Электричество 13

Весьма интересные процессы идут в грозовых тучах. В грозовых тучах формируется вихрь (ячейка) Бенара, в хоботе которого в северном полушарии вращение идёт в правом направлении (если смотреть по направлению осевого движения), а в южном в левом направлении. Генератор же Вимшурста доказывает, что направление движения и направление вращения формируют знак заряда. Вместе с тем известно, что вода состоит из смеси пара и орто модификаций. Соотношение содержаний пара и орто модификаций воды при изменении температуры в интернете не нашёл. Поэтому воспользуемся рисунком для водорода.

Рисунок 1
Пара же от орто модификации как водорода, так и воды отличаются направлением обхода электронами протонов. А ведь северном полушарии хобот вихря Бенара вращением среды дополнительно изменяет долю электронов, обходящих протоны справа, т. е. увеличивает во влаге содержание пара воды. Этим самым переходом через равновесие в направлении пара воды она не только кристаллизуется в льдинки, но и приобретает положительный заряд. И вполне естественно, что ледовая часть тучи (т. е. хобот вихря) заряжена положительно.

Но у грозовой тучи кроме хобота имеется ещё и периферийный поток вихря, имеющий и противоположное направление движения и противоположное направление вращения. Этим самым на периферии вихря равновесие смещается в направлении орто модификации воды, что ведёт к тому, что дождевая часть тучи заряжается отрицательным зарядом. Движение дождинок в атмосфере мы может рассматривать как электрический ток. И на всём протяжении своего пути каждая отрицательно заряженная дождинка создаёт в воздухе заряды. Т. е. дождинки мы имеем право рассматривать в качестве обкладки конденсатора, в то время как атмосфера играет роль диэлектрика, разделяющего дождевые «пластины». В то же время дождинки нельзя представить в качестве проводника. Поэтому процесс идёт только в одном направлении: дождинки заряжают атмосферу, заряд же в атмосфере на дождинки никак не действует. И пролетающие дождинки постоянно заряжают атмосферу.

Атмосфера в грозовой туче в результате представляет собой множество заряженных отрицательно трубчатых конденсаторов. В точном соответствии с генератором Вимшурста атмосфера периферийного потока ячейки Бенара нашпигована заряженными трубками, имеющими малую величину заряда. Но т. к. численность заряженных трубок чрезвычайно велика, то суммарное напряжение периферийного потока вихря также велико. В то же время на периферии вихря постоянно идёт с заряженными дождинками множество микротоков. Суммарная величина заряда и суммарная величина напряжения на периферии вихря чрезвычайно велики. И неизбежно наступает момент когда заряд диэлектрического окружения начинает действовать на двигающийся микроток. Т.е. если до этого момента микроток двигающейся дождинки не взаимодействовал с формируемым им зарядом в окружающем атмосферном диэлектрике, то при его наступлении заряд диэлектрика скачкообразно формирует в трубчатом канале мощный ток, в который концентрируются все накопленные заряды и всё накопленное напряжение периферии вихря Бенара грозовой тучи. И небесная канцелярия грозит нам пальчиками молний.

В генераторе Вимшурста разряд происходит между плюсом и минусом. В грозовых же тучах действует тот же механизм, который идёт в электрическом токе в проводнике. Ток в проводнике является разделённым в пространстве и во времени вихрем Бенара.

Рисунок 2
Естественно, что переменного тока в грозовых тучах не бывает. Поэтому к грозовым тучам применим верхний рисунок для постоянного тока. В начальный момент все заряды с периферии вихря концентрируются на «слабом» месте в множестве дождевых конденсаторов. А т. к. ток из дождинок не является непрерывным (каждая из дождинок двигается по своей индивидуальной траектории), то разряд молнии перескакивает с одного канала на другой. Поэтому молнии и имеют ломаные траектории.

Разряд же в генераторе Вимшурста имеет другой механизм. В разрядных электродах генератора электроны в одном случае обходят протоны справа, а в другом слева (двигаясь при этом в противоположных направлениях. Две рядом расположенные окружности, вращающиеся в противоположных направлениях, друг по другу катятся. Эта же логика действует и для рассматриваемых электронов. Поэтому мы имеем два параллельных тока. А токи, двигающиеся в одном направлении притягиваются друг к другу. Поэтому возникающая при этом сила и вызывает разряд в генераторе Вимшурста. Таким образом, грозовой разряд и разряд в генераторе Вимшурста хотя и называются одним термином, но имеют разную природу. В грозовом разряде разряд идёт между одноимёнными зарядами (поэтому в тропиках частенько молнии разряжаются между тучами). В генераторе Вимшурста разряд идёт между разноимёнными зарядами.