雷電一般指的是大氣中發生的一種特長而大的瞬間放電。
所謂“特長”是說雷電放電通道為幾公里以至幾十公里長;
所謂“大”指的是電流峰值一般在幾十千安左右,范圍在幾千安到上百千安;
所謂“瞬間”指的是一次雷電放電過程一般維持在一秒以內。
地閃是雷電對地放電,一般由幾次接續的放電(閃擊)構成,每次閃擊電流只維持上百微秒。地閃一般是雷云發展過程中電荷分離的產物,即由于某些機制,大范圍的電荷分離過程一直在雷云存在時進行著,先是發生電暈類的放電,當在大約是百米級空間達到相當大的電場(一般認為比擊穿場低一個量級以上)時,電場足以支持自持推進的流光,從而引發先導,雷電就會發生。這事目前人類通過觀測,實驗并利用了基本物理規律得到的共識。
地閃的發生是云起電的必然后果,至于其落點,或者說雷擊點,則是下行先導臨近地面時,由于先導在地面一些突出物上產生了可以引發上行先導電場的結果。下行先導與一個上行先導的連接,導致強烈的回擊,zui終產生地閃。
因此雷電的本質是電荷的大范圍強分離,形成強電場的結果。
高電壓不是其本質,而是必然的一些后果。高電壓這個概念雖然在工程上常用,但十分含糊。在發生先導的地方只有高電場,并沒有高電壓。如果一定要引入高電壓,那么也是電荷分離的結果。有高電壓而沒有一定量的電荷,即一定的能量,產生不了一定的電流,也不會有雷電。有高電壓可以沒有高電場,那絕不會有放電,更不用說有雷電放電了。
在研究雷電電流時,有時可以用一個有相當內阻的帶相當電荷的超高壓電容的放電來定性地描述,或者可以用瞬時電流源來近似,*而已。
高壓實驗室的長間隙放電用于研究雷電放電有很大的局限性,千萬不能用過頭。近年來的人工引雷的實驗就是用于克服這方面的不足。許多有關的標準、規范或參數是工程上無奈的選擇,而不代表真實物理過程。
之所以要在這里強調下上面這些觀點,是因為工程界的人士往往忽略了這個基本概念,套用電工的常規方法,從而產生誤解和錯誤。在此不一一列舉,大家可以自己分析。看來多年前,英國學者Golde主編《雷電》兩卷集時在序言中提到的雷電物理概念與工程人士的實踐結合仍有現實意義。
本文摘自“防雷中國”
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