人类能够收集闪电吗?一道闪电有多少度电?这里告诉你案

有很多人都想了解人类能够收集闪电吗?一道闪电有多少度电?这里告诉你案和一些有闪电是人工降雨吗的相关知识,那下面让小编为大家讲解吧!

你知道天空中一道闪电的温度吗?人类有可能收集闪电并利用它吗?

夏季的降雨往往伴随着雷电,天上的闪电和人类使用发电机发出的电没有物理上的区别。闪电的形成是因为下雨时,水分子在积云中不断摩擦分解。云层顶部形成正静电,底部形成负静电。

两种不同类型的静电相互碰撞形成闪电,并伴有强光和高温。当闪电发生时,瞬间高温可达17万至28万摄氏度,甚至是太阳表面温度的三倍。闪电不仅发生在云层中,有时由于地面上存在正电荷,闪电也会与地面相连。

闪电击中地面上的大树和较高的建筑物也很常见。通常大树被击中后会被烧焦,因此雷雨天气时不能在大树下避难。较高的建筑物还将安装避雷针,以防止雷击。

既然雷电的威力如此强大,那么用电量也一定很大,人类利用能源发电会浪费资源,有的还会造成环境污染。是否有可能收集并利用自然电力,让人类不必因能源匮乏而发电?并担心。

事实上,收集闪电不仅在技术上非常繁琐、困难,而且从经济角度来看,一次雷击所产生的电量其实并不多。通常闪电的长度从100米到几千米不等,输送的电量也会有所不同。但根据科学家的研究,大多数闪电一次会产生10亿焦耳的能量。

这个值看似天文数字,但我们每天使用的一千瓦时的电就含有360万焦耳的能量。经计算,一次雷击平均发电量约为280千瓦时,足够一个普通五口之家一个月左右的用电。从这一点来看,自然界的雷电虽然看似威力强大,但其威力并没有达到惊人的程度,也没有办法一劳永逸地收集起来。但这只是一道闪电产生的电量。如果收集到世界各地数以千计的闪电,那就太惊人了。

一道闪电产生的电量一般只有280度,那么世界上闪电的总电量有多少呢?人类可以收集闪电为自己所用吗?

闪电通常只发生在夏季高温多雨的条件下,因为云中电荷的运动需要大量水蒸气的运动。因此,全每年发生的雷击总数只有14亿次左右,其中四分之三是云中闪电,无法到达地面,采集起来更加困难。

理论上可以收集到达地面的剩余四分之一的闪电。按一次雷击平均发电量为280千瓦时计算,35亿次雷击发电量约为1000亿千瓦时。根据全电力数据报告,2021年全发电总量为285万亿千瓦时,即285万亿度。相比之下,闪电产生的电量只是九牛一毛。

而且这是在理论条件下计算的,基于电力收集和传输过程中不会有损耗的情况。不过,蚊子再小,也是肉。在人类完全掌握发电技术之前,雷电的巨大能量对人类来说是非常有吸引力的。

因此,早在1752年,美国物理学家富兰克林就进行了著名的风筝实验。雷雨天,他把一把钥匙系在风筝线尾。说到触电,虽然电流比较小,但是也很惊险。不过,这也证明了闪电就是普通的电,但后来人们不断尝试收集闪电却失败了。

2007年,科学家设计了一种名为电容器塔的装置,希望能够收集闪电。尽管实验室里的小规模实验可能会成功,但现实生活中的实验最终还是失败了。而且估计就算能够建造出能够收集闪电的装置,那也是一座非常高的塔,建造成本也会非常昂贵。如果要在全部署如此巨大的塔,光成本甚至会超过全年产量。GDP总量不包括其他设备的成本。可以说,收集闪电是一种得不偿失的做法。

全每年产生1000亿度的地面闪电,但收集闪电几乎是不可能的。那么收集闪电有什么难度呢?

虽然相对于全每年285万亿千瓦时的发电量来说,1000亿千瓦时的电力只是一个小小的补充,但也相当可观,但现在却只能因为无法收集而浪费掉。

首先,闪电产生的时间很短,通常发生在0.01秒甚至更短的时间内。因此,虽然一次发电量不大,但电压却很强,一般达到100万至1亿伏之间。目前,只有中国拥有最先进的特高压输电技术,其输电电压在1000千伏左右,也就是100万伏。

接收设备需要在极短的时间内承受极高的电压,闪电产生的瞬时电流约为20000安培。对于接收设备来说,需要超粗的导电棒来接受巨大的电流,并且需要超级电容器。储存瞬间产生的大量电力。目前最先进的充电汽车充电一次至少需要半个小时。对于采集闪电来说,需要在极短的0.01秒的时间内储存力量,这也是一个巨大的考验。

假设人类能够建造出如此强大的闪电收集装置,那么如何保证闪电集中在收集装置上也是一个题。由于闪电的发生是随机的,因此无法预测准确的位置。这与避雷针的原理不同。避雷针被动吸收雷电,而接收装置则需要主动吸引雷电。然而,人工雷电引爆技术难度大,成本非常高。

因此,无论是采集还是存储和传输,人类目前的技术都不支持闪电的采集。然而,闪电的产生并没有被浪费。它在自然界中发挥着非常重要的作用。当闪电发生时,它可以将空气中的氧气转化为臭氧,在空气中形成臭氧层,吸收紫外线和其他物质。闪电发生时也会产生氮气。氧化合物落到地面,成为土地的营养来源之一。因此,即使闪电无法收集和利用,也无需感到遗憾。相反,你应该感谢闪电的存在。但雷雨天气时一定要做好防雷措施,不要在空旷的地方乱动。

介绍人类能够收集闪电吗?一道闪电有多少度电?这里告诉你案,以及有闪电是人工降雨吗对应的知识点已经解完毕,希望对大家有帮助。

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