雷电 选修作业

发布 2022-09-04 04:02:28 阅读 1877

no. 50

邯郸学院公选课**。

课程 《雷电与我们生活》

题目**关于雷电与生活的认识。

姓名梁爽 学号 024

年级四年级

专业教育学(本)

任课教师申晓志

二级学院教育学院

系、部)2023年6月。

**关于雷电与生活的认识。

摘要】大三下半学期我选修了申老师的《雷电与生活》。在坚持按时上课,并且有申老师简练细致、深入浅出的讲解下,我逐渐对雷电这一自然现象产生了浓厚兴趣。随着课程的深入,我不仅了解到原来不曾了解过的雷电相关知识,而且还对雷电与生活的关系有了更深的认识。

短短几堂课的时间,我不但学到了理论知识,更掌握了很实用的实践小常识。本文对本人学到的知识加以概括和整理,并结合拓展内容提出自己的看法。

关键词】 雷电生活雷电防护。

正文】大三下半学期我选修了申老师的《雷电与生活》。其实,对于文科出身的我来说,雷电属于物理范畴,即理科范畴,这着实让我望而却步了一段时间。由于各种原因,只得硬着头皮上此门选修,以为会痛苦非常。

谁知,由教学经验丰富、和蔼可亲的申老师深入浅出地讲解,我竟逐渐对雷电这一自然现象产生了浓厚兴趣,并且通过老师细致的讲解了解到许多在生活中很实用的小常识,这实在是意外收获。就像老师说的那样,不论我们是文科生、理科生,学习雷电等与日常生活相关的基本物理知识都是有益无害的,这不仅开阔了视野,也使我深深懂得,学无止境,学无界限。接下来,就让我**写自己的学习体会吧。

一、雷电是什么。

雷电是一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。在雷云形成过程中,某些云团带正电荷,另些云团带负电荷。他们对大地的静电感应使地面产生异性电荷。

当这些云团电荷积聚到一定程度时,不同电荷的云团之间或云团与大地之间的电场强度就可以击穿空气(一般为25-30千伏/厘米)开始游离放电。我们称这种游离放电为“先导放电”,云团对大地的先导放电是云团向地面跳跃(梯级)式逐渐发展的,当它到达地面时(高出地面的建筑物、架空输电线等),便会产生由地面向云团的逆主放电。在放电阶段里,由于异性电荷的剧烈中和,会出现很大的电流(一般为几千安至几百千安),随之发生强烈放电闪光,这就是闪电;强大的电流把闪电通道内的空气剧烈加热到一万度以上,使空气骤然膨胀而发生巨大声响,这就是雷,这就形成了雷电。

雷电作为一种天气现象,常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有龙卷风等。

二、《雷电与生活》课程的相关内容。

1、气体放电的基本(物理)过程。

1.1气体放电的基本理解:干燥气体通常是良好的绝缘体,但当气体中存在自由带电粒子时,它就变为电的导体。

这时如在气体中安置两个电极并加上电压,就有电流通过气体,这个现象称为气体放电。依气体压力、施加电压、电极形状、电源频率的不同,气体放电有多种多样的形式。主要的形式有暗放电、辉光放电、电弧放电、电晕放电、火花放电、高频放电等。

20世纪70年代以来激光导引放电、电子束维持放电等新的放电形式,也日益受到人们的重视。

1.2气体放电的基本物理过程:气体放电总的过程由一些基本过程构成,这些基本过程是:激发、电离、消电离、迁移、扩散等。基本过程的相互制约决定放电的具体形式和性状。

2、气体间隙的击穿强度。

包括三种情况:稳态电压下的击穿、雷电冲击电压下的击穿和操作冲击电压下的击穿。

2.1其中,稳态电压下的击穿包括三种情况:(1)均匀电场中的击穿特点:

、均匀电场中的电极布置对称,击穿无极性效应;、均匀场间隙中的各处电场强度相等,击穿所需时间极短,其直流击穿电压、工频击穿电压峰值、50%冲击击穿电压相同;、击穿电压的分散性小。 (2)稍不均匀电场中的击穿:球间隙、同轴圆柱电极以及其他形状的电极布置。

(3)极不均匀电场中的击穿:不对称布置的极不均匀场间隙的极性效应很明显,而且其击穿的极性效应与稍不均匀场间隙相反。

2.2雷电冲击电压下的击穿中介绍了冲击电压的标准波形、放电时延和伏-秒特性。

2.3操作冲击电压下的击穿则一带而过。

3、气体中沿(绝缘)固体表面放电。

3.1沿面放是指沿着固体介质表面发展的气体放电现象。

3.2污闪是指沿着污染表面发展的闪络。

3.3电力系统中绝缘子、套管等固体绝缘在机械上起固定作用,又在电气上起绝缘作用。其绝缘状况关系到整个电力系统的可靠运行。

绝缘功能的丧失可以分为以下两种情况:固体介质击穿:一旦发生击穿,即意味着不可逆转地丧失绝缘功能。

沿介质表面发生闪络:由于大多数绝缘子以电瓷、玻璃等硅酸盐材料组成,所以沿着它们的表面发生放电或闪络时,一般不会导致绝缘子的永久性损坏。

沿固体介质表面的闪络电压不但比固体介质本身的击穿电压低得多,而且也比极间距离相同的纯气隙的击穿电压低不少。可见绝缘的实际水平取决于它的沿面闪络电压。它与设备表面的干燥、潮湿或清洁、污染有较大关系。

沿面放电的类型包括三种:均匀电场;界面上有强垂直分量en的极不均匀电场;界面上垂直分量en很弱的极不均匀电场。并各自有各自特点。

沿面放电电压的影响因素包括:材料的亲水性或憎水性、电场型式。

3.4本课还介绍了绝缘子污染状态下的沿面放电内容包括:环境应力:

雨、露、雪、雾、风等气候条件和工业粉尘、废气、自然盐碱、灰尘、鸟粪等污秽物的污染。 闪络是指沿整个固体绝缘表面发生的放电。 污闪放电的过程:

污秽层的形成—>污秽层的受潮—>干燥带形成与局部电弧产生—>局部电弧发展形成闪络。一般在城市发生多于农村,如化工厂、火电厂、冶炼厂等重污染地区。

4、雷电电磁脉冲及其防护。

本课介绍了静电感应、电磁感应(常见)以及雷电电磁脉冲。

5、雷电防护装置(包括三课内容)

5.1雷电参数:(1)雷电活动强度:

、雷暴日数——也叫做雷电日数。这是我们所最熟悉的。只要在这一天内曾经发生过雷暴,听到过雷声,而不论雷暴延续了多长时间,都算作一个雷电日。

"年雷电日数"等于全年雷电日数的总和。、雷电小时——就是说在该天文小时内发生过雷暴,更通俗些说是在这个时间里曾听到过雷声而不论雷暴持续时间的长短如何。某一地区的"年雷电小时数"也就是说该地区一年中有多少个天文小时发生过雷暴,而不管在某一小时内雷暴是足足继续了一小时之久,还是只延续了数分钟。

其中,根据纬度的不同,雷暴日数也会出现相应变化。(2)落雷密度:根据空间位置分类,此项研究了云间闪和云地闪(即“落雷”)等内容。

5.2雷电防护:雷电防护是指保护建筑物、电力系统及其他一些装置和设施免遭雷电损害的技术措施。

各种建筑物、电力系统、通信系统大型物理装置、电子计算机以及火箭发射系统等,对雷电防护的要求各异。雷电防护装置又名防雷装置(lps,lighting protection system),是指雷电防护系统的防直击雷装置、防雷电感应装置、防雷电波侵入装置和防雷击电磁脉冲装置中的一种,是为防止地球上的一切生命、物体、设备等遭受雷击而设置的的防雷设施。常见的有避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等等。

此三课介绍了单根避雷针、线,多根避雷针、线以及避雷器的原理、防护范围等内容。

6、接地装置与输电线防雷。

介绍了大地电阻、其他不同接地体的电阻式以及输电线防雷的相关内容。

7、作为总结。

申老师为同学们**了雷电与防护的相关**,使同学们对什么是闪电、闪电的产生和分类、避雷针的作用等内容有了更直观形象的认识。

三、雷电发生的频率与特性。

在任何给定时刻,世界上都有1800场雷雨正在发生,每秒大约有100次雷击。在美国,雷电每年会造成大约150人死亡和250人受伤。全世界每年有4000多人惨遭雷击。

在雷电发生频率呈现平均水平的平坦地形上,每座300英尺高的建筑物平均每年会被击中一次。每座1200英尺的建筑物,比如广播或者电视塔,每年会被击中20次,每次雷击通常会产生6亿伏的高压。

每个从云层到地面的闪电实际上包含了在60毫秒间隔内发生的3到5次独立的雷击,第一次雷击的峰值电流大约为2万安培,后续雷击的峰值电流减半。最后一次雷击之后,可能会有大约150安培的连续电流,持续时间达100毫秒。

经测量,这些雷击的上升时间大约为200纳秒或者更快。通过2万安培和200纳秒,不难计算得到di/dt的值是每秒10^11安培!

四、雷电的危害。

雷电对人体的伤害,有电流的直接作用和超压或动力作用,以及高温作用。当人遭受雷电击的一瞬间,电流迅速通过人体,重者可导致心跳、呼吸停止,脑组织缺氧而死亡。另外,雷击时产生的是火花,也会造成不同程度的**烧灼伤。

雷电击伤,亦可使人体出现树枝状雷击纹,表皮剥脱,皮内出血,也能造成耳鼓膜或内脏破裂等。

此外,雷电产生的静电效应、电磁效应、热效应、力学效应等,均会引起不同程度的危害。

五、雷电防护小知识。

1、应该留在室内,并关好门窗;在室外工作的人员应躲入建筑物内。

2、不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器,不宜使用水龙头。

3、切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙,远离电线等带电设备或其他类似金属装置。

4、避免使用**和无线**。手机电磁波是雷电很好的导体,能在很大的一个范围内收集引导雷电。在使用手机时,手机会发射电磁波,如遇高空向下电流极易造成雷击;在雷雨天气,手机开通电源都极易引来感应雷,而在雷击区打手机,手机无疑就充当了避雷针的角色。

而且据研究,如果手机信号过强,有时连避雷针也不起作用。因此专家提醒市民和游客,切忌在雷电时特别是在地势较为空旷、周围没有高大建筑物的地方使用手机。

5、切勿游泳或从事其他水上运动,不宜进行户外球类、攀爬、骑驾等运动,离开水面以及其他空旷场地,寻找有防雷设施的地方躲避。

6、切勿站立于山顶、楼顶或其他凸出物体,切勿近导电性高的物体。

7、切勿处理开口容器盛载的易燃物品。

8、在旷野无法躲入有防雷设施的建筑物内时,应远离树木、电线杆、桅杆等尖耸物体。

9、在空旷场地不宜打伞,不宜把羽毛球拍、高尔夫球棍等工具物品扛在肩上。

10、不宜驾驶、骑行车辆赶路。

遭雷击不一定致命。有许多人都曾逃过大难,只感受到触电和遭受轻微烧伤而已。也有人遭雷击可能导致骨折(因触电引起肌肉痉挛所致),严重烧伤和其它外伤。

也有些人耽误了最佳的抢救时间而导致死亡,那么当人体被雷击中后如何救护?

当人体被雷击中后,往往会觉得遭雷击的人身上还有电,不敢抢救而延误了救援时间,其实这种观念是错误的。大量的雷击抢救实践证明,在雷击致人死亡这一现象中,有一部分承死亡状态的人,还未真正死亡。即使心脏停止跳动。

呼吸停止也往往是一种短暂现象,通常称为雷击假死。辨别的方法是受害者的身体,是否出现紫蓝色斑纹。如果出现了因雷击昏倒而“假死”的状态时,可以采取如下的救护方法:

1、如果伤者遭受雷击后引起衣服着火,此时应马上让伤者躺下,以使火焰不致烧伤面部,并往伤者身上泼水,或者用厚外衣、毯子等把伤者裹住隔绝空气,以扑灭火焰。

2、立即抢救危重伤员,并即时呼叫120予以抢救处理。如果遇到一群人被闪电击中,那些能发出呻吟的人可暂缓,应先抢救那些已无法发出声息的人。

3、 胸外心脏按压与人工呼吸。雷击后进行人工呼吸的时间越早,对伤者的身体恢复越好,因为人脑缺氧时间超过3--5分钟就会有致命危险。如果能在8分钟内以心肺复苏法进行抢救,让心脏恢复跳动,可能还来得及救活。

一般情况下,持续抢救的时间不少于40分钟。

通过雷电的学习,我了解到,雷电是一种常见的自然现象,强烈的雷电常给人类带来灾害,但是雷电对人类的贡献也非常大。只要我们认识雷电,了解雷电,掌握雷电来临时的避险方法,雷击是可以避免,甚至可以造福于人的。

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