We denken vaak dat elektriciteit alleen wordt opgewekt in energiecentrales, en helemaal niet in de vezelmassa's van waterwolken, die zo dun zijn dat je er gemakkelijk je hand in kunt steken. Desalniettemin is er elektriciteit in de wolken, net als in het menselijk lichaam.
De aard van elektriciteit
Alle lichamen bestaan uit atomen - van wolken en bomen tot het menselijk lichaam. Elk atoom heeft een kern met positief geladen protonen en neutrale neutronen. De uitzondering is het eenvoudigste waterstofatoom, in de kern waarvan er geen neutron is, maar slechts één proton.
Negatief geladen elektronen circuleren rond de kern. Positieve en negatieve ladingen worden onderling aangetrokken, dus de elektronen draaien rond de kern van een atoom, zoals bijen bij een zoete koek. De aantrekkingskracht tussen protonen en elektronen wordt veroorzaakt door elektromagnetische krachten. Daarom is overal waar we kijken elektriciteit aanwezig. Zoals we zien, zit het ook in atomen.
Interessant feit: de aard van bliksem ligt in de elektriciteit die zich in de wolken bevindt.
Onder normale omstandigheden brengen de positieve en negatieve ladingen van elk atoom elkaar in evenwicht, dus lichamen die uit atomen bestaan, dragen meestal geen totale lading - noch positief, noch negatief.Hierdoor veroorzaakt contact met andere objecten geen elektrische ontlading. Maar soms kan de balans van elektrische ladingen in lichamen worden verstoord. Misschien ervaar je het wel als je thuis bent op een koude winterdag. Het huis is erg droog en heet. Jij, schuifelend op blote voeten, loop rond het paleis. Zonder dat u het weet, is een deel van de elektronen uit uw zolen naar de atomen van het tapijt overgegaan.
Nu draag je een elektrische lading, omdat het aantal protonen en elektronen in je atomen niet meer in balans is. Probeer nu de metalen deurklink vast te pakken. Er glijdt een vonk tussen jou en haar en je voelt een elektrische schok. Dit is wat er is gebeurd: je lichaam, dat geen elektronen heeft om een elektrisch evenwicht te bereiken, probeert het evenwicht te herstellen als gevolg van de krachten van elektromagnetische aantrekkingskracht. En het wordt hersteld. Tussen de hand en de deurknop is er een elektronenstroom gericht op de hand. Als de kamer donker was, zou je vonken zien. Licht is zichtbaar omdat elektronen lichtquanta uitzenden wanneer ze springen. Als de kamer stil is, hoor je een licht gekraak.
Elektriciteit omringt ons overal en zit in alle lichamen. Wolken zijn in deze zin geen uitzondering. Tegen de blauwe lucht zien ze er erg onschadelijk uit. Maar net zoals je in een kamer bent, kunnen ze een elektrische lading dragen. Pas dan op! Wanneer de wolk de elektrische balans in zichzelf herstelt, flitst er een heel vuurwerk.
Hoe ziet bliksem eruit?
Dit is wat er gebeurt: in een enorme enorme onweerswolk circuleren voortdurend krachtige luchtstromen, die verschillende deeltjes tegen elkaar duwen - korrels zeezout, stof, enzovoort.Op dezelfde manier dat je zolen, wanneer ze tegen een tapijt worden gewreven, worden vrijgemaakt van elektronen en deeltjes in een wolk worden vrijgegeven door elektronen bij een botsing, die naar andere deeltjes springen. Er is dus een herverdeling van kosten. Op sommige deeltjes die hun elektronen hebben verloren, is er een positieve lading, op andere die overtollige elektronen aannemen, nu een negatieve lading.
Om redenen die niet helemaal duidelijk zijn, laden zwaardere deeltjes negatief op, terwijl lichtere deeltjes positief opladen. Zo wordt het zwaardere onderste deel van de wolk negatief geladen. Het negatief geladen onderste deel van de wolk duwt elektronen naar de aarde, omdat dezelfde ladingen afstoten. Zo wordt onder de wolk een positief geladen deel van het aardoppervlak gevormd. Dan, precies volgens hetzelfde principe, volgens welke een vonk tussen jou en de deurknop springt, springt dezelfde vonk tussen de wolk en de grond, alleen deze zeer grote en krachtige is bliksem. Elektronen vliegen in een gigantische zigzag naar de aarde en vinden daar hun protonen. In plaats van een nauwelijks hoorbaar gekraak hoor je een sterke donderslag.
Als je het hele proces in slow motion bekijkt, dan is dit wat we zullen zien. Een zwak lichtgevende band steekt uit de basis van de wolk, een geleider genoemd. De dirigent, die ook de 'leider' is, begint de aarde te naderen met snelle draaiende bewegingen. Eerst glijdt het 50 meter naar rechts en dan 50 meter naar links. Dit is dezelfde zigzag die we in de lucht zien. Het pad van de leider naar de aarde gaat nog een fractie van een seconde door, de huidige sterkte in bliksem bereikt 200 ampère. In huisbedrading is de stroom niet hoger dan 6 ampère. Wanneer de leider zich op een afstand van ongeveer 20 meter van de grond bevindt, springt er een vonk uit naar de leider en maakt verbinding met deze. Een oogverblindende zigzag snelt naar de wolk, de huidige sterkte bereikt 10.000 ampère.
Interessant feit: Een bliksemschicht bevat voldoende elektriciteit om alle woningen en bedrijven in de hele stad te verlichten, maar slechts voor een fractie van een seconde.
De volgende leider glijdt stilletjes door de gevormde gang, waar weer een gigantische vonk naartoe vliegt. De temperatuur tijdens een blikseminslag bereikt 28.000 graden Celsius. Elektriciteitsstromen vliegen vaak op en neer door het kanaal: dit is het proces dat we waarnemen als één blikseminslag.
Hoeveel energie zit er in bliksem?
Met ongeveer 20 duizend megawatt is deze energie voldoende om alle huizen en bedrijven van de hele republiek te verlichten, zij het slechts voor een fractie van een seconde.
