Vastus leiad õppematerjalist: Äike ja staatiline elekter

Äike ja staatiline elekter (2)

5 VÄGA HEA

Esitatud küsimused

Miks lööb välku?
Milline on pikselöögi mõju inimese organismile?

Tartu Kutsehariduskeskus
Am09
Helar Heitur
ÄIKE JA STAATILINE ELEKTER
Referaat
Juhendaja Helmo Ainsoo
Tartu 2009
SISUKORD:

Äikse liigid ja levik

Välk ja välgu toime

Välgutaolised nähtused

Ettevaatusabinõus, Äike mütoloogias

Staatiline elekter ja selle olemus
Tekkimis kohad ja Kaitse staatiliste elektrilaengute kuhjumise vastu
ÄIKE
Liigid Kohalikku ehk õhumassisisest äikest põhjustavad tõusvad õhuvoolud, mis tekivad maapinna ebaühtlase soojenemise tagajärjel harilikult pärast keskpäeva, mere kohal ka öösel ja hommikul .
Frondiäike puhkeb enamasti külmafrondil (atmosfäärifront) tekkivais pilvedes . Sel juhul muutub ilm pärast äikest jahedamaks. Frondiäike hõlmab suuremat piirkonda ja on kestvam kui kohalik äike.
Levik Maakeral on äikest ühtaegu umbes 1800 kohas.
Äikese sagedus kahaneb üldiselt ekvaatorilt pooluste suunas, näiteks Jaava saarel on aastas üle 300 äikesepäeva, Eestis keskmiselt 10...20. Selle põhjuseks on pooluselähedasemate alade madalam temperatuur ja väiksemad temperatuuri kontrastid.
Välk Välk on võimas nähtav elektrilahendus, mis esineb äikesepilves, pilvede vahel või pilve ja maapinna vahel.
Tavaliselt on välgu eluiga 0,2 sekundit. Selle ajaga jõuab säde pilve ja maa vahel üles-alla käia isegi mitukümmend korda.
Kõige rohkem on joonvälku, mis kujutab endast harilikult 2...3 km pikkust mitmeharulist kanalit.
Miks lööb välku? Õhus on alati elektrit. Ka täiesti puhtas õhus leidub alati laetud osakesi. Päikeselt liigub Maa poole peale valgust kandvate neutraalsete (ilma elektrilaenguta) footonite mis on footon ka laetud osakesi. Neid on aga tunduvalt vähem kui maailmaruumi avarustest tulevas kosmilises kiirguses sisalduvaid vesiniku-, heeliumi-, süsiniku-, hapniku-, raua- jt ioonide arvust. Nende energia on miljoneid kordi suurem kui energia, mida on osakestele suudetud anda inimese poolt loodud kiirendites. Kui sellised energiapommid õhu molekulidega kokku põrkavad, tekib ioone veelgi juurde.
Seetõttu on õhk umbes 50 kilomeetri kõrgusel kosmiliste kiirte mõjul tugevasti ioniseeritud. Ka Maal on küllaltki suur elektrilaeng . Mõlema laengu suurus on umbes 100 000 kulonit: ionosfääril positiivne, maapinnal negatiivne laeng. Elektriväli paneb enda mõju all olevad laetud osakesed liikuma. Tekib elektrivool, mis on suunatud maapinna poole. Voolutugevus pole küll suur: igas mõttelises üheruutmeetrise ristlõikepindalaga õhutorus kulgeb vool tugevusega 10–12 amprit. Selle tulemusena jõuab iga sekundiga maapinna igale ruutmeetrile elektrilaeng, mille suuruseks on vaid üks miljondik miljondikust kulonist. Et meie planeedi pindala on küllalt suur, läbib Maa atmosfääri kokkuvõttes umbes 1800-amprine vool, mis toob maapinnale igas sekundis keskmiselt 1800 kuloni suuruse positiivse laengu. Maapinnani jõudnud positiivne laeng peaks kiiresti maapinna negatiivse laengu kompenseerima! Ometi säilib maakeral pidevalt negatiivne laeng suurusjärgus 100 000 kulonit! Põhjus on selles, et lisaks maapinna poole suunduvale voolule kulgeb samas piirkonnas eespoolnimetatule vastassuunas kulgev vool, mis tugevneb just pilvise ja sajuse ilma korral. Nimelt on kihtpilvedes ja kihtsajupilvedes laetud osakesi umbes sada korda rohkem kui pilvedeta atmosfääris. Mida paksem ja ulatuslikum on pilv ning mida suuremad on selles sisalduvad veepiisad, seda suurem on pilve laeng. Pilve sisse võib koguneda märkimisväärselt suur elektrilaeng. Sõltuvalt pilve suurusest tekib välk, kui temasse on kogunenud 10...100 kuloni suurune elektrilaeng.
Positiivne laeng paikneb 7...10 kilomeetri kõrgusel maapinnast , kus valitseb 20...30-kraadine pakane . Negatiivne laeng on koondunud pilve alumisse ossa , kõrgusele 3...4 kilomeetrit maapinnast, kus temperatuur on 0...–10 °C. Pilve alumist osa ja selle all paiknevat maapinda võib vaadelda hiigelsuure kondensaatori katetena. Selle kondensaatori elektriväli on aga suunatud üles. Seega oleks ka selle välja poolt tekitatav vool vastassuunaline – maapinnast pilve suunas.
Välgu toime Sähvatusele järgnev lööklaine, mis tekib välgu kuumusest plahvatuslikult paisuvast õhust ja magnetväljast, põhjustab müristamise. Müristavat häält tekitab ka välgukanalis tekkiv paukgaas . Mida kaugemal välku lööb, seda pikem on välgu ja müristamise vaheline aeg (1 kilomeetrile vastab 3 sekundit). See tuleneb sellest, et hääl levib atmosfääris normaaltingimustel ligikaudu kiirusega 330 m/s. Valguse levikuaja võib antud juhul jätta arvestamata.
Maapinda lüües võib välk põhjustada purustusi ja tulekahjusid ning ohustab elusolendeid. Pikselöögist tabatud puudes aurustub vesi momentaanselt, purustades sageli need suurteks tükkideks. Veelgi vägevamad kärgatused kostavad äikese ajal kõrbetes, kui välgud tabavad sammaskaktusi, mis on kui hiiglaslikud looduslikud veereservuaarid.
Kahjustuste vältimiseks kaitstakse ehitisi piksevarrastega.
Välgutaolised nähtused Välgutaolised nähtused on kettvälk (koosneb helendavaist punktidest) ja keravälk (tulekera mõõtmed, värvus ja kestus on väga erisugused).
Milline on pikselöögi mõju inimese organismile?
Äikesenoolest tabatul on tüüpilistel juhtudel rohked verevalumid ja põletushaavad. Pikselöögi tagajärjel seiskub tihti süda.
Uuemate tähelepanekute järgi ei põhjusta inimese või looma surma mitte ainult äikese ajal tekkiv elektrilaeng. Meditsiiniajakirjas Lancet avaldatud artiklis teatatakse, et surma põhjuseks võib olla ka pikselöögi ajal tekkiv magnetväli. Piisab sellest, et rohkem kui 100 000-amprine vool tungib inimesest või loomast mõne meetri kaugusel maasse. Säärase elektrilöögiga kaasneva magnetvälja toimel võibki süda seisma jääda. Erinevalt otsesest äikesetabamusest ei põhjusta magnetväli inimese kehal
põletushaavu ja verevalumeid. Arvatavasti võib just piksega kaasneva magnetvälja arvele kirjutada jalgratturite salapärase hukkumise mitmes paigas.
Ettevaatusabinõud Et ennast äikese eest kaitsta, tuleb hooned kaitsta korralike piksevarrastega. Tasub eemale hoiduda kõrgetest puudest lagedal väljal, eriti ohtlikud on lehtpuud ( tammed ) just nende suure veesisalduse tõttu (vt välgu toime).
Majades tuleks hoiduda telefoniga kõnelemast, televiisori vaatamisest (maailmas on küllaga näiteid tulekahjude kohta, mis põhjustatud välgulöögist TV-antenni!), ahju kütmisest (suitsusammas toimib laetud osakeste suure kontsentratsiooni tõttu piksevardana), hoida eemale isegi seinakontaktidest.
Äike mütoloogias Paljude rahvaste mütoloogias on äikese põhjustajaks usutud jumalaid või jumalusi . Vanakreeka mütoloogias on äikese- ja peajumalaks Zeus; Eesti rahvausundis Äike või Pikker või Pikne jne.
Staatiline elekter
Staatiline elekter on äratanud inimestes huvi juba sajandeid . Ligikaudu 2500 aastat tagasi märkas kreeka filosoof Thales (625-547 eKr), et kui siidriidega hõõruda kivistunud puunõret, mida nimetatakse merevaiguks, hakkab merevaik külge tõmbama siidi ja teisi kergeid esemeid, nagu näiteks sulgi. Nüüd on teada, et külgetõmme tekib sellepärast, et hõõrumine viib osa elektrone siidi pinnalt merevaigu pinnale. Negatiivselt laetud merevaik tõmbab aga ligi kergeid objekte, sest püüab neile kaotada oma üleliigseid elektrone. Samasugune efekt tekib, kui tõmmata kammiga korduvalt läbi kuivade juuste või lohistada jalgu mööda nailonvaipa. Seda tüüpi elektrit nimetatakse staatiliseks, sest laeng püsib laetud objektil – merevaigul, kammil või inimesel -, kuni elekter leiab mingi viisi äravoolamiseks või elektrilahenduseks.

Staatilise elektri olemus

Küllap on igaüks meist tunda saanud elektrilööki sealt, kus elektrit üldse ei peaks olema, näiteks ukselingilt, autoukselt, kraanikausilt, teiselt inimeselt. Mõnikord käib löögiga kaasas kõrvaga kuuldav heli. See on nagu miniäike meie elus. Inimene, kes tihti tunneb elektrilööki, teab tavaliselt juba ette, et nüüd ta saab “särtsu”. See võib teha ta ettevaatlikuks ning närviliseks. Just seetõttu võibki staatilist elektrit pidada keskkonda saastavaks nähtuseks. “Särtsu” kogenu püüab seda vältida. Ta puudutab ust enne avamist kiiresti sõrmega või läbi varruka , avab ukse küünarnukiga või tõukab selle küljega lahti. Teisele inimesele terekätt andes ei oska me tavaliselt aimatagi, et võime saada tugeva elektrilöögi, mis meid ebameeldivalt üllatab ja võpatama paneb. See on omamoodi naljakas, aga ometi ebameeldiv, eriti kui juhtuv on ette teada.
- Et staatilist elektrit tunda, on vaja 3000-voldist laengut.
- Et kuulda, on vaja 4000-voldist laengut.
- Et näha, on vaja üle 5000-voldist laengut.
Tekkimiskohad:
- dielektriliste vedelike voolamisel
- dielektriliste vedelike transpordil, kui vedelik tsisterni sees liigub
- tolmu- ja õhusegude liikumisel
- materjalide töötlemisel (plastmass)
- sünteetiliste riidematerjalide töötluses
- ülekandeseadmete kummirihmade hõõrdumisel

Kaitse staatiliste elektrilaengute kuhjumise vastu:

maandamine
õhuniiskuse tõstmine (üle 70%)
antistaatiliste segude kasutamine
õhu ioniseerimine
kaitsegaaside kasutamine
elektriseeruvate pindade niisutamine
gaaside, vedelike puhastamine saastunud hõljuvosakestest
riietuse valimine (mitte kanda sünteetilisest materjalist, nailonist, perlonist rõivaid, varustada töötajad nahktaldadega jalatsitega).

Kasutatud kirjandus:
1) Tööstusautomaatika foorum
2) et.wikipedia.org
3) Väike Entsüklopeedia 2002
4) ENEKE 4

.ODT Laadi alla originaalfail 9 lk · .odt · 50 allalaadimist

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 9 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2010-01-25 Kuupäev, millal dokument üles laeti

50 laadimist Kokku alla laetud

2 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

helar1 Õppematerjali autor

Äike ja staatiline elekter

kutsekoolidele materjaliõpetus äike staatiline elekter

Sarnased õppematerjalid

doc

Äike ja staatiline elekter

Tartu Kutsehariduskeskus Mootorliikurid, laevandus ja lennundustehnika Äike ja staatiline elekter Referaat Juhendaja: Helmo Hainsoo Tartu 2010 Sisukord Sisukord......................................................................................................................................2 Milline on pikselöögi mõju inimese organismile?................................................................. 6 Staatiline elekter Staatiline elekter on äratanud inimestes huvi juba sajandeid

Füüsika

doc

Välk ja äike

Äike võib tekkida rünksajupilvede korral. Kaasnevad hoovihm, rahe ja tugevad tuuleiilid. Liigid Kohalikku ehk õhumassisisest äikest põhjustavad tõusvad õhuvoolud, mis tekivad maapinna ebaühtlase soojenemise tagajärjel harilikult pärast keskpäeva, mere kohal ka öösel ja hommikul. Frondiäike puhkeb enamasti külmafrondil (atmosfäärifront) tekkivais pilvedes. Sel juhul muutub ilm pärast äikest jahedamaks. Frondiäike hõlmab suuremat piirkonda ja on kestvam kui kohalik äike. Levik Maakeral on äikest ühtaegu umbes 1800 kohas. Äikese sagedus kahaneb üldiselt ekvaatorilt pooluste suunas, näiteks Jaava saarel on aastas üle 300 äikesepäeva, Eestis keskmiselt 10...20. Selle põhjuseks on pooluselähedasemate alade madalam temperatuur ja väiksemad temperatuuri kontrastid. Äike mütoloogias Paljude rahvaste mütoloogias on äikese põhjustajaks usutud jumalaid või jumalusi.

Füüsika

doc

Staatline elekter, Äike

Tartu Kutsehariduskeskus Referaat Juhendaja: Tartu 2009 Sisukord Staatiline elekter Mis on staatline elekter? Kuidas kaitsta staatilise elektrilangute kuhjumise eest? Äike Mis on äike? Kuidas tekib? Kuidas välk toimib? Milline on pikselöögi mõju inimese organismile? Kuidas hoiduda äikse eest? Mis on staatline elekter? Staatilise elektri põhilised allikad on isolaatorid ja sünteetilised materjalid, näiteks vinüülid või plastmassiga töödeldud pinnad, poleeritud puust toolid, teip, mullikile, siid, alumiinium, paber, teras jt. Dielektriliste vedelike voolamisel, dielektriliste vedelike transpordil, kui vedelik tsisterni sees liigub, tolmu- ja õhusegude liikumisel, materjalide töötlemisel (plastmass), sünteetiliste riidematerjalide töötluses, ülekandeseadmete kummirihmade hõõrdumisel

Füüsika

doc

Välk - Referaadi vormis

pärineb pilvest. Äike on siis nii kaugel, et pilve pole näha ja müristamist pole kuulda. Liigid Kohalikku ehk õhumassisisest äikest põhjustavad tõusvad õhuvoolud, mis tekivad maapinna ebaühtlase soojenemise tagajärjel harilikult pärast keskpäeva, mere kohal ka öösel ja hommikul. Frondiäike puhkeb enamasti külmafrondil(atmosfäärifront)tekkivais pilvedes.Sel juhul muutub ilm pärast äikest jahedamaks.Frondiäike hõlmab suuremat piirkonda ja on kestvam, kui kohalik äike. Levik Maakeral on äikest ühtaegu umbes 1800 kohas. Äikese sagedus kahaneb üldiselt ekvaatorilt pooluste suunas, näiteks Jaava saarel on aastas üle 300 äikesepäeva, Eestis keskmiselt 10...20. Selle põhjuseks on pooluselähedasemate alade madalam temperatuur ja väiksemad temperatuuri kontrastid. Välkude esinemist ja geograafilist jaotust uuritakse satelliidifotode ja välgu raadiosignaale jälgivate maapealsete vaatlusvõrkude abil. Meie lähinaabritest on

Füüsika

rtf

Staatiline elekter

Üldiselt vastab elektronide arv mingis objektis prootonite arvule. Elektronide negatiivsed laengud tasakaalustavad prootonite positiivsed laengud ja objekt on siis neutraalne. Objekt, millel on vähem elektrone kui prootoneid, on positiivse laenguga ja tõmbab külge elektrone. Negatiivselt laetud objektil on rohkem elektrone kui prootoneid ja ta on valmis loovutama oma liigseid elektrone positiivselt laetud objektile. 1. STAATILINE ELEKTER Staatiline elekter on äratanud inimestes huvi juba sajandeid. Ligikaudu 2500 aastat tagasi märkas kreeka filosoof Thales (625-547 eKr), et kui siidriidega hõõruda kivistunud puunõret, mida nimetatakse merevaiguks, hakkab merevaik külge tõmbama siidi ja teisi kergeid esemeid, nagu näiteks sulgi. Keha elektriseerimiseks peab sellele rakendama mingit jõudu (põhiliselt on selleks hõõrdejõud). Nüüd on teada, et külgetõmme tekib sellepärast, et hõõrumine viib osa elektrone siidi pinnalt

Füüsika

doc

Elektriväli looduses

Elektriväli looduses ehk äike Äikest põhjustavad tõusvad õhuvoolud, mis tekivad maapinna ebaühtlase soojenemise tagajärjel. Äikese sagedus kahaneb üldiselt ekvaatorilt pooluste suunas, näiteks Jaava saarel on aastas üle 300 äikesepäeva, Eestis keskmiselt 10-20. Selle põhjuseks on pooluselähedasemate alade madalam temperatuur ja väiksemad temperatuuri kontrastid. Õhus on alati elektrit. Ka täiesti puhtas õhus leidub alati laetud osakesi. Päikeselt

Füüsika

doc

Äike

Välgunool kulgeb kõige väiksema takistusega teed mööda, alati pole see sirgjooneline. Tavaliselt on välgu eluiga 0,2 sekundit. Selle ajaga jõuab säde pilve ja maa vahel üles-alla käia isegi mitukümmend korda. Kuna kogu protsess käib nii kähku, siis ei ole märgata ka seda, et sageli lööb välk alt üles (maalt pilvesse). Sel juhul on piksenool harunenud ülalt. Kõige rohkem on joonvälku, mis kujutab endast harilikult 2-3 km pikkust mitmeharulist kanalit. Miks tekib äike? Õhus on alati elektrit. Ka täiesti puhtas õhus leidub alati laetud osakesi. Päikeselt liigub Maa poole peale valgust kandvate neutraalsete (ilma elektrilaenguta) footonite ka laetud osakesi. Neid on aga tunduvalt vähem kui maailmaruumi avarustest tulevas kosmilises kiirguses sisalduvaid vesiniku-, heeliumi-, süsiniku-, hapniku-, raua- jt. ioone arvust. Nende energia on miljoneid kordi suurem, kui energia, mida on osakestele suudetud anda inimese poolt loodud kiirendites. Kui

Geograafia

docx

Äike

............................................................................................... 7 2.2. Äike ja keskkond.............................................................................................. 7 KOKKUVÕTE............................................................................................................ 8 VIIDATUD ALLIKATE LOETELU.................................................................................. 9 SISSEJUHATUS Käesoleva referaadi teemaks on äike. Referaat annab ülevaate äikese tekkimise põhjustest, äikesega kaasnevatest ilmastikunähtustest ning äikesega kaasnevatest ohtudest. Äike põhjustab Eestis igal aastal suuremaid ja väiksemaid põlenguid ning muid õnnetusi, seega hõlmab teema suuresti ka päästevaldkonda. 2 1. ÄIKESE MÕISTE JA TEKKEPÕHJUSED Äike ehk pikne on kompleksne elektriline atmosfäärinähtus, mis tekib tavaliselt tõusvate

Füüsika

Rohkem sarnaseid