Електричне поле, бліскавконебезпечність - безпека життєдіяльності людини і суспільства

Електричне поле

Воно завжди виникає у заряджених частинок, наприклад електронів. Землю оточує електричне поле напруженістю близько 130 В / м, яке зменшується від середніх широт до полюсів і екватора і з віддаленням від земної поверхні. Спостерігаються періодичні річні, добові та інші варіації його величини, особливо при зміні погодних умов - опади, гроза, посуха, вітри, пилові бурі, спалахи на Сонці. Земне електричне поле впливає на самопочуття, стан здоров'я людини. При грозових явищах напруженість досягає 10 тис. Вольт на метр, що може негативно позначатися на здоров'ї людей, їх самопочуття. Слабке електричне поле існує у неживих і особливо у живих об'єктів. Будь-яка жива клітина є джерелом електричного поля і струму. Це явище використовується в різних методах діагностики стану внутрішніх органів. Так, електрокардіограма (ЕКГ) характеризує роботу відділів серця, електроенцефалограма (ЕЕГ) - роботу мозку, електроміограми (ЕМГ) - м'язів. Особливо електрично активні нервові клітини, які в стані спокою генерують електричні потенціали від 20 до 40 мВ. Тому зовнішні електричні поля - природні або антропогенні - можуть впливати на їх функції, і при певних умовах навіть шкідливо.

У планети, в атмосфері, в морях і океанах електричне поле існує за рахунок різних геофізичних процесів. В атмосфері воно виникає при іонізації газів за рахунок впливу на них ультрафіолетового випромінювання Сонця, іонізуючих факторів - радіоактивних речовин, космічних випромінювань. Атмосферні процеси - конвекція повітря, утворення хмар, опадів - призводять до часткового розподілу різнойменні зарядів і виникнення атмосферних електричних полів. За атмосфери поверхню планети заряджена негативно. При збільшенні різниці потенціалу між землею і атмосферою (хмарою) виникає потужний електричний розряд - блискавка. Це небезпечне природне явище - лінійні і більш рідкісні кульові блискавки.

1. Що таке електричне поле, чим воно небезпечне?

2. Що є джерелом електричного поля в природі, в організмі людини?

3. Яке практичне значення електричного поля?

4. Яким явищем проявляється електричне поле в природі?

Бліскавконебезпечність

Блискавка - проходження електричного струму через повітря, джерелом якого є атмосферний заряд, накопичений грозовою хмарою. Довжина каналу блискавки може досягати декількох кілометрів, сила струму близько 200 тис. А, напруга - 150 тис. В, а температура - 10000 ° С і більше. Час існування блискавки 0,1-1 секунда.

Кожну секунду земну кулю уражають в середньому близько 10 блискавок. Вони виникають внаслідок електростатичної і електромагнітної індукції.

За енергією, яка виділяється від однієї блискавки її можна порівняти з вибухом атомної бомби середньої потужності. Над Землею вирує надпотужний енергетичний океан, з якого можна черпати енергію, але поки відсутні технології, за допомогою яких це можна робити.

Крім лінійної іноді виникає кульова блискавка. Це - надзвичайно небезпечний світиться плазмовий сфероид, з великою енергією, який існує від декількох секунд до декількох хвилин. Вона, як і лінійна, може стати причиною важких поразок і загибелі людей. Кульова блискавка часто з'являється слідом за лінійною.

Звичайно прямим ударам блискавок піддаються об'єкти - споруди, заводські труби, вежі, дерева, особливо окремо стоять, тому що виконують роль громовідводу.

Небезпечно потрапляння блискавок в транспортні засоби - автомобілі, тепловози, літаки, так як можлива руйнація електроустаткування, засобів навігації, самого транспортного засобу та загибелі людей.

Середня інтенсивність грозової діяльності в різних регіонах (областях) України приведена в табл. 8.

Середня інтенсивність грозової діяльності в регіонах України

Отже, блискавка - дуже небезпечне природне явище, яке вимагає надійного захисту за допомогою технічних засобів - б ліскавко-захисту. Це система захисних пристроїв та заходів, що забезпечують безпеку людей, збереження будівель та споруд, обладнання, матеріалів від можливих вибухів, загорянь і руйнувань.

Для захисту об'єкта від прямих ударів блискавки застосовують блискавковідвід - пристрій, який височіє над об'єктом, що захищається і сприймає удар блискавки і відводить її струм в землю.

Захисна дія громовідводу засноване на властивості блискавки вражати найвищі і добре заземлені металеві конструкції, за якими її звряд стікає в землю.

За конструктивним виконанням громовідводи ділять на стрижневі, тросові та сітчасті, а за кількістю і загальною площею захисту - на одинарні, подвійні і багаторазові. Крім того, розрізняють громовідводи встановлені окремо і такі, які розташовані на об'єкті, що підлягає.

Будь блискавковідвід складається з блискавкоприймача (металевий стрижень, трос, сітка), який безпосередньо сприймає удар блискавки і несучої опори (спеціальні стовпи, елементи конструкцій будівлі). На опорі розташовується блискавкоприймач; токопровод (металевий провідник), за яким струм блискавки передається в землю.

Важлива частина - заземлювач, який забезпечує розтікання струму блискавки в землі. Громовідводи повинні бути обов'язково ізольовані від споруди, яке захищають або виконані окремо стоять.

Найбільш надійний опір току не більше 10 Ом, для труб, веж і вишок - не більше 50 Ом. Допускається використання блискавка-приймальні металевої сітки, яка накладається на дах.

Електричний струм небезпечний не тільки прямою дією на людину, а й електричними полями, що утворюються навколо проводів, обладнання, які також небезпечні. Дія електричних полів багатогранна але перш за все вони негативно впливають на нервову систему, порушуючи психічні процеси, на систему крові.

Блискавковідвід характеризується зоною захисту - частиною простору навколо блискавковідводу, яка захищена від прямих ударів блискавки з відповідним ступенем надійності.

За величиною ступеня надійності зони захисту можуть бути двох типів: зона А - ступінь надійності не менше 99,5%, зона Б - не менше 95%.

При відсутності блискавкозахисту виникає небезпека пошкодження, руйнування промислових об'єктів, будинків, високих металевих конструкцій, труб і веж. Вони блискавконебезпечні об'єктами. Поблизу таких об'єктів розряди атмосферної електрики - блискавки можуть стати причиною вибухів, пожеж, ураження людей. За даними статистики близько 7% пожеж виникає від розряду блискавки. Кількість блискавок приведена в табл. 5.

Середньорічна кількість ударів блискавки в 1 км 2 поверхні землі в залежності від інтенсивності грозової діяльності

Середньорічна інтенсивність грозової діяльності, ч / рік

Комплекс захисних пристроїв, призначених для забезпечення безпеки людей, збереження будівель та споруд, обладнання та матеріалів від вибухів, загорянь і руйнувань називається захистом від блискавки.

Він передбачає захист будівель і споруд від прямих ударів блискавки, від електростатичного та електромагнітної індукції та накопичення високих потенціалів через наземні і підземні металеві конструкції, комунікації.

Заходи безпеки. При грозі не слід наближатися до окремо розташованих об'єктів - високих дерев, веж, не підходити до металевих конструкцій, тому що вони виконують роль громовідводу. На рівнинній місцевості - в поле, у моря, річки слід вибрати низовина і перечекати грозу. У разі потрапляння блискавки в людину треба негайно надати першу медичну допомогу як при ураженні електричним струмом. Не можна потерпілого закопувати в землю, як вважають "відкачування електрики", це тільки погіршить його стан.

1. Охарактеризуйте фізичні дані блискавки?

2. Як діє блискавка на різні об'єкти?

3. Охарактеризуйте типи блискавкозахисту, їх конструктивні особливості?

4. Як обчислити висоту і радіус захисту від впливу блискавки?

5. Які заходи безпеки при грозі?