Мълния или по-често наричана светкавица е един от най-опасните и зрелищни феномени. Енергията на една мълния може да достигне 100 КW и ток в диапазон от 30 000 А до 200 000 А. Налягането на въздуха в околностите на мълнията може да достигне до 100 Bar. Атмосферният разряд /мълния/ произлиза от голямата разлика в електрическия потенциал между атмосферата и земната повърхност, или между две зони на атмосферата. Когато тази потенциална разлика надвиши границата на разкъсване на диелектрика с въздух, се създава йонизация на въздуха и тя генерира път, който свързва двата потенциала.
Опасността от попадение на мълнии се разглежда в няколко аспекта. От една страна, при самото попадение се достига много висока температура, която може да предизвика пожари. Също така се генерира механична сила под формата на удар и вибрации, които могат да причинят щети в зоната на попадението на мълнията. От друга страна се генерира електромагнитен импулс, който може да засегне електрическите и електронните системи извън мястото на удара
Колко волта е светкавицата?
Електрическия потенциал между облака и земята може да надвиши 100 000 000 V. Дължината на една мълния достига от 2,5км до 20км. Тя е широка около 2-3см, скоростта и на разпространение може да достигне до 220 000км/ч.
Как се образуват светкавиците и гръмотевиците?
Гръмотевичните бури се образуват, когато топлият въздух се издига бързо от Земята към небето. При издигането той се охлажда и образува дъждовни облаци, наречени купесто-дъждовни облаци или буреносни облаци. Това охлаждане на топлия въздух предизвиква кондензация в облака, която пада под формата на дъжд или град.
Образуването на лед в облака е важен елемент за развитието на мълния. Буреносните облаци, в които не се формират достатъчно голям брой и с определена големина ледени кристали могат да не доведат до образуване на мълния. Малките водни частици в облака, които не са паднали като дъжд се издигат от въздушните течения в горните студени части на облака и там се превръщат в ледени кристали. Положително заредените ледени кристали се издигнат до върха на буреносния облак. След като достигнат определена големина те започват да падат под формата на град. От своя страна по-малките частици продължават да се изкачват към върха на облака и там се срещат с падащите по-големи ледени частици. Сблъсъкът между тях отнема електрони от издигащите се ледени кристалчета, което им придава положителен заряд, а падащите по-големи ледени частици приемат отрицателен заряд. По този начин облаците са с положителен заряд в най-горната си част и с отрицателен заряд в най-долната си част.
Фиг. 1. Процес на образуване на мълния
Мълнията се образува от електричеството между два облака с различен заряд (единият е зареден с положителен заряд а другият с отрицателен заряд) или между облаците и Земята. Когато привличането между различните заряди стане достатъчно силно, започва да протича ток от облака-низходящ лидер към земята, а от земята, сгради или обекти се издига възходящ лидер. Този поток от електричество поражда мълнии.
Как се получават гръмотевиците?
Типичната мълния трае само една малка част от секундата, обикновено се състои от няколко къси разряди за по 30-50 микросекунди, но тя е пълна с енергия и е с висока температура-30 000 градуса. Когато горещият електрически заряд преминава през въздуха, той се нагрява. Горещият въздух се разширява бързо (по-бързо от скоростта на звука) и предизвиква силен шум, който наричаме гръм.
Как мълнията избира къде да падне?
Интензитетът на електрическо поле на земята, при нормално- хубаво време е приблизително 120 V/m. Когато се появи електрически зареден облак, то може да нарасне до 15 kV/m. Интензитетът на електрическото поле се увеличава от изпъкналости на географския релеф (хълмове, дървета, сгради и др.). Те създават пиков ефект, който усилва интензитетът на електрическото поле до 300 пъти неговата обичайна стойност на даденото място. Това явление се нарича ефект Корона, то кара мълниеносния удар да се появява на такива места. Разпространението на мълнии не е пропорционално по земното кълбо. Повече от 70 % от попаденията се наблюдават в тропичните райони. Тяхната мощност също е значително по-голяма там. В северният и южният полюси съответно почти не се наблюдават мълнии, поради това, че повърхността е бяла - покрита със сняг лед и не се нагряват ефективно от слънцето. Също така влажността на въздуха в тези райони е значително по-ниска.
Как да разберем на какво разстояние е паднала мълния?
Най-простият начин да разберем на какво разстояние е паднала мълнията, е да преброим секундите между нейната видима и звукова част. Когато видите мълнията, не я чувате веднага, защото скоростта на звука във въздуха е много по-бавна от тази на светлината. Пребройте секундите докато чуете гръм, разделете на три и ще получите приблизителното разстоянието в км.
Какво да направим, когато някой е ударен от мълния?
Удар на мълния може да се предвиди чрез усещане на статично електричество (наелектризиране на дрехи, изтръпване на кожа, изправяне на космите по тялото). Но въпреки това, времето за реакция е твърде кратко. Когато човек бъде ударен от мълния е твърде вероятно да спре сърдечната му дейност или дишането му. При това положение трябва веднага да му се направи изкуствено дишане, а на всяко вдишване да се прави и сърдечен масаж. Трябва незабавно да се извика медицинска помощ или пострадалият да се откара до най-близката болница.
Автор: инж. Иво Иванов
