Honnan jön létre a levegőből a villám energiája?

Kicsit lebutitom, szoval nem pont igy, de a lenyeg.

1) Ugye te is tudod, hogy ha megdorzsolsz egy muanyag rudat, akkor statikus elektromossag keletkezik, azaz ha ezt a rudat odatartod valamihez, akkor “atugrik” a szikra. A muszalas pulcsi is ezert raz.

2) Itt az elektromos energiat a kezed izommunkaja (a dorzsoles) biztositja.

3) A villamlasnal hasonlo a helyzet, a legtomegek hatalmas mozgasi energiaval surolodnak a talajhoz illetve az eltero legtombok nem keverednek, hanem egymashoz surolodnak. (A levego nem egy egyseges massza, hanem eltero homerskletu es nyomasul tombokbol all.)

4) A villamlasnal is a surlodasi energia alakul elektromos energiava vegso soron.

5) A villamoknak valojaban nincs akkora hu de nagy energiatartalmuk. Ha jol szamoltam es mindent jol valtottam at, akkor egy paksi blokk kb 12 masodperc alatt termeli meg egy villam energiajat, azaz egy villambefogo eromunek tobb ezer villamot kene befognia ahhoz, hogy mondjuk Paks egy napi termelesevel versenyre kelhessen. Szoval innen nezve egy villam nem akkora energia. Persze beleallni nem szeretnek.

Gondolod, a levegő súrlódása levegőhöz hozza létre a villámot?

Ha igen, akkor miért a felhőből csapkod?

Itt egy abra arrol, hogy hogyan csapkod.

[link]

Nem a levegő súrlódik, hanem a benne lévő pára, por, stb. Amikor pl. nyáron a talaj mentén felmelegszik a levegő (vagy melegfront tör be egy területre), akkor hirtelen felemelkedik, és eközben ütköznek egymással a különböző légrétegek és az azok által szállított pl. páracseppek.

Szóval maga az energia a Napból, illetve a különböző hőmérsékletű és nyomású légtömegek (leginkább függőleges) mozgásából. A többi hasonló, mint a fésű hajhoz dörzsölésekor.

[link]

[link]

[link]

Látom, születnek itt az oldalon is azért új elméletek bőven, de hagyjuk is. A szegény Kérdező biztosan most jól összezavarodott.

Alapszinten leírnék néhány dolgot, amiből talán többé-kevésbé megkapja a kérdező a választ.

Picit messziről kell indulni, maga az értelmezés felé is, így most ez következik. Tegyük fel, hogy elmész egy vizerőműbe.

Aki alaposan megfigyel minden részletet, a következő egyszerű tényt állapítja meg: A turbinákat a vizesés hajtja meg. Ezt most nagyon primitíven írtam, és írom, de

a megértéshez elég lesz.

A víz úgy tud esni, hogy egyik oldalon magasabban van, mint a másik oldalon. Ragadjunk ki egy tetszőleges V térfogatú, elegendően kicsi részt a folyadékból. Mikor fönnt van, akkor az ő energiája egyrészt mozgásból, másrészt magasságából adódik. Amikor leesik, akkor szintén, ám mivel lejjebb kerül, ezért magasságából adódóan kisebb energiája lesz. A különbség átalakul mozgássá.

Látjuk rögtön, hogy a többlet mozgási energia annak következménye, hogy az esés előtt, ill. az esés után eltérő magasságban volt a vizsgált folyadékrészecske.

Ezt úgy szokás mondani, hogy a magasabban lévő folyadékrésznek nagyobb a potenciális energiája, mint esés után.

Azaz az esés előtti és utáni állapot között ún. potenciálkülönbség van, amely a magasságból származó energiával arányos.

Ha ezt eddig értjük, akkor a válasz már félig meg is van.

Általában a következőt lehet mondani: Ha potenciálkülömbség van két pont között a térben, akkor közötte valamilyen áramlás fog kialakulni. Példánkban ez az áramlás a vízesés, ami majd hajtja a turbinát, az meg a generátort, hogy aztán lehessen otthon gyik-ozni a számítógépen...

Tegyük át most a megismert gondolatmenetet villamosságtanba!

Valaki itt jött azzal, hogy megdörzsöljük a pvc-t szőrmével, vagy valami hasonló. A következő történik: Megdörzsöléskor a pvc-ről elektronok "ugranak" át a szőrmére. Azaz a pvc csövön elektronhiány keletkezik, a szőrmén pedig elektrontöbblet. (A pontos mechanizmus elég bonyolult, több elmélet is létezik erről, többnyire atomfizikai szinten).

Tehát mindenesetre látjuk azt, hogy létezhet két olyan tárgy, amelyek között elektrontranszport van, ebből következik, hogy létrehozható adott testen elektronhiány vagy elektrontöbblet.

Tegyük fel, hogy valahol a térben létezik két, V1 és V2 térfogatrész, melyek közül az egyik elektrontöbblettel, a másik elektronhiánnyal jelentkezik.

Az elektronhiány, vagy többlet teljesen ekvivalens előző példánkkal, ahol a vízesésről beszéltünk. Ilyen módon az elektronkülönbség megfeleltethető a potenciálkülönbségnek, ami egyébként létezik is, villamos potenciálnak nevezik.

Az analógia alapján nyílvánvaló, hogy villamos potenciálkülönbség fennállásakor előbb-utóbb valamilyen áramlásnak kell megindulni, épp úgy, mint a víz, ahogy esett a magasabb helyről az alacsony hely felé.

Ugyanez történik itt is: Ahol több elektron van, azok át fognak áramlani a kevesebb elektront tartalmazó helyekre. Na ezt hívják villamos egyenáramnak.

A villámlás esetében ez olyan gyorsan történik, hogy a másodperc törtésze alatt. Pillanatszerű áram indul meg, amit csak mint hirtelen fényfillanás tapasztalunk.

Az viszont még a mai napig nyitott kérdés, hogy a potenciálkülönbség pontosan hogyan is alakul ki. A legkülönbözőbb elméleteket találták már ki erre, azonban egyetértés még a tudósok között sincs. Az egyik legismertebb változat, amit már valaki itt említett, hogy a levegőben súrlódások mennek végbe, apró porszemek, vagy esőcseppek súrlódnak, így dörzsvillamosság alapján kialakul két térrész, ami között villamos potenciálkülönbség halmozódik fel. (Megjegyzem, ezt az elméletet már számtalan méréssel és egyszerű számításokkal is cáfolták).

Tehát a lényeg, hogy villámláskor két térrész, azaz pl. két felhő közötti villamos potenciálkülönbség egyenlítődik ki.

Persze ha mélyebben belemennénk, ehhez az is kell, hogy a két térrész között valamilyen közeg biztosítsa az elektronok áramlását, azaz olyan közeg kell, ami vezeti az áramot. A levegő pedig nem vezeti, normál állapotban. Aki mélyebben utánaolvas a témának, az megtalálja azt, hogy még a szigetelő anyagokban is létrejöhet úgynevezett villamos átütés. Ez bonyolult fizikai folyamat, egy egyszerűsített elmélet értelmében pl. a levegő molekulái ionizálódnak, és kialakul egy ún. ioncsatorna, amiben létrejöhet a gyors elektronáram, azaz a villám.