आविष्कार
पेटेंट रूसी संघआरयू2332816

बिजली की विद्युत ऊर्जा के भंडारण के लिए उपकरण

आविष्कारक का नाम: ब्लेस्किन बोरिस इवानोविच, ट्रुश्किन निकोले सर्गेइविच, खलेत्सकोव यूरी अलेक्सेविच, लियोनोव बोरिस इवानोविच, माशकोव ओलेग अलेक्सेविच, रयबकिन एवगेनी अलेक्जेंड्रोविच, इशुतिन वासिली अलेक्जेंड्रोविच, नोविकोव एवगेनी गेनाडिविच, ब्लेस्किन अलेक्जेंडर बोरिसोविच, माशकोव सर्गेई ओलेगोविच
पेटेंट स्वामी का नाम: ब्लेस्किन बोरिस इवानोविच, ट्रुश्किन निकोले सर्गेइविच, खलेत्सकोव यूरी अलेक्सेविच, लियोनोव बोरिस इवानोविच, माशकोव ओलेग अलेक्सेविच
पत्राचार का पता: 115612, मॉस्को, सेंट। बोरिसोव्स्की पॉन्ड्स, 22, बिल्डिंग 1, अपार्टमेंट 120, बी.आई. ब्लेस्किन
पेटेंट आरंभ तिथि: 17.11.2006

यह आविष्कार उपकरण बनाने के क्षेत्र से संबंधित है और इसका उपयोग विद्युत ऊर्जा के भंडारण के लिए किया जा सकता है। तकनीकी परिणाम कार्यक्षमता का विस्तार है। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, बिजली की छड़ को वायुमंडलीय बिजली के प्रवाह के लिए सबसे कम प्रतिरोध वाले कंडक्टर के रूप में बनाया गया है। बिजली की छड़ के पास ऊर्जा एकत्र करने के लिए तत्व होते हैं। इस मामले में, ऊर्जा एकत्र करने वाले तत्व में एक प्रेरक कुंडल, एक अर्धचालक तत्व और एक कैपेसिटेंस होता है, जो एकल विद्युत सर्किट बनाने के लिए श्रृंखला में जुड़ा होता है। प्रारंभ करनेवाला और अर्धचालक तत्व का वर्तमान प्रतिरोध 1 ओम से अधिक नहीं है, और ऊर्जा एकत्र करने वाला तत्व बिजली की छड़ से 0.1 से 10 मीटर की दूरी पर स्थित है।

आविष्कार का विवरण

आविष्कार भौतिकी से संबंधित है, अर्थात् बिजली की विद्युत ऊर्जा और समग्र रूप से वायुमंडल का उपयोग करने के लिए विद्युत उपकरणों से। इसका उपयोग उन क्षेत्रों में किया जा सकता है जहां अक्सर तूफान आते हैं, औद्योगिक और घरेलू उद्देश्यों के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में।

वायुमंडलीय विद्युत ऊर्जा का उपयोग करने के लिए एक उपकरण ज्ञात है, जिसमें ग्राउंडिंग साधन से जुड़ी एक लंबवत स्थापित बिजली की छड़ होती है, और ऊर्जा एकत्र करने के लिए एक तत्व होता है (यूएसएसआर कॉपीराइट प्रमाणपत्र संख्या 781, कक्षा एच05एफ 7/00, 1925)। इस उपकरण का उपयोग विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए किया जा सकता है।

हालाँकि, ज्ञात उपकरण बिजली से विद्युत ऊर्जा के उपयोग की अनुमति नहीं देता है, क्योंकि यह बिजली गिरने के लिए अनुकूलित नहीं है, और बिजली गिरने के दौरान निकलने वाली ऊर्जा इसके विनाश की ओर ले जाती है। इसी समय, वायुमंडल में विद्युत ऊर्जा के संचय के लिए इसके वर्तमान प्रतिरोध पैरामीटर बहुत अधिक हैं।

	वर्तमान आविष्कार का उद्देश्य उन क्षेत्रों में ऊर्जा का कम लागत वाला स्रोत प्रदान करना है जहां अक्सर तूफान आते हैं। आविष्कार का तकनीकी परिणाम एक ऐसे उपकरण का निर्माण है जो बिजली गिरने पर बिजली की छड़ में निकलने वाली विद्युत ऊर्जा को जमा करना संभव बनाता है, साथ ही बिजली गिरने के बीच वातावरण से इसकी अतिरिक्त ऊर्जा को निकालना भी संभव बनाता है। इस समस्या का समाधान इस तथ्य से प्राप्त होता है कि ऊर्जा भंडारण के लिए ज्ञात उपकरण में, एक ग्राउंडिंग साधन से जुड़ी एक लंबवत घुड़सवार बिजली की छड़ और ऊर्जा इकट्ठा करने के लिए एक तत्व, बिजली की छड़ को एक कंडक्टर के रूप में बनाया जाता है वायुमंडलीय विद्युत धारा का सबसे कम प्रतिरोध, जिसके पास ऊर्जा हटाने के लिए एक या अधिक तत्व होते हैं। इसके अलावा, ऊर्जा संग्रह तत्व में, उदाहरण के लिए, एक प्रेरक कुंडल, एक अर्धचालक तत्व और एक एकल विद्युत सर्किट बनाने के लिए श्रृंखला में जुड़ा हुआ एक कैपेसिटेंस शामिल हो सकता है, जिसमें प्रेरक कुंडल और अर्धचालक तत्व में सबसे कम वर्तमान प्रतिरोध होता है, इससे अधिक नहीं 1 ओम, और ऊर्जा संग्रह तत्व बिजली की छड़ से 0.1 से 10 मीटर की दूरी पर स्थित है। एक अन्य मामले में, ऊर्जा एकत्र करने के लिए तत्व में एक प्रेरक कुंडल, एक अर्धचालक तत्व और एक एकल विद्युत सर्किट बनाने के लिए श्रृंखला में जुड़ा हुआ एक समाई होता है, प्रेरक कुंडल को बिजली की छड़ की धुरी से गुजरने वाले किसी भी विमान पर ऑर्थोगोनल रूप से रखा जाता है, और है एक टोरॉइड के रूप में बनाया गया है, जिसकी समरूपता की धुरी बिजली की छड़ की धुरी के साथ मेल खाती है, इस मामले में, प्रारंभ करनेवाला और अर्धचालक तत्व का सबसे कम वर्तमान प्रतिरोध 1 ओम से अधिक नहीं है। प्रस्तावित ऊर्जा भंडारण उपकरण में ग्राउंडिंग का मतलब इलेक्ट्रोलाइट से भरे खुले या बंद कंटेनर के रूप में बनाया जा सकता है, और बिजली की छड़, उदाहरण के लिए, एक प्रवाहकीय छड़ के रूप में बनाई जा सकती है। चित्र 1 एक प्रवाहकीय छड़ के रूप में बनी बिजली की छड़ के पास स्थित एक प्रेरक के साथ बिजली की ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए एक उपकरण का विद्युत आरेख दिखाता है। चित्र 2 एक टोरॉइड के रूप में बने प्रारंभ करनेवाला के साथ बिजली की ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए एक उपकरण का विद्युत आरेख दिखाता है, जिसकी समरूपता की धुरी बिजली की छड़ की धुरी के साथ मेल खाती है। चित्र 3 ग्राउंडिंग साधनों के साथ बिजली की ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए एक उपकरण दिखाता है जो इलेक्ट्रोलाइट, उदाहरण के लिए पानी से भरे एक खुले कंटेनर के रूप में बनाया गया है। ऊर्जा भंडारण उपकरण में एक बिजली की छड़ 1 होती है, उदाहरण के लिए, ग्राउंडिंग साधन 2 से जुड़ी एक लंबवत घुड़सवार वर्तमान-ले जाने वाली छड़, और ऊर्जा संग्रह के लिए एक तत्व 3। बिजली की छड़ 1 एक कंडक्टर के रूप में बनाई गई है जिसके साथ ऊर्जा एकत्र करने के लिए एक या अधिक तत्व 3 स्थित हैं, जिनमें से प्रत्येक में, उदाहरण के लिए, एक प्रारंभ करनेवाला 4, एक अर्धचालक तत्व 5 और एक संधारित्र 6, श्रृंखला में जुड़े हुए हैं एक एकल विद्युत परिपथ बनाएं। कैपेसिटर 6 पर जमा वोल्टेज को आगे के उपयोग के लिए हटाया जा सकता है। प्रस्तावित उपकरण में प्रारंभ करनेवाला 4 को बिजली की छड़ की धुरी से गुजरने वाले किसी भी विमान पर ऑर्थोगोनल रूप से रखा जा सकता है, और इसे टोरॉयड के रूप में बनाया जाता है, जिसकी समरूपता की धुरी बिजली की छड़ की धुरी के साथ मेल खाती है, जबकि प्रारंभ करनेवाला कुंडल और अर्धचालक तत्व का सबसे कम वर्तमान प्रतिरोध 1 ओम से अधिक नहीं है (चित्र देखें। चित्र 2)। ग्राउंडिंग साधन के साथ एक ऊर्जा भंडारण उपकरण एक कंटेनर 7 (चित्र 3 देखें) के रूप में बनाया गया है, जो इलेक्ट्रोलाइट से भरा हुआ है, उदाहरण के लिए पानी, एक प्रवाहकीय शीट 8 के रूप में एक तल बना हुआ है जो एक बिजली की छड़ 1 से जुड़ा हुआ है। प्रस्तावित उपकरण में सोलनॉइड 9 के कई स्तर हो सकते हैं, जो आवास 10 के अंदर बिजली की छड़ 1 के साथ समाक्षीय रूप से स्थित होते हैं, एक आवरण 11 से सुसज्जित होते हैं। इस मामले में, आवास 10 को मिट्टी 12 में नींव 11 पर स्थापित किया जाता है।

बिजली से विद्युत ऊर्जा भंडारण के लिए एक उपकरण निम्नानुसार संचालित होता है

जब बिजली किसी ऊर्जा भंडारण उपकरण की बिजली की छड़ से टकराती है, तो छड़ के माध्यम से I=(2-5)·10 5 A के क्रम की धारा प्रवाहित होती है। यह धारा अपने चारों ओर एक गोलाकार चुंबकीय क्षेत्र H बनाती है, जिसमें एक प्रेरक कुंडल होता है रखा गया है। इस मामले में, प्रारंभ करनेवाला में उत्पन्न होने वाला ईएमएफ (ई) कैपेसिटर 6 पर जमा होता है।

ऊर्जा हटाने वाले तत्वों और रॉड 1 के बीच की दूरी के आधार पर, विभिन्न मूल्यों का ईएमएफ (ई) प्राप्त करना संभव है। यह ईएमएफ कैपेसिटर 6 को चार्ज करता है (चित्र 1 देखें)।
उदाहरण के लिए, (6-10) मिमी व्यास वाले तार या एक प्रवाहकीय रस्सी का उपयोग बिजली की छड़ के रूप में किया जाता है।

विद्युत दृष्टिकोण से, उपकरण एक वर्तमान ट्रांसफार्मर है, एकमात्र अंतर यह है कि द्वितीयक वाइंडिंग एक पारंपरिक विद्युत ऊर्जा भंडारण उपकरण - एक कैपेसिटेंस डायोड से जुड़ा है। टैंक 6 से संचित इलेक्ट्रोस्टैटिक ऊर्जा को विभिन्न उपभोक्ताओं को निर्देशित किया जा सकता है, प्रकाश उपकरणों से लेकर इलेक्ट्रिक मोटर तक जो फ्लाईव्हील को घुमाते हैं, यांत्रिक ऊर्जा जमा करते हैं, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक ऊर्जा से अधिक फायदेमंद है।

उदाहरण 1।
इंडक्शन कॉइल 3 के साथ एक ऊर्जा भंडारण उपकरण, जो रॉड 1 से एक से दस मीटर की दूरी पर स्थित है और रॉड से गुजरने वाले किसी भी विमान की ओर ऑर्थोगोनल रूप से उन्मुख है (चित्र 1 देखें)।

उदाहरण 2.
एक टोरॉयड के रूप में बने प्रारंभ करनेवाला 3 के साथ ऊर्जा भंडारण के लिए एक उपकरण, जिसकी समरूपता की धुरी रॉड 1 के साथ मेल खाती है (चित्र 2 देखें)।

हम ईएमएफ ई का परिमाण निर्धारित करते हैं जो डी = 100 मिमी के व्यास और घुमावों की संख्या एन = 10 3 और कमी आर = 10 मीटर से दूरी के साथ एक सोलनॉइड पर होता है।

जहां 0 शून्य की चुंबकीय पारगम्यता है, 4π · 10 7 " के बराबर एस सोलनॉइड का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र है, एन घुमावों की संख्या है।

सोलनॉइड एच लाइन के साथ उन्मुख होता है, और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत में परिवर्तन समय के साथ स्पंदित होता है क्योंकि चार्ज रॉड के माध्यम से प्रवाहित होता है।

इस मामले में, बायोट-सावर्ट-लाप्लास कानून के अनुसार ΔН/Δt संबंध से निर्धारित होता है

ΔН/Δt=I/(2π ·R·τ), जहां I बिजली गिरने के दौरान रॉड से प्रवाहित होने वाली धारा की मात्रा है।

इसलिए, τ=5·10 -3 मानते हुए

एक सर्कल में कई स्तरों में कई सोलनॉइड को व्यवस्थित करके, आप बड़ी संख्या में प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत प्राप्त कर सकते हैं जिनका उपयोग छोटी बैटरी या एक बड़ी बैटरी को चार्ज करने के लिए किया जा सकता है।

उदाहरण 3.
जल शोधन के लिए प्रस्तावित उपकरण (चित्र 3) का उपयोग करते समय, प्रवाहकीय शीट 8 के गर्म होने के कारण उत्पन्न भाप को किसी भी ज्ञात विधि द्वारा संघनित किया जाता है।

इसके अलावा, उत्पन्न भाप का उपयोग भाप तंत्र को चलाने के लिए किया जा सकता है जो भाप ऊर्जा का उपयोग करता है।

इस प्रकार, प्रस्तावित ऊर्जा भंडारण उपकरण की मदद से, बिजली की ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा ग्राउंडिंग साधनों में उपयोग किया जा सकता है, जिससे इसे उचित ताकत के एक बंद खोल के रूप में बनाया जा सकता है, जो दबाव कम करने वाले वाल्वों से सुसज्जित है, उत्पादन के लिए स्वच्छ जल या स्पंदित भाप इंजन। रिटर्न स्प्रिंग वाली ऐसी मोटर का पिस्टन कई बार दोलन कर सकता है, और जब सोलनॉइड के अंदर रखे गए स्थायी चुंबक से जुड़ा होता है, तो यह एक रैखिक वर्तमान जनरेटर के रोटर के रूप में काम कर सकता है। इस स्थिति में, ऊर्जा भंडारण उपकरण में, ऊर्जा संग्रह तत्व को रॉड 1 से एक से दस मीटर की दूरी पर रखा जा सकता है।

आविष्कार की तकनीकी प्रभावशीलता इस तथ्य में निहित है कि उन स्थानों पर प्रस्तावित उपकरण के उपयोग के लिए धन्यवाद जहां अक्सर तूफान आते हैं, बिजली की ऊर्जा के हिस्से का उपयोग करना संभव है। बिजली के निर्वहन के दौरान प्रस्तावित उपकरण का उपयोग करके संग्रहीत वायुमंडलीय बिजली की ऊर्जा को किसी अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए:

भंडारण टैंक में भाप के वाष्पीकरण और संघनन द्वारा स्वच्छ पानी के उत्पादन के लिए;

बड़े पैमाने पर उड़ने वाले पहियों के घूमने के लिए;

यांत्रिक ऊर्जा के संचय के लिए.

प्रस्तावित उपकरण निर्माण और संचालन दोनों में सरल है। इसका उपयोग विशेष रूप से उन क्षेत्रों में प्रभावी ढंग से किया जा सकता है जहां तूफान एक बहुत ही सामान्य वायुमंडलीय घटना है।

दावा

1. बिजली से विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए एक उपकरण, जिसमें ग्राउंडिंग साधन से जुड़ी एक लंबवत घुड़सवार बिजली की छड़ होती है, और विद्युत ऊर्जा एकत्र करने के लिए एक तत्व होता है, जिसमें विशेषता यह होती है कि बिजली की छड़ सबसे कम प्रतिरोध वाले कंडक्टर के रूप में बनाई जाती है वायुमंडलीय बिजली की धारा, जिसके पास विद्युत ऊर्जा के संग्रह के लिए एक या एक से अधिक तत्व होते हैं, जिसमें विद्युत ऊर्जा एकत्र करने के लिए तत्व में एक प्रेरक कुंडल, एक अर्धचालक तत्व और एक एकल विद्युत सर्किट बनाने के लिए श्रृंखला में जुड़े एक समाई और प्रेरक कुंडल होते हैं और अर्धचालक तत्व का वर्तमान प्रतिरोध 1 ओम से अधिक नहीं है, और ऊर्जा एकत्र करने वाला तत्व बिजली की छड़ से 0.1 से 10 मीटर की दूरी पर स्थित है।

2. दावा 1 के अनुसार बिजली से विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए एक उपकरण, इसकी विशेषता यह है कि प्रारंभ करनेवाला को बिजली की छड़ की धुरी से गुजरने वाले किसी भी विमान पर ऑर्थोगोनल रूप से रखा जाता है, और एक टोरॉयड के रूप में बनाया जाता है, समरूपता की धुरी जो बिजली की छड़ की धुरी के साथ मेल खाता है, जिसमें प्रारंभ करनेवाला और अर्धचालक तत्व का वर्तमान प्रतिरोध 1 ओम से अधिक नहीं है।

3. दावे 1 के अनुसार विद्युत तड़ित ऊर्जा को संग्रहित करने के लिए एक उपकरण, जिसकी विशेषता यह है कि ग्राउंडिंग साधन इलेक्ट्रोलाइट से भरे खुले या बंद कंटेनर के रूप में बनाया जाता है।

4. दावे 1 के अनुसार बिजली से विद्युत ऊर्जा को संग्रहित करने के लिए एक उपकरण, जिसकी विशेषता यह है कि बिजली की छड़ एक छड़ के रूप में बनाई जाती है।

25.04.2018

इस दिशा को अभी भी सैद्धान्तिक ही कहा जा सकता है। इसका सार बिजली की ऊर्जा को पकड़ना और फिर उसे पावर ग्रिड पर पुनर्निर्देशित करना है। ऊर्जा का यह स्रोत नवीकरणीय है; विशेषज्ञ इसे वैकल्पिक, दूसरे शब्दों में, पर्यावरण के अनुकूल के रूप में वर्गीकृत करते हैं।

जैसा कि हमें स्कूल से याद है, बिजली का बनना एक जटिल प्रक्रिया है। विद्युतीकृत बादलों से, स्ट्रीमर (डिस्चार्ज) में संयुक्त इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन द्वारा गठित मुख्य निर्वहन, जमीन की ओर बढ़ता है। इस अग्रणी निर्वहन के पीछे एक गर्म आयनित चैनल बनता है। बदले में, मुख्य बिजली निर्वहन इस चैनल के साथ पृथ्वी से दिशा में चलता है, जो एक शक्तिशाली विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में सतह से टूट जाता है। यह प्रक्रिया बिजली की गति से आगे बढ़ती है, एक सेकंड में कई बार दोहराई जाती है। मुख्य कार्य इस डिस्चार्ज को पकड़ना और इसे पावर ग्रिड तक निर्देशित करना है।

फायदे के बारे में

आकाशीय बिजली में लोगों की रुचि बहुत लंबे समय से रही है। यह बेंजामिन फ्रैंकलिन को याद करने लायक है, जिन्होंने अपने प्रयोगों में आंधी के दौरान पतंगें उड़ाईं और परिणामस्वरूप उन्हें एहसास हुआ कि उन्होंने विद्युत आवेश एकत्र किए हैं।

अगर हम बिजली की ऊर्जा की बात करें तो एक डिस्चार्ज में 145 लीटर गैसोलीन के बराबर पांच अरब जूल शुद्ध ऊर्जा होती है। वैज्ञानिकों ने गणना की है कि एक बिजली का झटका संयुक्त राज्य अमेरिका की आबादी को 20 मिनट तक ऊर्जा प्रदान कर सकता है। और यदि आप मानते हैं कि हर साल डेढ़ अरब डिस्चार्ज पूरी पृथ्वी पर हमला करते हैं (प्रति सेकंड 40 से 50 डिस्चार्ज तक), तो संभावनाएं वास्तव में आश्चर्यजनक हैं।

प्रयोगों के बारे में

वैकल्पिक ऊर्जा होल्डिंग्स के प्रतिनिधियों ने 2006 में एक बयान दिया था कि उन्होंने सफलतापूर्वक एक प्रोटोटाइप डिज़ाइन बनाया है जिसका उपयोग स्पष्ट रूप से यह दिखाने के लिए किया जा सकता है कि बिजली को कैसे पकड़ा जाता है और घरेलू जरूरतों के लिए ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। जैसा कि वैकल्पिक ऊर्जा होल्डिंग्स ने कहा, यदि ऊर्जा की खुदरा लागत $0.005 प्रति किलोवाट/घंटा है, तो वर्तमान औद्योगिक एनालॉग 4-7 वर्षों में भुगतान कर सकता है। लेकिन किए गए प्रयोगों की श्रृंखला ने स्पष्ट रूप से प्रभावशाली परिणाम प्रदर्शित नहीं किए और परियोजना नेताओं ने इसे बंद कर दिया। जिसके बाद बिजली की ऊर्जा और परमाणु बम की ऊर्जा को एक ही स्तर पर रखा गया (मार्टिन ए. उमानी के अनुसार)।

कुछ साल बाद (2013 में), साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय के कर्मचारियों ने प्रयोगशाला में एक कृत्रिम चार्ज का अनुकरण किया जो प्राकृतिक बिजली के मापदंडों से मेल खाता था। अपेक्षाकृत सरल उपकरण का उपयोग करके, वैज्ञानिक चार्ज को पकड़ने और इसका उपयोग करके कुछ ही मिनटों में स्मार्टफोन की बैटरी को पूरी तरह से चार्ज करने में सक्षम थे।

संभावनाओं के बारे में

बिजली को "पकड़ने" के लिए खेत अभी भी एक सपना ही हैं। वे पर्यावरण को नुकसान पहुंचाए बिना अंतहीन रूप से सस्ती ऊर्जा का उत्पादन कर सकते हैं। इस दिशा के विकास में बाधा डालने वाली मुख्य समस्या अगले तूफान के स्थान और समय की भविष्यवाणी करने की असंभवता है। अर्थात्, निर्धारित अधिकतम संख्या में बिजली गिरने वाले स्थानों में भी, बड़ी संख्या में "जाल" स्थापित करना आवश्यक है।

अन्य समस्याएँ भी हैं, जो इस प्रकार हैं:

• बिजली एक सेकंड के एक अंश तक चलने वाली ऊर्जा का एक छोटा विस्फोट है जिस पर बहुत जल्दी काबू पाया जाना चाहिए। इस समस्या को शक्तिशाली कैपेसिटर से हल किया जा सकता है। हालाँकि, ऐसे उपकरण अभी तक नहीं बनाए गए हैं, और यदि भविष्य में इन्हें विकसित किया गया, तो ये बहुत महंगे होंगे। दूसरे और तीसरे प्रकार के सर्किट की उपस्थिति के साथ विभिन्न ऑसिलेटरी सिस्टम का उपयोग करना संभव है, जो जनरेटर के आंतरिक प्रतिरोध के साथ लोड का मिलान करना संभव बनाता है;
• बिजली बादलों के ऊपर और नीचे जमा हुई ऊर्जा से बन सकती है। पहले मामले में वे सकारात्मक होंगे, दूसरे में - नकारात्मक। लाइटनिंग फ़ार्म को सुसज्जित करते समय इसे भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। इसके अलावा, प्लस चिह्न के साथ चार्ज को "पकड़ने" के लिए अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता होगी, जिसका एक स्पष्ट प्रमाण चिज़ेव्स्की झूमर है;
• शुल्कों की शक्ति में भी बहुत भिन्नता होती है। अधिकांश बिजली के लिए, यह पैरामीटर 5 से 20 kA तक होता है, लेकिन कुछ चमक के लिए यह 200 kA तक पहुंच सकता है। घरेलू उपयोग के लिए, प्रत्येक श्रेणी को मानकीकृत किया जाना चाहिए (50-60 हर्ट्ज, 220 वी);
• वायुमंडल के एक घन मीटर में आवेशित आयनों का घनत्व कम होता है, और इसके विपरीत, वायु प्रतिरोध अधिक होता है। इससे पता चलता है कि बिजली को पकड़ने के लिए आयनीकृत इलेक्ट्रोड की आवश्यकता होती है, जो जमीन से अधिकतम सीमा तक ऊपर उठाए जाते हैं, लेकिन वे भी ऊर्जा को केवल सूक्ष्म धाराओं के रूप में ही पकड़ते हैं। लेकिन यदि इलेक्ट्रोड बहुत ऊपर (यानी बादलों के करीब) स्थित है, तो बिजली अनायास ही बन सकती है; दूसरे शब्दों में, वोल्टेज में एक शक्तिशाली और अल्पकालिक उछाल आएगा, जिससे उपकरण विफलता का खतरा पैदा होगा।

और फिर भी ऐसी समस्याएं उन लोगों को नहीं रोकती हैं जो बिजली के खेत बनाने का सपना देखते हैं। आख़िरकार, प्रकृति को वश में करने और नवीकरणीय ऊर्जा संसाधनों तक पहुंच प्राप्त करने का सपना सैकड़ों वर्षों से अस्तित्व में है और यह अधिक से अधिक वास्तविक होता जा रहा है।

बुरानोव रज़ीफ़ रासिमोविच
यूएसएटीयू छात्र,
रूस, गणतंत्र. बश्कोर्तोस्तान। ऊफ़ा

वैज्ञानिक सलाहकार:
टेरेगुलोव टी.आर. ऊफ़ा राज्य उड्डयन
तकनीकी विश्वविद्यालय
तुइमाज़ी में शाखा
ई-मेल:azifchampion@mail.ru

लेख बिजली के मुख्य मापदंडों, बिजली ऊर्जा के विकास की संभावनाओं का वर्णन करेगा। रोचक तथ्य, इस क्षेत्र में समस्याएं।

मुख्य शब्द: बिजली, बिजली ऊर्जा, गड़गड़ाहट, ऊर्जा, निर्वहन, बिजली।

थंडरस्टॉर्म ऊर्जा बिजली की ऊर्जा को विद्युत ग्रिड में कैप्चर और पुनर्निर्देशित करके ऊर्जा उत्पन्न करने की एक विधि है। इस प्रकार की ऊर्जा नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत का उपयोग करती है और वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों से संबंधित है। बिजली वायुमंडल में एक विशाल विद्युत चिंगारी का निर्वहन है जो आमतौर पर आंधी के दौरान घटित हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश की तेज चमक और उसके साथ गड़गड़ाहट होती है। पृथ्वी पर बिजली के निर्वहन में वर्तमान ताकत 10-500 हजार एम्पीयर तक पहुंच जाती है, वोल्टेज दसियों लाख से लेकर अरबों वोल्ट तक होता है। डिस्चार्ज पावर - 1 से 1000 गीगावॉट तक। डिस्चार्ज के दौरान बिजली द्वारा खपत की गई बिजली की मात्रा 10 से 50 कूलॉम तक होती है। 11 अक्टूबर 2006 को वैकल्पिक ऊर्जा होल्डिंग्स ने घोषणा की सफल विकासएक प्रोटोटाइप मॉडल जो बिजली में आगे रूपांतरण के लिए बिजली को "कैप्चर" करने की क्षमताओं का प्रदर्शन कर सकता है। इस प्रकार की ऊर्जा से पर्यावरण को कोई नुकसान नहीं होता है। बिजली की कीमत कम करता है. ऐसी स्थापना 4-7 वर्षों में अपने लिए भुगतान कर देगी। अलग-अलग समय पर, अलग-अलग आविष्कारकों ने सबसे असामान्य भंडारण उपकरणों का प्रस्ताव रखा - धातु वाले भूमिगत टैंकों से जो बिजली की छड़ से टकराने से पिघल जाते थे और पानी को गर्म करते थे, जिसकी भाप टरबाइन को घुमाती थी, इलेक्ट्रोलाइज़र तक जो बिजली के डिस्चार्ज के साथ पानी को ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में विघटित करता था। .

2006 में, नासा के उष्णकटिबंधीय तूफान मापने वाले मिशन उपग्रह के साथ काम करने वाले विशेषज्ञों ने ग्रह के विभिन्न क्षेत्रों में तूफान की संख्या पर डेटा प्रकाशित किया। अध्ययन के अनुसार, यह ज्ञात हुआ कि ऐसे क्षेत्र हैं जहां पूरे वर्ष प्रति वर्ग किलोमीटर क्षेत्र में प्रति वर्ष 70 तक बिजली गिरने की घटनाएं होती हैं। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि बिजली ऊर्जा का अपना भविष्य है। कुछ अनुमानों के अनुसार, एक शक्तिशाली तूफ़ान से उतनी ऊर्जा निकलती है जितनी संयुक्त राज्य अमेरिका की पूरी आबादी 20 मिनट में खपत करती है।

यहां बहुत सारी समस्याएं हैं. आपको यह अनुमान लगाने की आवश्यकता है कि तूफान कहां आएगा।

बिजली का गिरना एक सेकंड के एक अंश तक रहता है। इस दौरान आपके पास उसकी ऊर्जा जमा करने के लिए समय होना चाहिए। इसके लिए शक्तिशाली और महंगे कैपेसिटर की आवश्यकता होती है। दूसरे और तीसरे प्रकार के सर्किट वाले विभिन्न ऑसिलेटरी सिस्टम का भी उपयोग किया जा सकता है, जहां लोड को जनरेटर के आंतरिक प्रतिरोध के साथ मिलान किया जा सकता है। बिजली एक जटिल विद्युत प्रक्रिया है और इसे कई प्रकारों में विभाजित किया गया है: नकारात्मक - बादल के निचले हिस्से में जमा होती है और सकारात्मक - बादल के ऊपरी हिस्से में जमा होती है। लाइटनिंग फार्म बनाते समय इसे भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।

तो आइए संक्षेप में बताएं।

प्लस साइड पर हम यह कह सकते हैं बिजली की ऊर्जाऊर्जा का एक सस्ता और अधिक पर्यावरण अनुकूल रूप।

सबसे पहले, ऐसे क्षेत्र हैं जहां बिजली अक्सर गिरती है और उन्हें पकड़ना आसान होगा।

दूसरे, वे 4-7 वर्षों में अपने लिए भुगतान करेंगे। बेशक, चाहे हम कोई भी बिजली पकड़ने वाला स्टेशन लेकर आएं, करंट को परिवर्तित करने में इसकी दक्षता 100% से बहुत दूर होगी, और, जाहिर है, यह संभव नहीं होगा आसपास के बिजली फार्म में गिरने वाली सभी बिजली को पकड़ें।

ऊंची वस्तुओं की ओर निर्देशित होने के लिए बिजली के गुणों का उपयोग करना, खासकर यदि वे अच्छी तरह से बिजली का संचालन करते हैं, तो आप बिजली को "पकड़" सकते हैं। इस उद्देश्य के लिए, हमारे संघ ने गुब्बारों का उपयोग किया जो जमीन से जुड़े धातु के तारों को गरज वाले बादलों में उठा देता था। इन मामलों में, "पकड़ी गई" बिजली का उपयोग केवल वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए किया गया था।

यह आकलन करना संभव है कि बिजली के निर्वहन से उत्पन्न होने वाले कार्य का निर्धारण करके तकनीकी उद्देश्यों के लिए बिजली की ऊर्जा का उपयोग करना कितना लाभदायक है। चूंकि बिजली बहुत लंबे समय तक टिकती है छोटी अवधि, तो यह ऊर्जा बहुत छोटी हो जाती है। यह गणना की गई है कि एक बिजली बोल्ट की कीमत औसतन केवल कुछ रूबल हो सकती है। बिजली की इतनी कम दक्षता के साथ, इसके तकनीकी उपयोग की व्यवहार्यता के बारे में बात करना मुश्किल है। ऊर्जा स्रोत के रूप में बिजली का उपयोग इसलिए भी कठिन है क्योंकि एक आंधी के मौसम में, बहुत ऊंची बिजली की छड़ (जमीन से 400 - 800 मीटर ऊपर) में भी, बिजली 20-25 बार से अधिक नहीं गिरती है।

चूंकि बॉल लाइटिंग का अपेक्षाकृत कम अध्ययन किया गया है, इसलिए इसके खिलाफ सुरक्षा के अभी भी कोई विश्वसनीय रूप से सिद्ध तरीके नहीं हैं। हालाँकि ऐसे मामले सामने आए हैं जब बॉल लाइटिंग एक बंद जगह में भी घुस गई...

बिजली गिरने से बचने के लिए, आपको आंधी के दौरान 8-10 मीटर से कम दूरी पर बिजली की छड़ों या ऊंची एकल वस्तुओं (खंभे, पेड़) के पास जाने से बचना चाहिए। यदि कोई व्यक्ति दूर से तूफ़ान की चपेट में आ जाए...

सामूहिक खेत और ग्रामीण भवनों को तूफान से बचाने वाली बिजली की छड़ के निर्माण के लिए मुख्य आवश्यकताएं डिवाइस की कम लागत और सादगी हैं। सबसे अच्छी सुरक्षा एक बिजली की छड़ है, जो बहुत ही…

जैविक विज्ञान के डॉक्टर, भौतिक और गणितीय विज्ञान के उम्मीदवार के. बोगदानोव।

किसी भी समय, पृथ्वी के विभिन्न हिस्सों में 2,000 से अधिक गरज के साथ बिजली चमकती है। हर सेकंड, लगभग 50 बिजली पृथ्वी की सतह पर गिरती है, और औसतन, इसके प्रत्येक वर्ग किलोमीटर पर साल में छह बार बिजली गिरती है। बी. फ्रैंकलिन ने यह भी दिखाया कि गरज वाले बादलों से जमीन पर गिरने वाली बिजली विद्युत निर्वहन है जो इसमें कई दसियों कूलॉम का नकारात्मक चार्ज स्थानांतरित करती है, और बिजली गिरने के दौरान वर्तमान का आयाम 20 से 100 केए तक होता है। हाई-स्पीड फोटोग्राफी से पता चला कि बिजली का डिस्चार्ज एक सेकंड के कई दसवें हिस्से तक रहता है और इसमें कई छोटे डिस्चार्ज भी होते हैं। बिजली लंबे समय से वैज्ञानिकों के लिए दिलचस्पी का विषय रही है, लेकिन आज भी हम उनकी प्रकृति के बारे में 250 साल पहले की तुलना में थोड़ा ही अधिक जानते हैं, हालांकि हम अन्य ग्रहों पर भी उनका पता लगाने में सक्षम थे।

विज्ञान और जीवन // चित्रण

विभिन्न सामग्रियों के घर्षण से विद्युतीकरण करने की क्षमता। रगड़ जोड़ी से सामग्री, तालिका में ऊपर स्थित, सकारात्मक रूप से चार्ज की जाती है, और निचले हिस्से पर - नकारात्मक रूप से।

बादल का नकारात्मक रूप से चार्ज किया गया तल इसके नीचे पृथ्वी की सतह को ध्रुवीकृत करता है ताकि यह सकारात्मक रूप से चार्ज हो जाए, और जब बिजली के टूटने की स्थिति उत्पन्न होती है, तो बिजली का निर्वहन होता है।

भूमि और समुद्री सतहों पर तूफान की आवृत्ति का वितरण। मानचित्र पर सबसे अंधेरी जगहें प्रति वर्ग किलोमीटर प्रति वर्ष 0.1 से अधिक गरज के साथ बारिश की आवृत्तियों के अनुरूप हैं, और सबसे हल्की - 50 से अधिक।

बिजली की छड़ी के साथ छाता. यह मॉडल 19वीं सदी में बेचा गया था और मांग में था।

स्टेडियम के ऊपर लटके गरज वाले बादल पर तरल या लेज़र से गोली चलाने से बिजली का बोल्ट एक ओर मुड़ जाता है।

एक रॉकेट को गरज वाले बादल में प्रक्षेपित करने के कारण कई बार बिजली गिरने की घटनाएं हुईं। बाईं ऊर्ध्वाधर रेखा रॉकेट का निशान है।

लेखक को मॉस्को के बाहरी इलाके में 7.3 किलोग्राम वजनी एक बड़ी "शाखायुक्त" फुल्गुराइट मिली।

पिघली हुई रेत से बने फ़ल्गुराइट के खोखले बेलनाकार टुकड़े।

टेक्सास से सफेद फुलगुराइट।

बिजली पृथ्वी के विद्युत क्षेत्र को रिचार्ज करने का एक शाश्वत स्रोत है. 20वीं सदी की शुरुआत में, वायुमंडलीय जांच का उपयोग करके पृथ्वी के विद्युत क्षेत्र को मापा गया था। सतह पर इसकी तीव्रता लगभग 100 V/m थी, जो ग्रह के लगभग 400,000 C के कुल चार्ज से मेल खाती है। पृथ्वी के वायुमंडल में आवेशों के वाहक आयन हैं, जिनकी सांद्रता ऊंचाई के साथ बढ़ती है और 50 किमी की ऊंचाई पर अधिकतम तक पहुंच जाती है, जहां ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में एक विद्युत प्रवाहकीय परत बन गई है - आयनमंडल। इसलिए, पृथ्वी का विद्युत क्षेत्र लगभग 400 kV के लागू वोल्टेज वाले एक गोलाकार संधारित्र का क्षेत्र है। इस वोल्टेज के प्रभाव में, 2-4 kA की धारा, जिसका घनत्व 1-2 है, लगातार ऊपरी परतों से निचली परतों की ओर प्रवाहित होती है। 10 -12 ए/एम 2, और ऊर्जा 1.5 गीगावॉट तक जारी होती है। और यदि बिजली न हो तो यह विद्युत क्षेत्र गायब हो जाएगा! इसलिए, अच्छे मौसम में, विद्युत संधारित्र - पृथ्वी - को छुट्टी दे दी जाती है, और आंधी के दौरान इसे चार्ज किया जाता है।

एक व्यक्ति को पृथ्वी के विद्युत क्षेत्र का एहसास नहीं होता है, क्योंकि उसका शरीर एक अच्छा संवाहक है। इसलिए, पृथ्वी का आवेश मानव शरीर की सतह पर भी होता है, जो स्थानीय रूप से विद्युत क्षेत्र को विकृत करता है। वज्रपात के तहत, जमीन पर प्रेरित सकारात्मक चार्ज का घनत्व काफी बढ़ सकता है, और विद्युत क्षेत्र की ताकत 100 केवी/एम से अधिक हो सकती है, जो अच्छे मौसम में इसके मूल्य से 1000 गुना अधिक है। परिणामस्वरूप, वज्रपात के नीचे खड़े व्यक्ति के सिर पर प्रत्येक बाल का सकारात्मक चार्ज समान मात्रा में बढ़ जाता है, और वे, एक दूसरे से दूर धकेलते हुए, अंत में खड़े हो जाते हैं।

विद्युतीकरण - "चार्ज" धूल को हटाना।यह समझने के लिए कि बादल विद्युत आवेशों को कैसे अलग करता है, आइए याद रखें कि विद्युतीकरण क्या है। किसी वस्तु को चार्ज करने का सबसे आसान तरीका उसे दूसरे वस्तु से रगड़ना है। घर्षण द्वारा विद्युतीकरण विद्युत आवेश उत्पन्न करने की सबसे पुरानी विधि है। ग्रीक से रूसी में अनुवादित शब्द "इलेक्ट्रॉन" का अर्थ एम्बर है, क्योंकि ऊन या रेशम के खिलाफ रगड़ने पर एम्बर हमेशा नकारात्मक रूप से चार्ज होता है। आवेश का परिमाण और उसका चिह्न रगड़ने वाले पिंडों की सामग्री पर निर्भर करता है।

ऐसा माना जाता है कि एक पिंड, दूसरे से रगड़ने से पहले, विद्युत रूप से तटस्थ होता है। दरअसल, यदि आप किसी आवेशित पिंड को हवा में छोड़ेंगे तो विपरीत आवेशित धूल के कण और आयन उससे चिपकना शुरू कर देंगे। इस प्रकार, किसी भी पिंड की सतह पर "चार्ज" धूल की एक परत होती है जो शरीर के आवेश को निष्क्रिय कर देती है। इसलिए, घर्षण द्वारा विद्युतीकरण दोनों निकायों से "चार्ज" धूल को आंशिक रूप से हटाने की प्रक्रिया है। इस मामले में, परिणाम इस बात पर निर्भर करेगा कि रगड़ने वाले निकायों से "चार्ज" धूल कितनी बेहतर या बदतर तरीके से हटा दी जाती है।

क्लाउड विद्युत आवेशों के उत्पादन का एक कारखाना है।यह कल्पना करना कठिन है कि तालिका में सूचीबद्ध कुछ सामग्रियां क्लाउड में हैं। हालाँकि, अलग-अलग "चार्ज" धूल निकायों पर दिखाई दे सकती है, भले ही वे एक ही सामग्री से बने हों - यह सतह की सूक्ष्म संरचना को अलग करने के लिए पर्याप्त है। उदाहरण के लिए, जब एक चिकना शरीर किसी खुरदरे शरीर से रगड़ता है, तो दोनों विद्युतीकृत हो जाएंगे।

वज्रपात वाला बादल है बड़ी राशिभाप, जिनमें से कुछ छोटी बूंदों या बर्फ के टुकड़ों के रूप में संघनित होती हैं। गरज वाले बादल का शीर्ष 6-7 किमी की ऊंचाई पर हो सकता है, और निचला हिस्सा 0.5-1 किमी की ऊंचाई पर जमीन से ऊपर लटका रह सकता है। 3-4 किमी से ऊपर बादलों में अलग-अलग आकार की बर्फ तैरती है, क्योंकि वहां तापमान हमेशा शून्य से नीचे रहता है। बर्फ के ये टुकड़े पृथ्वी की गर्म सतह से गर्म हवा की बढ़ती धाराओं के कारण निरंतर गति में हैं। बर्फ के छोटे टुकड़े बड़े टुकड़ों की तुलना में बढ़ती वायु धाराओं द्वारा अधिक आसानी से दूर ले जाए जाते हैं। इसलिए, बर्फ के "फुर्तीले" छोटे टुकड़े, बादल के शीर्ष पर जाते हुए, लगातार बड़े टुकड़ों से टकराते रहते हैं। ऐसी प्रत्येक टक्कर के साथ, विद्युतीकरण होता है, जिसमें बर्फ के बड़े टुकड़े नकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं, और छोटे - सकारात्मक रूप से। समय के साथ, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए बर्फ के छोटे टुकड़े बादल के शीर्ष पर समाप्त हो जाते हैं, और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए बड़े टुकड़े नीचे की ओर समाप्त हो जाते हैं। दूसरे शब्दों में, तूफान का ऊपरी हिस्सा सकारात्मक रूप से चार्ज होता है और निचला हिस्सा नकारात्मक रूप से चार्ज होता है। सब कुछ बिजली के निर्वहन के लिए तैयार है, जिसमें हवा का टूटना होता है और गरज के नीचे से नकारात्मक चार्ज पृथ्वी पर प्रवाहित होता है।

बिजली अंतरिक्ष से आने वाला स्वागत है और एक्स-रे विकिरण का स्रोत है।हालाँकि, बादल खुद को इतना विद्युतीकृत करने में सक्षम नहीं है कि उसके निचले हिस्से और जमीन के बीच डिस्चार्ज हो सके। गरज वाले बादल में विद्युत क्षेत्र की ताकत कभी भी 400 kV/m से अधिक नहीं होती है, और हवा में विद्युत विखंडन 2500 kV/m से अधिक वोल्टेज पर होता है। इसलिए, बिजली गिरने के लिए विद्युत क्षेत्र के अलावा किसी अन्य चीज़ की आवश्यकता होती है। 1992 में, रूसी वैज्ञानिक ए. गुरेविच के नाम पर फिजिकल इंस्टीट्यूट रखा गया। पी. एन. लेबेडेव आरएएस (एफआईएएन) ने सुझाव दिया कि कॉस्मिक किरणें - निकट-प्रकाश गति से अंतरिक्ष से पृथ्वी पर गिरने वाले उच्च-ऊर्जा कण - बिजली के लिए एक प्रकार का प्रज्वलन हो सकते हैं। ऐसे हजारों कण हर सेकंड हर किसी पर बमबारी करते हैं वर्ग मीटरपृथ्वी का वातावरण।

गुरेविच के सिद्धांत के अनुसार, ब्रह्मांडीय विकिरण का एक कण, एक वायु अणु से टकराकर, इसे आयनित करता है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों का निर्माण होता है। एक बार बादल और जमीन के बीच विद्युत क्षेत्र में, इलेक्ट्रॉनों को प्रकाश की गति के करीब तेज कर दिया जाता है, जिससे उनका मार्ग आयनित हो जाता है और इस प्रकार इलेक्ट्रॉनों का एक हिमस्खलन उनके साथ जमीन की ओर बढ़ने लगता है। इलेक्ट्रॉनों के इस हिमस्खलन द्वारा निर्मित आयनित चैनल का उपयोग बिजली द्वारा निर्वहन के लिए किया जाता है (देखें "विज्ञान और जीवन" संख्या 7, 1993)।

जिस किसी ने भी बिजली देखी है, उसने देखा है कि यह बादल और ज़मीन को जोड़ने वाली कोई तेज़ चमकती सीधी रेखा नहीं है, बल्कि एक टूटी हुई रेखा है। इसलिए, बिजली के निर्वहन के लिए एक प्रवाहकीय चैनल बनाने की प्रक्रिया को इसका "स्टेप लीडर" कहा जाता है। इनमें से प्रत्येक "चरण" एक ऐसा स्थान है जहां इलेक्ट्रॉन, निकट-प्रकाश गति तक त्वरित होकर, हवा के अणुओं के साथ टकराव के कारण रुक जाते हैं और गति की दिशा बदल देते हैं। बिजली की चरणबद्ध प्रकृति की इस व्याख्या का प्रमाण एक्स-रे विकिरण की चमक है, जो उन क्षणों से मेल खाती है जब बिजली, जैसे कि लड़खड़ाती हुई, अपना प्रक्षेप पथ बदलती है। हाल के अध्ययनों से पता चला है कि बिजली एक्स-रे विकिरण का एक काफी शक्तिशाली स्रोत है, जिसकी तीव्रता 250,000 इलेक्ट्रॉन वोल्ट तक हो सकती है, जो छाती के एक्स-रे में उपयोग की जाने वाली तीव्रता से लगभग दोगुनी है।

बिजली गिरने को कैसे ट्रिगर करें?किसी अनजान जगह पर क्या होगा और कब होगा, इसका अध्ययन करना बहुत मुश्किल है। और बिजली की प्रकृति का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिक कई वर्षों से इसी तरह काम कर रहे हैं। ऐसा माना जाता है कि आकाश में तूफान का नेतृत्व एलिय्याह भविष्यवक्ता द्वारा किया जाता है और हमें उसकी योजनाओं के बारे में पता नहीं चलता है। हालाँकि, वैज्ञानिकों ने लंबे समय से गरज वाले बादल और पृथ्वी के बीच एक प्रवाहकीय चैनल बनाकर एलिय्याह पैगंबर को बदलने की कोशिश की है। इस उद्देश्य के लिए, बी फ्रैंकलिन ने लॉन्च किया पतंग, तार और धातु की चाबियों के एक गुच्छा के साथ समाप्त होता है। ऐसा करके, उन्होंने तार के नीचे कमजोर डिस्चार्ज प्रवाहित किया, और यह साबित करने वाले पहले व्यक्ति थे कि बिजली बादलों से जमीन पर बहने वाला एक नकारात्मक विद्युत निर्वहन है। फ्रैंकलिन के प्रयोग बेहद खतरनाक थे और उन्हें दोहराने की कोशिश करने वालों में से एक, रूसी शिक्षाविद् जी.वी. रिचमैन की 1753 में बिजली गिरने से मृत्यु हो गई।

1990 के दशक में, शोधकर्ताओं ने सीखा कि अपने जीवन को खतरे में डाले बिना बिजली कैसे बनाई जाए। बिजली चमकाने का एक तरीका यह है कि जमीन से सीधे गरज वाले बादल में एक छोटा रॉकेट दागा जाए। अपने पूरे प्रक्षेप पथ के साथ, रॉकेट हवा को आयनित करता है और इस प्रकार बादल और जमीन के बीच एक संवाहक चैनल बनाता है। और यदि बादल के तल पर नकारात्मक चार्ज काफी बड़ा है, तो निर्मित चैनल के साथ एक बिजली का निर्वहन होता है, जिसके सभी पैरामीटर रॉकेट लॉन्च पैड के बगल में स्थित उपकरणों द्वारा रिकॉर्ड किए जाते हैं। और अधिक बनाने के लिए बेहतर स्थितियाँबिजली गिराने के लिए रॉकेट से एक धातु का तार जोड़ा जाता है, जो इसे जमीन से जोड़ता है।

बिजली: जीवन का दाता और विकास का इंजन. 1953 में, जैव रसायनज्ञ एस. मिलर (स्टेनली मिलर) और जी. उरे (हेरोल्ड उरे) ने दिखाया कि जीवन के "निर्माण खंडों" में से एक - अमीनो एसिड - पानी के माध्यम से एक विद्युत निर्वहन पारित करके प्राप्त किया जा सकता है जिसमें गैसें होती हैं पृथ्वी के "आदिम" वातावरण में विलीन हो गए हैं (मीथेन, अमोनिया और हाइड्रोजन)। 50 साल बाद, अन्य शोधकर्ताओं ने इन प्रयोगों को दोहराया और वही परिणाम प्राप्त किए। इस प्रकार, पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति का वैज्ञानिक सिद्धांत बिजली गिरने को एक मौलिक भूमिका प्रदान करता है।

जब लघु धारा तरंगों को बैक्टीरिया के माध्यम से पारित किया जाता है, तो उनके खोल (झिल्ली) में छिद्र दिखाई देते हैं, जिसके माध्यम से अन्य बैक्टीरिया के डीएनए टुकड़े अंदर जा सकते हैं, जिससे विकास के तंत्रों में से एक को ट्रिगर किया जा सकता है।

सर्दियों में तूफ़ान बहुत कम क्यों आते हैं?एफ.आई. टुटेचेव, "मुझे मई की शुरुआत में तूफान पसंद है, जब वसंत की पहली गड़गड़ाहट होती है..." लिखते हुए, जानते थे कि सर्दियों में लगभग कोई तूफान नहीं होता है। गरज वाले बादल बनने के लिए नम हवा की बढ़ती धाराएँ आवश्यक हैं। बढ़ते तापमान के साथ संतृप्त वाष्प की सांद्रता बढ़ती है और गर्मियों में अधिकतम होती है। तापमान का अंतर जिस पर आरोही वायु धाराएं अधिक निर्भर करती हैं, पृथ्वी की सतह पर इसका तापमान उतना ही अधिक होता है, क्योंकि कई किलोमीटर की ऊंचाई पर इसका तापमान वर्ष के समय पर निर्भर नहीं करता है। इसका मतलब यह है कि आरोही धाराओं की तीव्रता भी गर्मियों में सबसे अधिक होती है। यही कारण है कि हमारे यहां अक्सर गर्मियों में तूफान आते हैं, लेकिन उत्तर में, जहां गर्मियों में भी ठंड होती है, वहां तूफान काफी दुर्लभ होते हैं।

समुद्र की तुलना में ज़मीन पर तूफ़ान अधिक आम क्यों हैं?किसी बादल को छोड़ने के लिए, उसके नीचे की हवा में पर्याप्त संख्या में आयन होने चाहिए। वायु, जिसमें केवल नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के अणु होते हैं, में कोई आयन नहीं होता है और विद्युत क्षेत्र में भी इसे आयनित करना बहुत मुश्किल होता है। लेकिन अगर हवा में बहुत सारे विदेशी कण हैं, उदाहरण के लिए धूल, तो बहुत सारे आयन भी हैं। आयन हवा में कणों की गति से उसी तरह बनते हैं जैसे विभिन्न सामग्रियां एक-दूसरे के खिलाफ घर्षण से विद्युतीकृत होती हैं। जाहिर है, महासागरों की तुलना में जमीन पर हवा में बहुत अधिक धूल है। इसीलिए ज़मीन पर तूफ़ान अधिक बार गरजते हैं। यह भी देखा गया है कि बिजली सबसे पहले उन स्थानों पर गिरती है जहां हवा में एरोसोल की सांद्रता विशेष रूप से अधिक होती है - तेल शोधन उद्योग के उद्यमों से धुआं और उत्सर्जन।

फ्रैंकलिन ने बिजली को कैसे विक्षेपित किया?सौभाग्य से, अधिकांश बिजली के झटके बादलों के बीच होते हैं और इसलिए कोई खतरा नहीं होता है। हालाँकि, ऐसा माना जाता है कि बिजली गिरने से हर साल दुनिया भर में एक हजार से अधिक लोगों की मौत हो जाती है। कम से कम संयुक्त राज्य अमेरिका में, जहां ऐसे आंकड़े रखे जाते हैं, हर साल लगभग 1,000 लोग बिजली गिरने से पीड़ित होते हैं और उनमें से सौ से अधिक मर जाते हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से लोगों को "भगवान की सजा" से बचाने की कोशिश कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, पहले इलेक्ट्रिक कैपेसिटर (लेडेन जार) के आविष्कारक, पीटर वैन मुशेनब्रुक (1692-1761) ने प्रसिद्ध फ्रांसीसी विश्वकोश के लिए बिजली पर लिखे एक लेख में बिजली को रोकने के पारंपरिक तरीकों का बचाव किया - घंटियाँ बजाना और तोप चलाना, जो उनका मानना ​​था कि ये काफी प्रभावी थे। प्रभावी।

बेंजामिन फ्रैंकलिन ने 1775 में मैरीलैंड राज्य की राजधानी के कैपिटल की रक्षा करने की कोशिश करते हुए इमारत में एक मोटी लोहे की छड़ लगाई, जो गुंबद से कई मीटर ऊपर उठी और जमीन से जुड़ी हुई थी। वैज्ञानिक ने अपने आविष्कार को पेटेंट कराने से इनकार कर दिया, वह चाहते थे कि यह जल्द से जल्द लोगों की सेवा करना शुरू कर दे।

फ्रैंकलिन की बिजली की छड़ी की खबर तेजी से पूरे यूरोप में फैल गई और उन्हें रूसी सहित सभी अकादमियों के लिए चुना गया। हालाँकि, कुछ देशों में धर्मनिष्ठ आबादी ने इस आविष्कार का आक्रोश के साथ स्वागत किया। यह विचार ही कि कोई व्यक्ति "भगवान के क्रोध" के मुख्य हथियार को इतनी आसानी से और सरलता से वश में कर सकता है, निंदनीय लगता है। इसलिए में अलग - अलग जगहेंलोगों ने, पवित्र कारणों से, बिजली की छड़ें तोड़ दीं। 1780 में उत्तरी फ़्रांस के छोटे से शहर सेंट-ओमेर में एक विचित्र घटना घटी, जहाँ शहरवासियों ने लोहे की बिजली की छड़ को ध्वस्त करने की मांग की, और मामला सुनवाई के लिए आया। युवा वकील, जिसने बिजली की छड़ को अश्लीलतावादियों के हमलों से बचाया, ने अपना बचाव इस तथ्य पर आधारित किया कि मानव मन और प्रकृति की शक्तियों पर विजय पाने की उसकी क्षमता दोनों ही दैवीय उत्पत्ति की हैं। युवा वकील ने तर्क दिया कि जो कुछ भी जीवन बचाने में मदद करता है वह अच्छे के लिए है। उन्होंने मुकदमा जीत लिया और बहुत प्रसिद्धि प्राप्त की। वकील का नाम मैक्सिमिलियन रोबेस्पिएरे था। खैर, अब बिजली की छड़ के आविष्कारक का चित्र दुनिया में सबसे वांछनीय पुनरुत्पादन है, क्योंकि यह प्रसिद्ध सौ डॉलर के नोट को सुशोभित करता है।

वॉटर जेट और लेजर का उपयोग करके बिजली से खुद को कैसे बचाएं. हाल ही में इसे सैद्धांतिक तौर पर प्रस्तावित किया गया था नया रास्ताबिजली के खिलाफ लड़ो. एक बिजली की छड़ बनाई जाएगी... तरल के एक जेट से जिसे जमीन से सीधे गरज वाले बादलों में छोड़ा जाएगा। लाइटनिंग लिक्विड एक खारा घोल है जिसमें तरल पॉलिमर मिलाए जाते हैं: नमक का उद्देश्य विद्युत चालकता को बढ़ाना है, और पॉलिमर जेट को अलग-अलग बूंदों में "टूटने" से रोकता है। जेट का व्यास लगभग एक सेंटीमीटर होगा और अधिकतम ऊंचाई 300 मीटर होगी। जब तरल बिजली की छड़ को अंतिम रूप दिया जाएगा, तो यह खेल और बच्चों के खेल के मैदानों से सुसज्जित होगी, जहां विद्युत क्षेत्र की ताकत काफी अधिक होने और बिजली गिरने की संभावना अधिकतम होने पर फव्वारा स्वचालित रूप से चालू हो जाएगा। एक आवेश गरजते बादल से तरल की एक धारा के रूप में प्रवाहित होगा, जिससे बिजली दूसरों के लिए सुरक्षित हो जाएगी। बिजली के निर्वहन के खिलाफ इसी तरह की सुरक्षा एक लेजर का उपयोग करके की जा सकती है, जिसकी किरण, हवा को आयनित करके, लोगों की भीड़ से दूर विद्युत निर्वहन के लिए एक चैनल बनाएगी।

क्या बिजली हमें भटका सकती है?हाँ, यदि आप कम्पास का उपयोग करते हैं। जी. मेलविले के प्रसिद्ध उपन्यास "मोबी डिक" में बिल्कुल ऐसे ही मामले का वर्णन किया गया है जब एक बिजली के निर्वहन, जिसने एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाया, ने कम्पास सुई को फिर से चुंबकित कर दिया। हालाँकि, जहाज के कप्तान ने एक सिलाई सुई ली, उसे चुम्बकित करने के लिए उस पर प्रहार किया और उसे क्षतिग्रस्त कंपास सुई से बदल दिया।

क्या आप किसी घर या हवाई जहाज के अंदर बिजली की चपेट में आ सकते हैं?दुर्भाग्य से हाँ! बिजली का करंट किसी घर में प्रवेश कर सकता है टेलीफोन तारपास के एक खंभे से. इसलिए, तूफान के दौरान कोशिश करें कि नियमित फोन का इस्तेमाल न करें। ऐसा माना जाता है कि रेडियोटेलीफोन या मोबाइल फोन पर बात करना ज्यादा सुरक्षित है। तूफान के दौरान, आपको केंद्रीय हीटिंग और पानी के पाइप को नहीं छूना चाहिए जो घर को जमीन से जोड़ते हैं। इन्हीं कारणों से, विशेषज्ञ तूफान के दौरान कंप्यूटर और टेलीविज़न सहित सभी बिजली के उपकरणों को बंद करने की सलाह देते हैं।

जहां तक ​​हवाई जहाजों की बात है, आम तौर पर कहें तो, वे आंधी-तूफ़ान वाले क्षेत्रों के आसपास उड़ान भरने की कोशिश करते हैं। और फिर भी, औसतन, साल में एक बार किसी एक विमान पर बिजली गिरती है। इसका करंट यात्रियों को प्रभावित नहीं कर सकता; यह विमान की बाहरी सतह से नीचे बहता है, लेकिन यह रेडियो संचार, नेविगेशन उपकरण और इलेक्ट्रॉनिक्स को नुकसान पहुंचा सकता है।

फुलगुराइट बिजली का जीवाश्म है।बिजली गिरने के दौरान 10 9 -10 10 जूल ऊर्जा निकलती है। इसका अधिकांश भाग शॉक वेव (गड़गड़ाहट) बनाने, हवा को गर्म करने, चमकती रोशनी और अन्य विद्युत चुम्बकीय तरंगों को बनाने में खर्च किया जाता है, और केवल एक छोटा सा हिस्सा उस स्थान पर छोड़ा जाता है जहां बिजली जमीन में प्रवेश करती है। हालाँकि, यह "छोटा" हिस्सा भी आग लगाने, किसी व्यक्ति को मारने और एक इमारत को नष्ट करने के लिए पर्याप्त है। बिजली उस चैनल को गर्म कर सकती है जिसके माध्यम से यह 30,000 तक चलती है ° C, सूर्य की सतह के तापमान से पाँच गुना अधिक। बिजली के अंदर का तापमान रेत के पिघलने बिंदु (1600-2000 डिग्री सेल्सियस) से बहुत अधिक है, लेकिन रेत पिघलती है या नहीं यह बिजली की अवधि पर भी निर्भर करता है, जो दसियों माइक्रोसेकंड से लेकर एक सेकंड के दसवें हिस्से तक हो सकती है . बिजली की धारा पल्स का आयाम आमतौर पर कई दसियों किलोएम्पेयर के बराबर होता है, लेकिन कभी-कभी यह 100 kA से अधिक हो सकता है। सबसे शक्तिशाली बिजली के झटके फुलगुराइट्स के जन्म का कारण बनते हैं - पिघली हुई रेत के खोखले सिलेंडर।

फुलगुराइट शब्द लैटिन फुलगुर से आया है, जिसका अर्थ है बिजली। सबसे लंबे समय तक खोदे गए फुल्गुराइट पांच मीटर से अधिक की गहराई तक भूमिगत हो गए। फुल्गुराइट को पिघला हुआ ठोस भी कहा जाता है। चट्टानों, बिजली गिरने से बना; वे कभी-कभी चट्टानी पर्वत चोटियों पर बड़ी संख्या में पाए जाते हैं। फुलगुराइट्स, पिघले हुए सिलिका से बने होते हैं, आमतौर पर शंकु के आकार की ट्यूबों के रूप में दिखाई देते हैं जो पेंसिल या उंगली जितनी मोटी होती हैं। उनकी आंतरिक सतह चिकनी और पिघली हुई होती है, और बाहरी सतह पिघले हुए द्रव्यमान से चिपकने वाले रेत के कणों से बनती है। फ़ल्गुराइट का रंग रेतीली मिट्टी में मौजूद खनिज अशुद्धियों पर निर्भर करता है। अधिकांश भूरे, भूरे या काले रंग के होते हैं, लेकिन हरे, सफेद या पारभासी फुलगुराइट्स भी पाए जाते हैं।

जाहिरा तौर पर, फुलगुराइट्स और बिजली के हमलों से उनके संबंध का पहला विवरण 1706 में पादरी डेविड हरमन द्वारा किया गया था। इसके बाद, कई लोगों को बिजली गिरने से प्रभावित लोगों के पास फुलगुराइट्स मिले। चार्ल्स डार्विन ने बीगल पर दुनिया भर में अपनी यात्रा के दौरान, माल्डोनाडो (उरुग्वे) के पास रेतीले तट पर कई ग्लास ट्यूबों की खोज की, जो रेत में एक मीटर से अधिक नीचे तक लंबवत थीं। उन्होंने उनके आकार का वर्णन किया और उनके गठन को बिजली के निर्वहन से जोड़ा। प्रसिद्ध अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट वुड को उस बिजली का "ऑटोग्राफ" मिला जिसने उन्हें लगभग मार डाला था:

"एक तेज़ तूफ़ान गुज़र चुका था और हमारे ऊपर का आसमान पहले ही साफ़ हो चुका था। मैं उस मैदान के पार चला गया जो हमारे घर को मेरी भाभी के घर से अलग करता है। मैं रास्ते में लगभग दस गज चला था जब अचानक मेरी बेटी मार्गरेट ने मुझे बुलाया। मैं लगभग दस सेकंड के लिए रुका और बमुश्किल आगे बढ़ा, तभी अचानक बारह इंच की तोप की गड़गड़ाहट के साथ एक चमकदार नीली रेखा आकाश से कटी, जो मेरे सामने बीस कदम की दूरी पर पड़ी और भाप का एक विशाल स्तंभ खड़ा हो गया। मैं चला गया आगे यह देखने के लिए कि बिजली ने क्या निशान छोड़ा था। जिस स्थान पर बिजली गिरी थी, वहाँ लगभग पाँच इंच व्यास का एक जला हुआ तिपतिया घास था, जिसके बीच में आधा इंच का छेद था... मैं प्रयोगशाला में लौटा, पिघल गया आठ पाउंड टिन और इसे छेद में डाला... जब टिन सख्त हो गया तो मैंने जो खोदा, वह एक विशाल, थोड़ा घुमावदार डॉग-आर्प जैसा दिख रहा था, जो उम्मीद के मुताबिक भारी था, हैंडल में था और धीरे-धीरे अंत की ओर बढ़ रहा था। यह तीन फीट से थोड़ा अधिक लंबा था" (वी. सीब्रुक. रॉबर्ट वुड से उद्धृत। - एम.: नौका, 1985, पृष्ठ 285)।

बिजली गिरने के दौरान रेत में कांच की नली का दिखना इस तथ्य के कारण होता है कि रेत के दानों के बीच हमेशा हवा और नमी होती है। बिजली का विद्युत प्रवाह एक सेकंड के एक अंश में हवा और जलवाष्प को अत्यधिक तापमान तक गर्म कर देता है, जिससे रेत के कणों और उसके विस्तार के बीच हवा के दबाव में विस्फोटक वृद्धि होती है, जिसे वुड ने सुना और देखा, चमत्कारिक रूप से बिजली का शिकार नहीं हुए। फैलती हुई हवा पिघली हुई रेत के अंदर एक बेलनाकार गुहा बनाती है। बाद में तेजी से ठंडा होने से फुल्गुराइट - रेत में एक कांच की नली - ठीक हो जाती है।

अक्सर सावधानी से रेत से खोदा गया फुल्गुराइट एक पेड़ की जड़ या शाखा के आकार का होता है जिसमें कई अंकुर होते हैं। इस तरह के शाखित फुल्गुराइट तब बनते हैं जब बिजली का निर्वहन गीली रेत से टकराता है, जिसमें, जैसा कि ज्ञात है, सूखी रेत की तुलना में अधिक विद्युत चालकता होती है। इन मामलों में, बिजली की धारा, मिट्टी में प्रवेश करती है, तुरंत पक्षों तक फैलना शुरू कर देती है, जिससे एक संरचना बनती है एक पेड़ की जड़ के समान, और परिणामी फुल्गुराइट केवल इसी आकार को दोहराता है। फुल्गुराइट बहुत नाजुक होता है, और चिपकी हुई रेत को हटाने का प्रयास अक्सर इसके विनाश का कारण बनता है। यह गीली रेत में बने शाखाओं वाले फुल्गुराइट्स के लिए विशेष रूप से सच है।