نکته دیگه که من در پست قبل ازش غفلت کردم اینه که رسانا چون به زمین وصله با زمین هم پتانسیله و صاعقه هم اصلا برا این بوجود میاد که الکترونهای ابر میخواه به پتانسیل زمین برسند.
اما نارسانا چون مثل جسم بدون ارتباط با زمین هست این امتیاز رو نداره و پتانسیلش ممکنه بالاتر باشه.

[steve jobs]

مگر به خاطر القا، قطبش بار داخل نارسانا اتفاق نیفتاده و یک اختلاف پتانسیل بین و ابر و نارسانا هم به وجود نیاورده؟

[mahdi :D]

قطبش در نارسانا به این شکل هست که مرکز بار مثبت و منفی مولکولها از هم کمی فاصله میگیرن. این اثر هم پتانسیل بوجود میاره اما اصلا قابل مقایسه با رسانا نیست.
صاعقه به راحتی میتونه الکترونهای اضافی رو به رسانا بده و رسانا هم سخاوتمندانه اونها رو می پذیره و به زمین منتقل میکنه.
اما یک نارسانا چقدر ظرفیت داره الکترون اضافی بپذیره؟

[ghm]

پس یعنی برای اولین صاعقه احتمال برخورد کاملا برابر است؟

این برابری شاید به شرطی امکان داشته باشه که نارسانای شما یک نارسانای واقعی و کامل نباشه و یک مقاومت بزرگ باشه که به مثل برقگیر به زمین وصله.درین صورت به مرور زمان مثل یک خازن شارژ بشه و زمان کافی رو برای اینکار داشته باشه و همون بار رو در سطح خارجی و همون میدان رو بوجود بیاره و احتمال صاعقه رو بالا ببره.

اما درباره اینکه این اتفاق بعدش چی میشه باید بیشتر فکر کرد مثلا شاید صاعقه نتونه مثل برق گیر شکل بگیره یا بلعکس، بخاطر مقاومت ساختمان توان صاعقه در ساختمان مصرف بشه و ساختمان رو خراب کنه .

[candle]

آذرخش تمایل دارد از کوتاهترین مسیر، پتانسیل خود را تخلیه نماید که الزاما سریع ترین مسیر ممکن نیست. پس در شرایطی که دو برقگیر هم ارتفاع و با یک میزان نوک تیزی با فاصله از یکدیگر قرار گرفته اند، باید دید کدام به مسیر فرود آذرخش نزدیک تر است. برقگیرهای اکتیو درست برای رفع همین مشکل اختراع شده اند. آنها با یونیزه کردن مولکولهای هوا در فضای نیم کره ای بر فراز خود، نوعی مخروط حفاظتی با شعاعی متناسب با مشخصات طراحی خود ایجاد می کنند (مثلا 150 متر) و چنانچه صاعقه به این مخروط وارد شود، به سمت برقگیر هدایت شده و تخلیه می شود.

[farazb29]

صاعقه ابتدا به جایی برخورد می کنه که اختلاف پتانسیل ابر با آنجا بیشتر باشه. حال از کجا معلوم اختلاف پتانسیل ابر با ساختمان بیشتر است یا با میله فلزی؟ به این راحتی ها نمی توان در این مورد قضاوت کرد......

صاعقه در ابتدا ممکنه به هر دو تا برخورد کنه. ولی چون ساختمان غیر رسانا است، فورا در اثر صاعقه شارژ شده و پتانسیل الکتریکیش بالا می ره. و در نتیجه اختلاف پتانسیلش با ابر کم میشه. ولی هنگام برخورد صاعقه به میله ، میله به علت رسانا بودن فورا دشارژ
می شه، بارش رو به زمین منتقل می کنه و در نتیجه بقیه صاعقه از میله عبور می کنه. این در حالیه که ساختمان شارژ باقی می مونه
البته این باز هم دلیل نمیشه صاعقه فقط از میله عبور کنه. چون ساختمون نارسانا است، شارژ شدن قسمتی از اون دلیل نمیشه بقیش هم شارژ بشه...

[farazb29]

آذرخش تمایل دارد از کوتاهترین مسیر، پتانسیل خود را تخلیه نماید که الزاما سریع ترین مسیر ممکن نیست. پس در شرایطی که دو برقگیر هم ارتفاع و با یک میزان نوک تیزی با فاصله از یکدیگر قرار گرفته اند، باید دید کدام به مسیر فرود آذرخش نزدیک تر است. برقگیرهای اکتیو درست برای رفع همین مشکل اختراع شده اند. آنها با یونیزه کردن مولکولهای هوا در فضای نیم کره ای بر فراز خود، نوعی مخروط حفاظتی با شعاعی متناسب با مشخصات طراحی خود ایجاد می کنند (مثلا 150 متر) و چنانچه صاعقه به این مخروط وارد شود، به سمت برقگیر هدایت شده و تخلیه می شود.

دوست عزیز، چرا آذرخش دوست دارد از کوتاهترین مسیر پتانسیل خود را تخلیه کند؟؟ این استدلال را چگونه کرده اید؟
به نظر شما بین کدام دو سیم جریان برقرار می شود؟ 1-2 یا 1-3؟ فرض کنید بین سیم 2 و 3 جریان نمی تواند برقرار شود و مقامت بین آن دو زیاد است و فاصله سیم یک از سه بیشتر از فاصله سیم یک از دو است ..
این سیستم که شما ذکر کرده اید، مسیر را کوتاه نمی کند... بلکه مقاومت الکتریکی را در هوای اطراف خود شدیدا کاهش داده و چون صاعقه از مسیری عبور می کند که مقاومت الکتریکی آن نسبت به هوای اطراف کمتر باشد ، صاعقه به سمت برق گیر هدایت می شود.

[jhvh]

موارد بالا را تا حدودی قبول دارم اینم اضافه می کنم که رسانا در اطراف و درون خودش. قطبیتی ایجاد می کنه که در بیشتر کردن اختلاف پتانسیل خیلی تاثیرگذاره

[candle]

دوست عزیز، چرا آذرخش دوست دارد از کوتاهترین مسیر پتانسیل خود را تخلیه کند؟؟ این استدلال را چگونه کرده اید؟
به نظر شما بین کدام دو سیم جریان برقرار می شود؟ 1-2 یا 1-3؟ فرض کنید بین سیم 2 و 3 جریان نمی تواند برقرار شود و مقامت بین آن دو زیاد است و فاصله سیم یک از سه بیشتر از فاصله سیم یک از دو است ..

در تصویر زیر، جرقه ای که از برقگیر به سمت زمین الکتریکی می رود، به دلیل داشتن زاویه قائمه در کابل هادی، از مسیر دارای مقاومت کمتر عبور نمی کند (یعنی ادامه کابل) بلکه مسیر کوتاهتر را انتخاب کرده و مستقیما از سر خمیدگی تیز، به زمین اصابت می کند.
پس در شکلی که ترسیم کرده اید، جرقه هادی اولا به بالا بر نمی گردد و دوم اگر مسیرها افقی باشند، سیمی را انتخاب می کند که به پتانسیل زمین نزدیکتر باشد.

این سیستم که شما ذکر کرده اید، مسیر را کوتاه نمی کند... بلکه مقاومت الکتریکی را در هوای اطراف خود شدیدا کاهش داده و چون صاعقه از مسیری عبور می کند که مقاومت الکتریکی آن نسبت به هوای اطراف کمتر باشد ، صاعقه به سمت برق گیر هدایت می شود.

بله دقیقا همینطور است.

[farazb29]

در تصویر زیر، جرقه ای که از برقگیر به سمت زمین الکتریکی می رود، به دلیل داشتن زاویه قائمه در کابل هادی، از مسیر دارای مقاومت کمتر عبور نمی کند (یعنی ادامه کابل) بلکه مسیر کوتاهتر را انتخاب کرده و مستقیما از سر خمیدگی تیز، به زمین اصابت می کند.
پس در شکلی که ترسیم کرده اید، جرقه هادی اولا به بالا بر نمی گردد و دوم اگر مسیرها افقی باشند، سیمی را انتخاب می کند که به پتانسیل زمین نزدیکتر باشد..

من در سیم هایی که ترسیم کرده ام ، اختلاف ولتاژ بین سیم ها مد نظر من بوده(اختلاف ولتاژ بین سیم ها بیان شده) و نه سیمی که به پتانسیل زمین نزدیک تر است و یا از این حرف ها... شاید چون رشته من مهندسی برق است، دید متفاوتی نسبت به موضوع دارم. در مهندسی برق مهم اختلاف ولتاژ بین دو نقطه است نه پتانسیل زمین و..... ما می توانیم اختلاف ولتاژ بین یک سیم و زمین و یا هر نقطه دیگر را بسنجیم و حتما قرار نیست پتانسیل زمین از همه نقاط کمتر و یا بیشتر فرض شود.
در تصویری هم که رسم کرده اید، جرقه از مسیر کوتاه تر به زمین برخورد کرده، آن فاصله هوایی مسلما بسیار کوچک است و مقاومت الکتریکی نسبتا کمی دارد. در غیر اینصورت کلا نباید مطمئن باشیم که جریان برق از داخل کابل عبور کند و همواره احتمال دارد به زمین و یا جای دیگری برخورد کند. خودتان بهتر از من می دانید که گپ هوایی با رطوبت کم، مقاومت الکتریکی در حد چندصد مگا اهم دارد.
اگر مثالی که شما ذکر کرده اید درست باشد، کلا نمی توان از زیر خطوط فشار قوی 430 کیلو ولتی برق عبور کرد و همواره باید شاهد جریانی از این خطوط برق به زمین باشیم!!! در حالیکه در محله خاکی سفید تهران ، مردم به راحتی زیر این خطوط زندگی می کنند!!!! که البته جای تاسف دارد

دوست عزیز، در حالت کلی، کوتاه یا بلند بودن مسیر در تعیین مسیر جریان الکتریکی نقشی ندارد و این مقاومت الکتریکی مسیر است که جهت و مسیر جریان را تعیین می کند. حال چون معمولا مسیر کوتاه، مقاومت الکتریکی کمتری نیز دارد، مردم فکر می کنند جریان از مسیر کوتاه تر حرکت می کند....

[candle]

من در سیم هایی که ترسیم کرده ام ، اختلاف ولتاژ بین سیم ها مد نظر من بوده(اختلاف ولتاژ بین سیم ها بیان شده) و نه سیمی که به پتانسیل زمین نزدیک تر است و یا از این حرف ها... شاید چون رشته من مهندسی برق است، دید متفاوتی نسبت به موضوع دارم. در مهندسی برق مهم اختلاف ولتاژ بین دو نقطه است نه پتانسیل زمین و..... ما می توانیم اختلاف ولتاژ بین یک سیم و زمین و یا هر نقطه دیگر را بسنجیم و حتما قرار نیست پتانسیل زمین از همه نقاط کمتر و یا بیشتر فرض شود.
در تصویری هم که رسم کرده اید، جرقه از مسیر کوتاه تر به زمین برخورد کرده، آن فاصله هوایی مسلما بسیار کوچک است و مقاومت الکتریکی نسبتا کمی دارد. در غیر اینصورت کلا نباید مطمئن باشیم که جریان برق از داخل کابل عبور کند و همواره احتمال دارد به زمین و یا جای دیگری برخورد کند. خودتان بهتر از من می دانید که گپ هوایی با رطوبت کم، مقاومت الکتریکی در حد چندصد مگا اهم دارد.
اگر مثالی که شما ذکر کرده اید درست باشد، کلا نمی توان از زیر خطوط فشار قوی 430 کیلو ولتی برق عبور کرد و همواره باید شاهد جریانی از این خطوط برق به زمین باشیم!!! در حالیکه در محله خاکی سفید تهران ، مردم به راحتی زیر این خطوط زندگی می کنند!!!! که البته جای تاسف دارد

خوب بحث تاپیک و گفته های من، مقایسه احتمال اصابت صاعقه به یک رسانا و یک نارسانا و مباحث ارتینگ بود. در مثال شما، بحث اختلاف پتانسیل مهمتر از فاصله است. البته ماهیت و رفتار یک جرقه (که ناشی از تخلیه شدید و سریع شار الکترونی است) با رفتار یک میدان الکتریکی های ولتاژ الزاما یکسان نیست.
ضمنا بار حمل شده توسط دکلهای برق مثلا 400 کیلو ولتی، با یک ولتاژ صاعقه از مرتبه چند مگا ولتی و با آمپراژ چند میلیون آمپری، فرق دارند و لذا، امکان ایجاد جرقه با زمین از آن ارتفاع، در دکلها وجود ندارد.

[jhvh]

دوستان ببخشید این سوال رو اینجا میپرسم
برام خیلی مهمه
خونه ما پنجاه متری یه نیروگاه 137 کیلوولتی قرار داره
آیا آسیب منو تهدید می کنه؟
چی کار می تونم بر علیه آسیب احتمالی بکنم؟