BLIKSEM

 

Bliksem is een indrukwekkende elektrische ontlading waarbij veel energie vrijkomt. Bliksem is echter niet het energetisch dominante elektrische verschijnsel van de onweersbui. Een actieve onweerswolk genereert in hoog tempo statische elektriciteit en bereikt binnen een minuut evenwicht, waarbij er via een grote omweg buiten de wolk om evenveel lading terugvloeit als dat de wolk genereert. In dit stroomcircuit is bliksem een kortstondige kortsluiting tussen twee ladingsreservoirs, die binnen een minuut weer worden bijgevuld. De bliksem is in energetische zin bijzaak. Het onzichtbare continue stroomcircuit is de hoofdzaak.

 

De harde stijgwind binnenin de onweerswolk werkt als een elektrische generator die positieve ladingen omhoogblaast naar hoogte B, de negatieve ionen achterlatend op hoogte C. Dit is de continue stroombron van het stroomcircuit. In het diagram representeert de schakelaar het bliksemkanaal. Als de schakelaar gesloten wordt ontstaat een snelle stroomstoot, waarvan de elektrische stroomrichting omhoog gericht is. Er staan twee belangrijke elementen in serie met de schakelaar. Ten eerste een gelijkrichter die garandeert dat de stroomstoot in het model niet naslingert. Als de stroom door de schakelaar afneemt tot nul, springt de schakelaar terug naar zijn open ruststand. Ten tweede een weerstand L van 500W, die belangrijk is om 3 redenen:

 

1) hij limiteert de piekstroom van de bliksem tot 10.000 A, als de potentiaal van laag C 5MV bedraagt.

2) hij verklaart waarom de stroomstoot snel uitdooft (2 ms, had 50 ms moeten zijn)

3) hij biedt gelegenheid tot energiedissipatie in het bliksemkanaal.

 

 

 

Hierbij volgt een schatting van de elektrische parameters van luchtpakket G. Beschouw als harde bekende waarnemingsgegevens: wolkdiameter, H (hoogte van luchtlaag C), I, Q, en E. De regenlucht onder de wolk is een dielektrisch medium gevuld met polariseerbare regendruppels. Beschouw als onbekende gegevens: permittiviteit en geleidbaarheid. Overige afgeleide parameters: V, energie. De onbekende gegevens kunnen nu berekend worden. Resultaten in tabelvorm:

 

 

Karakteristieken van G

Brongegevens

Diam

6000

m

Opp

3.E+07

H

5000

m

I

1

A

Q

20

C

E

1000

V/m

Berekende parameters van G

formule

V

5.E+06

V

E H

energie

1.E+08

J

Q V

R

5.E+06

W

V / I

C

4.E-06

F

Q / V

t = RC

20

s

Q / I = e / l

eeff

7.0E-10

Q / (E A)

l eff

3.5E-11

I / (E A)

erel

80

eeff / e0

l rel

823

l eff / l0

natuurconstanten vacuum

e = permittivity

e0

8.90E-12

l = conductance

l0

4.30E-14


Terug naar Af