雷電怎么形成的

雷電怎么形成的

　　雷電是自然界中一種大規(guī)模的火花放電現(xiàn)象。那么雷電是怎么形成的?學(xué)習(xí)啦小編在此整理了雷電形成原因，供大家參閱，希望大家在閱讀過程中有所收獲!

　　雷電形成原因

　　雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現(xiàn)象。雷電一般產(chǎn)生于對流發(fā)展旺盛的積雨云中，因此常伴有強(qiáng)烈的陣風(fēng)和暴雨，有時還伴有冰雹和龍卷風(fēng)。積雨云頂部一般較高，可達(dá)20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空氣對流等過程，使云中產(chǎn)生電荷。云中電荷的分布較復(fù)雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負(fù)電荷為主。因此，云的上、下部之間形成一個電位差。當(dāng)電位差達(dá)到一定程度后，就會產(chǎn)生放電，這就是我們常見的閃電現(xiàn)象。閃電的的平均電流是3萬安培，最大電流可達(dá)30萬安培。閃電的電壓很高，約為1億至10億伏特。一個中等強(qiáng)度雷暴的功率可達(dá)一千萬瓦，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。放電過程中，由于閃電通道中溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產(chǎn)生沖擊波，導(dǎo)致強(qiáng)烈的雷鳴。 帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時，它們之間就發(fā)生激烈的放電。在雷電放電地點會出現(xiàn)強(qiáng)烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。

　　通常是暴風(fēng)云(積雨云)產(chǎn)生電荷，底層為陰電，頂層為陽電，而且還在地面產(chǎn)生陽電荷，如影隨形地跟著云移動。正電荷和負(fù)電荷彼此相吸，但空氣卻不是良好的傳導(dǎo)體。正電荷奔向樹木、山丘、高大建筑物的頂端甚至人體之上，企圖和帶有負(fù)電的云層相遇;負(fù)電荷枝狀的觸角則向下伸展，越向下伸越接近地面。最后正負(fù)電荷終于克服空氣的阻障而連接上。巨大的電流沿著一條傳導(dǎo)氣道從地面直向云涌去，產(chǎn)生出一道明亮奪目的閃光。

　　一道閃電的長度可能只有數(shù)百米(最短的為100米)，但最長可達(dá)數(shù)千米。閃電的溫度，從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等，也就是等于太陽表面溫度的3~5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹?？諝庖苿友杆?，因此形成波浪并發(fā)出聲音。

　　雷電的危害

　　閃電大家都知道，它來源于夏季的積雨云層。當(dāng)攜帶電荷的云層臨近地面上高大的建筑物時，就會出現(xiàn)正負(fù)電荷對撞，并形成強(qiáng)大的閃光，同時會伴隨空氣的共振產(chǎn)生巨大的轟鳴聲，這就是雷電。有時，人們把閃電稱作雷電。為什么叫雷電呢?因為“雷”象征爆炸，“雷鳴電閃”中的“雷”形容聲音，而“閃”是由于正負(fù)電荷撞擊而形成的光輻射，所以，人們將自然界中的打雷和閃電統(tǒng)稱為雷電。閃電的電壓是很高的，約為1億至10億伏特，一個中等強(qiáng)度的雷電釋放的功率可高達(dá)1000萬瓦，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。避雷針只能預(yù)防直擊雷的強(qiáng)大電荷沖擊，而對強(qiáng)雷電磁感應(yīng)的電荷就很難起作用了。 雷電分為接觸電荷和感應(yīng)電荷。

　　(1)接觸電荷：在強(qiáng)大的積雨云層中，由于電荷不斷積累，形成了強(qiáng)大的靜電高壓電場。在電場力作用下，對地面上的高大物體形成尖端放電，以卸載電荷。在這種情況下，云層攜帶的是正電荷，大地攜帶的是負(fù)電荷。當(dāng)正負(fù)電荷相互碰撞時，就會形成瞬間的中和反應(yīng)，這也叫直擊雷。

　　(2)感應(yīng)電荷：在云層放電的瞬間，形成強(qiáng)大的電磁轉(zhuǎn)換，這種強(qiáng)大的電磁場就會在地球表面的金屬導(dǎo)體上形成感應(yīng)電荷。這種感應(yīng)電荷會在瞬間積累構(gòu)成高壓電場放電，從而導(dǎo)致通訊網(wǎng)絡(luò)和電氣設(shè)備瞬間被擊毀。

　　雷電會給人類生活造成巨大的破壞，每年的雷雨季節(jié)給人類造成的直接經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)數(shù)億美元，每年被雷電擊中死亡的人和其他動物數(shù)量高得驚人，而且這個數(shù)量還在不斷攀升。雷電對人體的傷害主要包括兩個類型：

　　(1)直擊雷：當(dāng)人遭到雷擊的一瞬間，強(qiáng)大的電流會迅速通過人體，嚴(yán)重者可導(dǎo)致心跳停止、肺功能衰竭、腦組織缺氧而死亡。另外，雷擊產(chǎn)生的高溫弧光也會形成人體不同程度的皮膚灼傷和碳化。人體遭雷電擊傷，會形成樹枝狀的雷擊紋理，致使皮膚剝脫和出血，也可造成耳鼓和內(nèi)臟破裂等等。另外，據(jù)不完全統(tǒng)計，在每年的雷雨季節(jié)中，世界上所發(fā)生的雷擊高達(dá)1700次左右，全世界每年大概有數(shù)千人遭受雷擊。在比較平坦的地形上，30米左右高的建筑物平均每年就會被擊中一次;每座數(shù)十米及以上的高層建筑物，如廣播或電視塔，每年會被擊中20次左右，每次雷擊所產(chǎn)生的高電壓達(dá)6億伏左右。如果沒有避雷設(shè)備，這些建筑物早就被毀掉了。從云層到地面的閃電雷擊，它也包含了在50毫秒左右間隔之內(nèi)的發(fā)生次數(shù)，也就是4次左右的獨(dú)立雷擊次數(shù)。第一次的雷擊峰值電流大約在2萬安培左右，而后續(xù)雷擊的電流峰值則會減半，最后一次雷擊很可能產(chǎn)生大約140安培左右的持續(xù)電流，其持續(xù)的時間可長達(dá)數(shù)十毫秒左右。

　　(2)雷電感應(yīng)。是在雷電感應(yīng)過程中產(chǎn)生的強(qiáng)大瞬間電磁場，這種強(qiáng)大的感應(yīng)磁場，可在地面金屬網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生感應(yīng)電荷。包括有線、無線通訊網(wǎng)絡(luò)，電力輸電網(wǎng)絡(luò)和其他金屬材料制成的線路系統(tǒng)。高強(qiáng)度的感應(yīng)電荷會在這些金屬網(wǎng)絡(luò)中形成強(qiáng)大的瞬間高壓電場，從而形成對用電設(shè)備的高壓弧光放電，最終會導(dǎo)致電氣設(shè)備燒毀。尤其對電子等弱電設(shè)備的破壞最為嚴(yán)重，如，家用電器的電視機(jī)、電腦、通信設(shè)備、辦公設(shè)備等等。每年，被感應(yīng)雷電擊毀的用電設(shè)備事故達(dá)千萬件以上。這種高壓感應(yīng)電也會對人身造成傷害。