Ніки електричного поля, електронна бібліотека

Джерела електричного поля можна поділити на природні і штучні. Природними джерелами є атмосферну електрику і електричне поле Землі. Так, відомо [33], що загальний заряд Земної кулі негативний і дорівнює, приблизно, 5 · 10 7 Кл. Причому цей заряд постійно змінюється і на людину діє електричне поле Землі напруженістю Е = 120 - 150 В / м.

Під час грози, при снігових заметілі, сильних вітрах, бурях напруженість електричного поля суттєво збільшується (до 120 - 150 кВ / м). Особливо різко вона зростає на гострих виступах, що піднімаються над Землею (гострі виступи скель, вершини дерев, громовідводи, труби, верхівки опор ліній електропередачі, антени і т.д.). При цьому на цих вістрях іноді виникають світяться розряди, відомі під назвою вогнів Ельма. У деяких випадках світяться розряди спостерігаються на витягнутій руці людини і на тварин, що супроводжується потріскуванням тривалістю до декількох годин.

Електричне поле виникає також внаслідок того, що при русі хмар, висхідних теплих потоків повітря, терті повітряних мас вони заряджаються. Це іноді може супроводжуватися таким явищем, як блискавка. Так, якщо заряджене грозову хмару проходить над Землею, то воно створює на її поверхні великі наведені заряди і різниця потенціалів при цьому між хмарою і землею може досягати величезних значень, вимірюваних сотнями мільйонів Вольт. При певних умовах виникає пробій. Оскільки напруженість поля істотно вище над різко виступаючими над поверхнею Землі частинами, блискавка виникає найчастіше між цими частинами і зарядженим хмарою. Тому людині перебувати під час грози на відкритій місцевості, а також поряд з окремими виступаючими предметами небезпечно. Блискавка також може виникати і між різнойменно зарядженими хмарами або їх частинами.

На електризацію атмосфери істотно впливає і потоки ультрафіолетового і м'якого рентгенівського випромінювання, спрямовані від Сонця до Землі.

В результаті їх дії на деякій відстані від поверхні Землі утворюється суцільний об'ємний іонізований шар, що охоплює Землю.

Перший такий іонізований стабільний шар має відносно невелику товщину і знаходиться на висоті 110 - 120 км, другий шар знаходиться на висоті 180 - 300 км і має змінну товщину. В результаті між верхніми шарами і поверхнею Землі різниця потенціалів становить приблизно 400 кВ.

Крім постійних, електрично заряджених шарів, існують плаваючі локальні області з заряджених частинок, які роблять різний вплив на величину напруженості поля, тому в різних регіонах Землі величина напруженості може істотно змінюватися.

Поряд з природними електричними полями людина піддається впливу штучних полів.

Штучні електростатичні поля виникають при роботі з легко електризуються матеріалами і виробами. а також при експлуатації високовольтних установок постійного струму.

Всі наведені вище співвідношення, строго кажучи, справедливі тільки для електростатичного поля. Однак з великим ступенем точності вони можуть бути використані і при розрахунку деяких джерел електричного поля промислової частоти. Критерієм допустимості наближеного розгляду електричного поля промислової частоти як електростатичного поля може служити співвідношення між лінійними розмірами області, в якій розглядається поле, і довжиною електромагнітної хвилі (питання про довжину електромагнітної хвилі буде розглянуто в розділі 5).

Джерелами електричних полів промислової частоти є: лінії електропередачі. відкриті розподільні пристрої, різні високовольтні ап

Параті, високовольтні вводи, струмопроводи, пристрої захисту та автоматики, збірні з'єднувальні шини, вимірювальні прилади та інше високовольтне обладнання.

Розглянемо деякі з джерел електричного поля більш докладно.