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闪电的电压有多高,一次闪电将释放多少能量?

闪电是一种常见的大气放电现象,放电电压高达百万伏特以上,瞬间电流超过十万安培,温度高达2万度,弧形闪电的长度从数百米到数百公里不等。


闪电的形成原理

云层中带有静电荷,当两片云层相互靠近时,就会在云层之间产生电场,空气是电的不良导体,当电场强度超过一定值时就会把空气击穿,被击穿的空气瞬间成为等离子体,而等离子体是电的良导体,于是就产生了强烈的放电现象。

如果是均匀电场,在标准大气压,温度20℃,绝对湿度11g/m^3的情况下,1厘米空气大约需要30千伏的电压才能击穿,其中温度、湿度、空气成分都对击穿电压的影响非常大。


闪电的威力

闪电电压高达100万伏特~1亿伏特不等,瞬间电流可以超过10万安培,温度2万度左右,单次放电时间在0.01~0.001秒之间,并且拥有强大的破坏力。

假设某次闪电的放电电压为500万伏特,瞬间电流5万安培,放电时间为0.005秒,那么我们可以简单估计出,此次闪电释放能量为:

E=VIt=1.25*10^9焦耳≈347度电;

瞬时放电功率高达:

P=E/t=2.5亿千瓦;

据估计,每年全世界遭受到的闪电次数高达10亿次以上,但是闪电的放电功率实在太大,人类目前的技术根本无法把闪电的能量收集起来。

球形闪电

我们平常见到的是弧形闪电,弧形闪电的放电时间在毫米级别,几乎就是一眨眼的功夫;除此之外,球形闪电则是一种十分罕见的闪电,据目击者描述,球形闪电的直径一般为几十厘米,持续时间数秒,甚至能达到2分钟,目前关于球形闪电的形成原因还是一个谜团。


闪电冷知识

最长闪电

2017年10月22日,美国中南部上空划过一道巨大的闪电,闪电照亮了三个州的天空,长度超过500公里,这是有记录以来的最长闪电。

持续时间最久的弧形闪电

2012年,法国南部的一次闪电,记录的放电时间达到了7.74秒。

闪电之乡

在委内瑞拉的马拉开波湖和卡塔通博河的交汇处,常年伴随着雷闪轰鸣,每年发生闪电的次数不下于100万次,平均每小时超过100次,被称为卡塔通博闪电现象。


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