閃電的電壓有多高,一次閃電將釋放多少能量?

2020-12-13 艾伯史密斯

閃電是一種常見的大氣放電現象,放電電壓高達百萬伏特以上,瞬間電流超過十萬安培,溫度高達2萬度,弧形閃電的長度從數百米到數百公裡不等。

閃電的形成原理

雲層中帶有靜電荷,當兩片雲層相互靠近時,就會在雲層之間產生電場,空氣是電的不良導體,當電場強度超過一定值時就會把空氣擊穿,被擊穿的空氣瞬間成為等離子體,而等離子體是電的良導體,於是就產生了強烈的放電現象。

如果是均勻電場,在標準大氣壓,溫度20℃,絕對溼度11g/m^3的情況下,1釐米空氣大約需要30千伏的電壓才能擊穿,其中溫度、溼度、空氣成分都對擊穿電壓的影響非常大。

閃電的威力

閃電電壓高達100萬伏特~1億伏特不等,瞬間電流可以超過10萬安培,溫度2萬度左右,單次放電時間在0.01~0.001秒之間,並且擁有強大的破壞力。

假設某次閃電的放電電壓為500萬伏特,瞬間電流5萬安培,放電時間為0.005秒,那麼我們可以簡單估計出,此次閃電釋放能量為:

E=VIt=1.25*10^9焦耳≈347度電;

瞬時放電功率高達:

P=E/t=2.5億千瓦;

據估計,每年全世界遭受到的閃電次數高達10億次以上,但是閃電的放電功率實在太大,人類目前的技術根本無法把閃電的能量收集起來。

球形閃電

我們平常見到的是弧形閃電,弧形閃電的放電時間在毫米級別,幾乎就是一眨眼的功夫;除此之外,球形閃電則是一種十分罕見的閃電,據目擊者描述,球形閃電的直徑一般為幾十釐米,持續時間數秒,甚至能達到2分鐘,目前關於球形閃電的形成原因還是一個謎團。

閃電冷知識

最長閃電

2017年10月22日,美國中南部上空划過一道巨大的閃電,閃電照亮了三個州的天空,長度超過500公裡,這是有記錄以來的最長閃電。

持續時間最久的弧形閃電

2012年,法國南部的一次閃電,記錄的放電時間達到了7.74秒。

閃電之鄉

在委內瑞拉的馬拉開波湖和卡塔通博河的交匯處,常年伴隨著雷閃轟鳴,每年發生閃電的次數不下於100萬次,平均每小時超過100次,被稱為卡塔通博閃電現象。

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