В чем измеряется скорость выделения энергии при ударе молнии: Гроза в цифрах | Вокруг Света

Электромагнитный импульс, уничтожающий цивилизации – Ядерная энергия — LiveJournal

В интернете можно регулярно встретить страшилки по поводу разрушительного действия электромагнитных импульсов (ЭМИ), особенно – от ядерного оружия.

Ядерный взрыв Kingfish, в ходе серии высотных подрывов Operation Fishbowl, в которой и были открыты необычно высокие уровни ЭМИ от высотных ядерных взрывов.

Что-то типа таких текстов:
“При высотном ядерном взрыве, возникает электромагнитный импульс огромной мощности, выводящий из строя электронное оборудование на расстоянии десятков километров. Т.е. все современное вооружение (кроме, конечно, автоматов Калашникова) в этой зоне превращается в хлам. Правильнее будет сказать — в хлам превращается вся их высокотехнологичная электронная начинка. Наша инфраструктура особенно городская настолько уязвима, что при ее крахе человеку в городе не выжить, во всяком случае большинству. Ведь город не производит продуктов, постоянно требует энергию как электрическую так и топливо, плюс непрерывная поставка воды обслуживание канализации. Отсутствие электричества и топлива приведет к остановке накачивающей гидросистемы, продукты будут портится и исчезнет водопровод. Осознав что положение безвыходно люди побегут из города, но уже будет поздно. Забастовки и митинги голодных людей. Погромы и грабежи магазинов, складов, богатых домов и началась анархия. Картина получается мрачная, но потенциальная возможность такого развития сюжета должна быть просчитана соответствующими ведомствами.”

Или вот
Однако даже если этого не произойдет, но ЭМИ-ракета упадет где-либо в США, это уничтожит до 90% американского населения. Бывший сотрудник ЦРУ пояснил, что в результате электромагнитного удара электроника будет выведена из строя, произойдут массовые аварии. Гражданские самолеты, которые одновременно находятся в небе и перевозят около 500 000 человек, упадут,  приведя к смертям не только пассажиров, но и всех, кто пострадает от серии катастроф. Также такой импульс полностью уничтожает запасы продовольствия. В итоге через год лишь 10% от нынешней численности населения США выживет, отметил бывший сотрудник ЦРУ.

Давайте же сегодня посмотрим на дьявольское отродье – ядерное электромагнитное оружие, его физику и реальные возможности.

Этот взрыв не имеет отношения к сегодняшней теме, но мне просто очень нравятся различные фоточки ядерных испытаний, сохраненные с сайта LANL

Начать, пожалуй надо с того, что же это такое – ЭМИ. По сути это что-то сильной фотовспышки в радиодиапазоне. Но в отличии от аналогии в лоб ЭМИ опасен не только перегрузкой радиоприемников (что-то вроде “зайчиков в глазах”) но и свойством высаживать свою электромагнитную энергию на всем проводящем. В частности, в пострадавших оказываются длинные проводные линии – электропитания и связи, радиоэлектронные устройства, не готовые к заряду бодрости в антенну и в целом, вся электроника, не защищенная хоть какими-то инженерными ходами.

Физики высотного ядерного ЭМИ, к сожалению, несколько сложнее того, что можно изложить в посте, и имеет несколько различных компонентов. А целом амплитуда от времени (в логарифмических координатах, обратите внимание) выглядит как на картинке выше. Шикарное изложение физики явления можно подчерпнуть в статье человека, объяснившего это явление (в США) – Conrad Longmire.

Проблемой воздействия ЭМИ на электрику и электронику занимается целая отдельная наука и на деле вопрос этот весьма непрост и многогранен. При должном усердии очень нежный радиоприемный узел можно защитить так, что его будет проще уничтожить ядерным взрывом, чем электромагнитным импульсом ядерного взрыва. Эффекты зависят от всего – спектра конкретного ЭМИ, геометрии прибора, взаимного расположения, проводников вокруг, фазы луны и т.п. и т.д. Уже поэтому очень большим преувеличением является огульное утверждение, что какой-бы там не был ЭМИ способен уничтожить (локально) цивилизацию – результат будет, натурально, непредсказуем.

Самый подробный анализ воздействия ЭМИ, и не только высотных ядерных, на жизнь страны я нашел в документе FAS, хотя, как мне кажется, он слегка загнут в алармискую сторону.

Тем не менее кое какие оценки сделать можно и полезно. Основные две характеристики ЭМИ, которые нам понадобятся – это его протяженность во времени (длительность) и амплитуда, выражаемая обычно в напряженности электрической компоненты электромагнитного поля в вольтах на метр.

С амплитудой, надо думать, все более менее понятно – чем больше молоток, тем больше от него дыры в стене. Характерные значения напряженностей, которые что-то могут повредить начинаются с 5 кВ/м, 50 кВ/м считается пределом для ядерного ЭМИ (об этом ниже), ЭМИ-оружие (без ядерного заряда) способно создавать амплитуды до 200 кВ/м. Чем короче ЭМИ, тем серьезнее проблемы защищающейся стороны.  Вызвано это как ростом мгновенной мощности при неизменной энергетике, так и тем, что коротковолновые составляющие лучше проникают в здания и корпуса приборов, лучше “осаживаются” на проводники.

На электронику и электрику ЭМИ воздействует несколькими способами. Во-первых на различных проводниках схемы возникают перенапряжения – от десятков вольт до киловольт, а для длинных, неудачно расположенных ЛЭП – до мегавольтов. 2.

Кочующее из публикации в публикацию изображение электромагнитного оружия. Здесь набор конденсаторов создает импульс тока во взрывомагнитном генераторе первой ступени, который создает импульс тока мегаамперного уровня во втором ВМГ, который в свою очередь создает мегаамперный импульс при сотнях киловольт в СВЧ генераторе-виркаторе

Прежде, чем перейти, наконец, к ядерным взрывам – несколько цифр:

ЭМИ от молний имеет длительность в районе 1 миллисекунды и амплитуду до 10 кВ/м в непосредственной близости от молнии и 1-2 кВ/м в сотне-другой метров. ЭМИ от оружия создает напряженность до 100 кВ/м (200, насколько я понимаю – все же лабораторный предел) в объеме нескольких метров и до 1 кВ/м в сотне метров от точки подрыва и может иметь длительность в 100-200 микросекунд.

Итак, высотный ядерный взрыв (ВЯВ) и его легендарный ЭМИ. Что мы могли бы ожидать изначально? Ядерный взрыв в плане энерговыделения гораздо быстрее любой взрывчатки примерно в 1000 раз. Ядерный взрыв мощнее любой взрывчатки в тысячи и миллионы раз. Означает ли это, что ЭМИ от ВЯВ – это просто дубина побольше?

Характеристики различных ЭМИ.

Вопреки первой интуитивной догадке, в высотном ядерной взрыве непосредственно не генерируется значительных электромагнитных всплесков. Немножко разлетающейся плазмы от бывшей бомбы, море рентгеновского излучения при остывании плазмы, и немножко первичного гамма-излучения от цепной ядерной энергии – вот и все, что по сути дает ядерный взрыв в космосе, над атмосферой.

Пшик? Ничего не вышло? Но обратите внимание за улетевшим жестким гамма-излучением, унесшим жалкие 0,1-0,2% от полной мощности взрыва.

Со скоростью света очень короткий (несколько наносекунд) и отсюда крайне мощный импульс гамма-излучения распространяется в сторону поверхности и на высоте ~30 км начинает активно поглощаться плотнеющей атмосферой.  Гамма-кванты выбивают электроны из воздуха и разгоняют их до приличной энергии за счет эффекта Комптона. Электроны выбивают следующие, те – еще, и в итоге на всей засвеченной площади атмосферы за наносекунды возникает невероятное количество свободных электронов, в целом движущихся в том же направлении, что и исходное излучение.

Наверное впечатляющее зрелище.

Здесь в игру вступает магнитное поле Земли. Все наши новорожденные электрончики начинают синхронно заворачивать в магнитном поле и за счет эффекта циклотронного резонанса излучают импульс электромагнитного излучения. Его длительность – десяток наносекунд, а амплитуда – 20…50 кВ/м, но он излучается не в точке. Он излучается всем небом на тысячи километров вокруг эпицентра ВЯВ.

Моделирование распределения амплитуды ЭМИ от высотного ядерного взрыва (высота подрыва 100 км). Даже в ~700 км от эпицентра энерговыделение еще приличное. Взаимодействие с магнитным полем земли рисует этот своеобразный “смайлик”.

Зависимость радиуса действия ЭМИ от высоты подрыва. Впрочем, как можно догадаться, чем выше подрыв – тем больше должна быть энергетика ядерного боеприпаса, что бы воздействовать с той же силой.

Именно этот факт, наряду с очень короткой протяженностью во времени делает ЭМИ ВЯВ столь значительным оружием. Плотность энергии мало меняется на протяжении сотен километров от эпицентра, засвечивая сразу миллионы километров квадратных. Именно в таких условиях ЛЭП могут набирать мегавольты перенапряжения, а трансформаторы на их концах получать пробои изоляции обмоток. Все остальные классы повреждений – пробои на терминалах проводной связи, сгорающие тракты радиолокаторов и радиостанций, зависшие цифровые устройства тоже возможны.

Моделирование импульса тока, вызванного ЭМИ в 100 метрах воздушной линии, лежащей в меридональном направлении.

Однако, подождите. Физика ВЯВ, подарившая оружейникам столько впечатляющую игрушку диктует и ее ограничения. Обладая импульсом гамма излучения с известной жесткостью и длительностью мы получаем логарифмическую зависимость амплитуды ЭМИ от мощности. Мегатонная бомба даст 20 кВ/м, специально подготовленная 20 мегатонная – 50 кВ/м, с 300 мегатонн, пожалуй можно выжать 80, а десяток гигатонн… Так, стоп. Видя такую зависимость, инженеры “обороны” прочертили линию в 50 кВ/м, и выпустили в рамках “библии электромагнитной совместимости” IEC 61000 главы, посвященные ЭМИ ВЯВ, с помощью которого вполне возможно создавать оборудование, которое переживет это деструктивное воздействие как ни в чем не бывало. Причем не обязательно проектировать каждый сервер или принтер устойчивым к ядерному оружию, защищать можно сразу здание, его сети питания или связи. Например, от поражения по сетям питания можно использовать различное оборудование защищающее IEEE 587 class B+ – например для защиты оборудования по линиям питания 1, 2, защиты коаксиальных линий и т.п.

Самое важное для нас в этой картинке с моделированием ВЯВ – амплитуда ЭМИ ВЯВ логарифмически зависит от мощности жесткого гамма-излучения

Насколько, в итоге может оказаться разрушительным ЭМИ ВЯВ? Существует довольно много отчетов по этой тематике [1 , 2, 3] Наиболее короткое резюме из них выглядит так: при должном внимании к проектированию силовых и коммуникационных устройств ущерб от ЭМИ ВЯВ будет минимален или вообще нулевым. При этом существующая инфраструктура в США, скажем, по мнению авторов реализована довольно пестро – где-то защита реализована, где-то нет. Наибольшей, фактически 100% стойкостью, обладает инфраструктура военных, затем идут высоковольтные ЛЭП, хорошо защищенные ограничителями перенапряжений, Tier 1 ЦОДы, ну а хуже всего защищено всякое рядовое оборудование – от магазинчиков до домашних телевизоров.

Воздействие эмитатором ЭМИ ВЯВ на телекоммуникационную плату (сама плата выключена) – виден пробой каких-то элементов возле розетки, куда приходят провода. Надо полагать, что массовой жертвой могут пасть трансформаторы в разъемах Ethernet.

Исследования американской лаборатории ORNL, например, показывают, что самыми уявзвимыми на высоковольтных подстанций оказываются не трансформаторы и ЛЭП (защищенные ограничителями перенапряжений), о которых много говорят в прессе, а измерительное оборудование и низковольтные кабели к системе управления.

Впрочем, судя по оговоркам вывод о слабости холодильников к поражению ядерными ЭМИ сделан прежде всего в силу невозможности нормального анализа по этому классу целей – еще раз напомню, что реальное поражение будет зависеть от всего на свете: как расположен прибор относительно точки подрыва, какой длины провода питания и проложены ли они под землей или в воздухе, есть ли грозозащитные устройства, из чего сооружен дом и т. п. и т.д. Невозможность расчета оставляет пространство для субьективности – если в отчете надо нагнать ужаса, пишем о критической незащищенности, надо добиться выделения денег – пишем о необходимости все посчитать, а если мы военные, то считаем что все граждане с неправильными холодильниками умрут и исходим из этого. Мы же военные.

Из чтения фактологии анализов устойчивости к ЭМИ можно сделать такой вывод – “противник” (ЭМИ ВЯВ) хорошо известен, методы защиты от него отработаны и внедрены как минимум на части критичной инфраструктуры, которая и переживет удар. Да, потери возможны, но шансы “отправиться в каменный век”, невысоки.

Интересный вывод можно сделать, рассматривая спектр ЭМИ ВЯВ. В районе 1 ГГц спектральная плотность падает к максимуму на 3 порядка, т.е. антенны всякой цифровой радиосвязи (начиная от 433 МГц) будут набирать вольты или десятки вольт непосредственно в тракт на частотах где есть хорошее согласование и низкий ксв и вполне возможно не пострадают совсем.

Но что, если все эти стандарты условий ЭМИ, для которых создано оборудование защиты недооценивают ЭМИ ВЯВ?

Вернемся к физике: для увеличения поражающего эффекта нужно либо усиливать выход жесткого гамма-излучения ядерного взрыва, либо укорачивать его импульс (не потеряв в мощности) – только так можно увеличить амплитуду ЭМИ, генерируемого атмосферой. Казалось бы, выход гамма-излучения, рождающегося в процессе деления ядер надкритичной системы жестко “запрограммирован” физикой явления. Любая другая энергия, которую мы можем взять от ядерного взрыва неизбежно релаксирует в материале бомбы и выделяется в виде жесткого рентгена – но эти “жесткие” 10 кЭв слишком мягкие на фоне 1,5 МэВ средней энергии гамма-излучения, чтобы родить достаточно электронов в атмосфере.

Любая другая, кроме термоядерных нейтронов, рожденных в реакции D+T->He4 + n. Нейтрон здесь имеет энергию 14,7 МэВ и имеет на порядки бОльший пробег в бомбе, чем любые другие частицы. Эффективно конвертировать эту энергию в гамма-излучение можно с помощью неупругого рассеяния – процесса кратковременного захвата нейтрона ядрами материи, после чего нейтрон переизлучается, а ядро остается в возбужденном состоянии, которое сбрасывается с помощью гамма-квантов. Если облучать потоком быстрых нейтронов относительно легкие ядра (например, углерод, кислород или азот), то часть энергии будет конвертироваться в поток жестких гамма-квантов. Наилучшие результаты даст жидкий или твердый кислород, но и гораздо более банальный углерод будет тоже ничего – 10-20% энергии нейтронов выделяться в виде гамма квантов с средней энергией в 4,2 МэВ. Да, выделение энергии будет идти не несколько наносекунд, а скорее несколько десятков наносекунд, но появляется возможность поднять кпд генерации гамма-излучения в ~100 раз.

1 мегатонна “стандартного” боеприпаса при высотном ядерном взрыве дает около 1 килотонны в виде гамма-излучения. В “нейтронно-углеродном” боеприпасе для генерации 1 кт гаммы нужно всего 12 кт термоядерной энергии, а с трех мегатонн можно снять до 250 кт гамма-излучения, втрое более жесткого, хоть и более растянутого во времени. Такое устройство может быть гораздо более разрушительно, чем то, что мы обсуждали выше – пускай амплитуда ЭМИ вырастет не кардинально выше (хотя, возможно, можно побороться и за 100 кВ/м), энергетика импульса, а значит и деструктивное воздействие на электронику изменится кардинально.

Впрочем, есть одно но. Описанный выше боеприпас должен работать на дейтерий-тритиевой смеси, и стандартный LiD не подойдет (т.к. LiD “горит” в виде цепочки, потребляющей собственные нейтроны и выход их наружу невелик по сравнению с общей мощностью). На 1 мегатонну нужно 24 кг трития, при том, что весь гражданский его запас в мире составляет около 30+ кг и, видимо, заметно превосходит запасы военных. Последний вывод можно сделать из сопоставления пары сотен мегаватт тяжеловодных реакторов на Маяке и сложной истории с получением трития из литиевых мишеней на реакторе Watts Bar-1 в США в сравнении с десятками гигаватт (тепловых) реакторов CANDU, на которых получается “гражданский” тритий.

Отсюда можно сделать вывод, что ЭМИ ВЯВ боеприпасы сделанные по принципу конверсии ТЯ-нейтронов вряд ли существуют в реальности, а значит разработчики стандарта IEC 61000 могут спать спокойно. Пока.   

Некоторые полезные источники
High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid https://www.eiscouncil.org/App_Data/Upload/9b03e596-19c8-49bd-8d4e-a8863b6ff9a0.pdf
High-Frequency Protection Concepts for the Electric Power Grid https://www.eiscouncil.org/App_Data/Upload/de2ca832-e989-49aa-a28e-b74e40d2638a.pdf
Michael Sirak, “U.S. vulnerable to EMP Attack,” http://www.janes.com/defence/news/jdw/jdw040726_1_n.shtml
(HEMP) and High Power Microwave (HPM) Devices: Threat Assessments https://fas.org/sgp/crs/natsec/RL32544.pdf
https://ak-12.livejournal.com/86608.html?thread=3501648#t3501648

В микроволновой печи скрывается мощное и опасное СВЧ оружие / Хабр

Добрый день, уважаемые хабровчане.

Этот пост будет про недокументированные функции микроволновой печи. Я покажу, сколько полезных вещей можно сделать, если использовать слегка доработанную микроволновку нестандартным образом.

В микроволновке находится генератор СВЧ волн огромной мощности

Мощность волн, которые используются в микроволновке, уже давно будоражит моё сознание. Её магнетрон (генератор СВЧ) выдаёт электромагнитные волны мощностью около 800 Вт и частотой 2450 МГц. Только представьте, одна микроволновка вырабатывает столько излучения, как 10 000 wi-fi роутеров, 5 000 мобильных телефонов или 30 базовых вышек мобильной связи! Для того, что бы эта мощь не вырвалась наружу в микроволновке используется двойной защитный экран из стали.

Вскрываю корпус

Сразу хочу предупредить, электромагнитное излучение СВЧ диапазона может нанести вред вашему здоровью, а высокое напряжение вызвать летальный исход. Но меня это не остановит.
Сняв крышку с микроволновки, можно увидеть большой трансформатор: МОТ. Он повышает напряжение сети с 220 вольт до 2000 вольт, что бы питать магнетрон.

В этом видеоролике я хочу показать, на что способно такое напряжение:

Антенна для магнетрона

Сняв магнетрон с микроволновки я понял, что включать просто так его нельзя. Излучение распространится от него во все стороны, поражая всё вокруг. Не долго думая я решил смастерить направленную антенну из кофейной банки. Вот схема:

Теперь всё излучение направленно в нужную сторону. На всякий случай я решил проверить эффективность этой антенны. Взял много маленьких неоновых лампочек и выложил их на плоскости. Когда я поднёс антенну с включенным магнетроном, то увидел, что лампочки загораются как раз там где нужно:

Необычные опыты

Сразу хочу отметить, СВЧ значительно сильнее влияет на технику, чем на людей и животных. Даже в 10 метрах от магнетрона, техника давала сильные сбои: телевизор и муз-центр издавали страшный рычащий звук, мобильный телефон вначале терял сеть, а потом и вовсе завис. Особо сильное влияние магнетрон оказывал на wi-fi. Когда я поднёс магнетрон близко к музыкальному центру, с него посыпались искры и к моему удивлению он взорвался! При детальном осмотре обнаружил, что в нём взорвался сетевой конденсатор.

В этом видео я показываю процесс сборки антенны и влияние магнетрона на технику:

Используя не ионизирующее излучение магнетрона можно получить плазму. В лампе накаливания, поднесённой к магнетрону, зажигается ярко светящийся желтый шар, иногда с фиолетовым оттенком, как шаровая молния. Если вовремя не выключить магнетрон, то лампочка взорвётся. Даже обычная скрепка, под воздействием СВЧ превращается в антенну. На ней наводится ЭДС достаточной силы, что бы зажечь дугу и расплавить эту скрепку. Лампы дневного света и «экономки» зажигаются на достаточно большом расстоянии и светятся прямо в руках без проводов! А в неоновой лампе электромагнитные волны становятся видимыми:

Хочу вас успокоить, мои читатели, ни кто из моих соседей не пострадал от моих опытов. Все ближайшие соседи сбежали из города, как только в Луганске начались боевые действия.

Техника безопасности

Я настоятельно не рекомендую повторять описанные мною опыты потому, что при работе с СВЧ требуется соблюдать особые меры предосторожности. Все опыты выполнены исключительно с научной и ознакомительной целью. Вред СВЧ излучения для человека ещё не до конца изучен. Когда я близко подходил к рабочему магнетрону я чувствовал тепло, как от духовки. Только изнутри и как бы точечно, волнами. Больше ни какого вреда я не ощутил. Но всё же настоятельно не рекомендую направлять рабочий магнетрон на людей. Из-за термического воздействия может свернуться белок в глазах и образоваться тромб в крови. Так же ведутся споры о том, что такое излучение может вызвать онкологические и хронические заболевания.

Необычные применения магнетрона

1 — Выжигатель вредителей. СВЧ волны эффективно убивают вредителей, и в деревянных постройках, и на лужайке для загара. У жучков под твёрдым панцирем есть влагосодержащее нутро (какая мерзость!). Волны его в миг превращают в пар, при этом не причиняя вреда дереву. Я пробовал убивать вредителей на живом дереве (тлю, плодожорок), тоже эффективно, но важно не передержать потому, что дерево тоже нагревается, но не так сильно.
2 — Плавка металла. Мощности магнетрона вполне хватает для плавки цветных металлов. Только нужно использовать хорошую термоизоляцию.
3 — Сушка. Можно сушить крупы, зерно и т. п. Преимущество этого метода в стерилизации, убиваются вредители и бактерии.
4 — Зачистка от прослушки. Если обработать магнетроном комнату, то можно убить в ней всю нежелательную электронику: скрытые видеокамеры, электронные жучки, радиомикрофоны, GPS слежение, скрытые чипы и тому подобное.
5 — Глушилка. С помощью магнетрона легко можно успокоить даже самого шумного соседа! СВЧ пробивает до двух стен и «успокаивает» любую звуковую технику.

Это далеко не все возможные применения испытанные мной. Эксперименты продолжаются и вскоре я напишу ещё более необычный пост. Всё же хочу отметить, что использовать так микроволновку опасно! Поэтому лучше так делать в случаях крайней необходимости и при соблюдении правил безопасности при работе с СВЧ.

На этом у меня всё, соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением и микроволнами.

энергии – Сколько силы в ударе молнии?

спросил 5 лет, 6 месяцев назад

Изменено 3 года, 2 месяца назад

Просмотрено 2к раз

$\begingroup$

Библейская история из 3 Царств 18:20-40 повествует о том, как удар молнии зажег тушу быка, а также костер, оба из которых были тщательно смочены большим количеством воды. Достаточно ли силы удара молнии для этого? Отличается ли мощность удара молнии на вершине горы от силы удара молнии в другом месте?

• энергия
• мощность
• оценка
• молния

$\endgroup$

2

$\begingroup$

По этой ссылке даны следующие оценки

Из статей в Windpower Engineering & Development мы узнаем, что разряды молнии несут ток от 5 кА до 200 кА, а напряжение варьируется от 40 кВ до 120 кВ.

Здесь мы находим среднюю оценку:

Средняя вспышка молнии, падающая из облака на землю, содержит примерно один миллиард (1 000 000 000) джоулей энергии. Это немалое количество, достаточное, чтобы питать 60-ваттную лампочку в течение шести месяцев плюс забытый холодильник с открытой дверью в течение дня. В формах электричества, света, тепла и грома вся эта энергия высвобождается вспышкой за милли- или даже микросекунды.

$\endgroup$

$\begingroup$

Удар молнии может разнести в щепки дерево или столб электропередач. Вы можете увидеть это на Youtube. «Гром среди ясного неба» может ударить из облака на расстоянии 10 миль. Грозовые тучи достигают высоты 90 000 футов, поэтому высота горы не имеет большого значения. Некоторые из самых смертоносных ударов были нанесены в Тетонах. Может ли случиться то, что вы читаете в Книге Царств? Конечно.

Взгляните на фрагменты фульгурита на указанном ниже сайте или выполните поиск “фульгурит и проверьте изображения. Если он может сплавить из песка метровые куски стекла и размером с вашу руку, он может легко поджечь симпатичного толстого быка несмотря на то, что он мокрый

http://www.sciencealert.com/scientists-are-using-fossils-to-work-out-how-much-energy-is-in-a-lightning-strikes?perpetual=yes&limitstart=1

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

электричества – Сколько энергии передается человеку при поражении молнией?

спросил 2 года 5 месяцев назад

Изменено 2 года, 5 месяцев назад

Просмотрено 364 раза

$\begingroup$

Википедия говорит мне, что молния высвобождает примерно 1 ГДж энергии, но я предполагаю, что это происходит по всей длине молнии, и что большая часть ее рассеивается в виде тепла и света в окружающую атмосферу.

Не очень хорошо разбираюсь в физике, стоящей за этим, но если предположить, что болт имеет длину 20 км, это около 50 кДж на метр или 90 кДж для среднего человека. Или я СИЛЬНО ошибаюсь в своих предположениях?

• энергия
• электричество
• оценка
• биология
• молния

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Когда молния приводит к летальному исходу, это обычно происходит из-за сердечного приступа, вызванного электрическим разрядом. Поскольку молния по существу представляет собой явление электростатического разряда, мы можем грубо рассматривать ее как аналог емкостного разряда.

IEC 60470-1 обеспечивает пороговые значения различных физиологических эффектов тока емкостного разряда, включая пороговые значения для фибрилляции желудочков из-за тока, проходящего через сердце, в зависимости от емкости и напряжения.

2}{2}$ можно вычислить энергию, запасенную в конденсаторе до разряда, связанную с различными физиологическими эффектами МЭК.

Однако нельзя предполагать, что весь ток и энергия удара молнии будут доставлены в сердце. Хотя доступная энергия удара высока, в цитируемом ниже источнике говорится, что большинство людей выживают после удара молнии. Там говорится, что одна из причин заключается в том, что молния редко проходит через тело. Вместо этого происходит «вспышка», означающая, что молния проходит по поверхности тела через проводящий пот (и, возможно, дождь) на поверхности тела, что обеспечивает альтернативный внешний путь вокруг тела для протекания тока.

Дополнительную информацию см.

https://allthatsinteresting.com/effects-of-a-lightning-strike

Надеюсь, это поможет.

$\endgroup$

$\begingroup$

Энергия, передаваемая током, определяется как: $$ E = I Q R $$ Где $I$ – сила тока в амперах, $Q$ – переданный заряд и $R$ сопротивление проводника в $\text[омах]$.