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ELETTROSTATICA FULMINE SCARICA

Posted on Author Tajora Posted in Autisti


    La scarica di un fulmine è un tipico fenomeno elettrostatico molto simile a livello fisico e logico a quello di una scarica elettrica che avviene tra due piastre di un. Un fulmine non è altro che una scarica di elettricità statica. Solitamente si genera in una nuvola temporalesca dove vengono prodotte cariche elettrostatiche che. Fulmini, tuoni, temporali. Il fulmine è un processo di scarica a valanga, nel senso che è la stessa energia prodotta dal fulmine che ionizza ulteriori particelle​. Per dare un'idea della grandezza di un coulomb, si pensi che la carica elettrica trasferita per strofinio è dell'ordine di 10–8 C. La scarica, cioè il trasferimento di.

    Nome: elettrostatica fulmine
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    I fulmini sono delle scariche elettriche transitorie con alta intensità di corrente. Una volta create le aree con carica opposta, se la differenza di potenziale tra di esse è sufficiente a creare una scarica, come tra poli opposti di una batteria, avverrà il passaggio di corrente e il conseguente illuminamento del percorso di carica. La situazione propizia più classica per la produzione di fulmini è data dal temporale, costituito da nuvole dette cumulonembi. I fulmini più facilmente osservabili sono quelli fra una nuvola e il suolo , ma sono comuni anche scariche fra due nuvole o all'interno di una stessa nuvola.

    L'espansione del canale ionizzato genera anche un'onda d'urto rumorosissima, il tuono.

    Al momento dell'incontro tra le due scariche si ha il fulmine, una scarica finale chiamata scarica di ritorno. Il calore espande l'aria ed è questa espansione che provoca il tipico rumore del fulmine, ovvero il tuono. Poichè il suono si propaga a metri al secondo, mentre la luce a chilometri al secondo, si ha una differenza tra la visione del fulmine lampo e la percezione del tuono, che è tanto più rilevante, quanto più lontano si è avuta la scarica elettrica.

    Per calcolare la distanza in metri tra noi e il fulmine, basta moltiplicare per i secondi che passano tra il lampo e il tuono. Tra tutti i possibili percorsi, il fulmine probabilmente seguirà quello più breve o comunque quello che offre un minore impedimento al passaggio della scarica elettrica. Sulla Terra si hanno 16 milioni di temporali all'anno ovvero circa 44 mila al giorno, con la caduta di fulmini al secondo.

    Mediamente, in Italia, il numero di fulmini per chilometro quadrato in un anno Nt risulta pari a due. Ma non tutte le zone sono interessata allo stesso modo dal fenomeno.

    La distribuzione di corrente per fulmini negativi è nota da numerosi esperimenti, e il valor medio di corrente è di 30 kA, con un intervallo che va dai 2 kA ai kA. Il tempo di salita della corrente per il primo colpo di ritorno è di qualche microsecondo, mentre è meno di un microsecondo per i colpi successivi. In generale i colpi positivi presentano tempi più lunghi. In genere la parte superiore di una nuvola ha carica positiva e quella inferiore negativa. Queste differenze si formano per lo scontro, dentro il cumulonembo temporalesco,tra cristalli di ghiaccio che salgono e chicchi di grandine che precipitano verso il basso.

    I chicchi strappano ai cristalli elettroni che hanno carica negativa e si caricano negativamente. I cristalli acquistano, invece, carica positiva. Le cariche della nube ne inducono altre di segno opposto a terra.

    Fino a che dalla nuvola scocca una scarica pilota o "leader" , ancora invisibile, che si muove verso il suolo zigzagando a Km al secondo. Per un milionesimo di secondo nel canale del fulmine si crea un potenziale elettrico superiore a quello di tutte le centrali europee. Il fulmine nel suo complesso ha una durata media di 0.

    I fulmini e la storia dell’elettricità

    Di solito per ogni fulmine ci sono due o tre colpi, intervallati da pause. Il fulmine inizia a propagarsi quando si crea un canale di carica ancora molto debole e leggermente visibile, che incomincia a svilupparsi verso terra. Questo canale procede per passi successivi, ciascuno dei quali è lungo circa 50 m, con pause di circa 50 msec. Questo canale è chiamato "stepped-leader". Quando lo stepped-leader tocca terra o incontra un canale analogo ascendente, il circuito nube-suolo viene chiuso e si ha passaggio di corrente.

    Durante il passaggio di corrente si ha un brusco cambiamento di temperatura e di densità nel canale ionizzato lasciato dallo stepped-leader. Il canale di carica ionizzato ha un diametro di qualche centimetro, mentre la temperatura raggiunge i Solitamente questo processo è più veloce dello stepped-leader e di solito non presenta rami secondari, come invece capita spesso al primo colpo. La carica totale depositata da un fulmine si aggira sui Coulomb.

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    Un fenomeno spesso concomitante alla discesa dello stepped-leader o alla presenza di una nube temporalesca, è la formazione di canali di carica ionizzata di segno opposto alla parte inferiore della nube, che si propagano verso essa o verso il canale discendente partendo da terra tipicamente da punte o strutture isolate. Questo da origine ad un fulmine ascendente.

    Dato che l'impulso elettrico è caratterizzato anche da alte frequenze, parte della corrente scorre sull'esterno del corpo, ustionando in particolar modo la pelle curiosamente, questo effetto è comunemente detto effetto pelle.

    Se il fulmine si scarica su un albero, questo esplode a causa della improvvisa vaporizzazione della linfa, proiettando schegge. Va sottolineato che, benché le cariche negative procedano verso il suolo con diverse ramificazioni, solo una di queste incontra le cariche positive che partono dal terreno e dà luogo alla scarica di ritorno.

    Temporali e fulmini

    Quando la scarica di ritorno raggiunge la nuvola una vasta zona di quest'ultima viene neutralizzata e si generano degli squilibri con conseguenti scariche interne alla nuvola. La superficie inferiore della nuvola e la supericie del terreno sottostante costituiscono le armature di un grande condensatore fra le quali è interposta l'aria come isolante dielettrico.

    Come in un condensatore quando la differenza di potenziale fra le armature è sufficientemente elevata tenzione di perforazione il dielettrico si perfora ed avviene la scarica. Le cariche elettriche negative lasciano la parte inferiore della nuvola nei punti in cui il gradiente di potenziale è più elevato e scendono lungo il dielettrico con un percorso tortuoso e ramificato.

    Questo processo avviene a scatti intervallati da brevi pause. Aumentano le ramificazioni con cui si propagano le cariche negative che procedono tutte alla stessa velocità. Il percorso delle cariche negative è caratterizzato da una debole luminosità.

    Dal terreno sottostante, dove si concentrano le cariche positive indotte, partono delle cariche positive verso l'alto che si incontrano con le cariche negative discendenti.

    Il punto di incontro si trova generalmente ad una quota tra i 15 - 20 metri.

    Effetto punta: spiegazione

    Dal terreno parte la scarica di ritorno, luminosissima e elevata intensità. Questa scarica trasporta le cariche positive del terreno alla nuvola, neutralizzando le cariche negative in essa contenute. E' questa la scarica che produce il tuono. La neutralizzazione delle cariche nella nuvola produce uno squilibrio nella distribuzione delle cariche restanti e delle conseguenti scariche interne alla nuvola stessa.


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