बिजली क्या है और यह कैसे होती है?

मेघों की उत्पत्ति

जमीन के ऊपर उठने वाले कोहरे में पानी के कण होते हैं और बादल बनते हैं। बड़े और भारी बादलों को मेघपुंज बादल कहा जाता है। कुछ बादल सरल होते हैं—वे बिजली या गरज पैदा नहीं करते हैं। दूसरों को वज्रपात कहा जाता है क्योंकि वे तड़ित झंझावात पैदा करते हैं, बिजली और गड़गड़ाहट बनाते हैं। गरज वाले बादल सामान्य बारिश के बादलों से भिन्न होते हैं क्योंकि वे बिजली से चार्ज होते हैं: कुछ सकारात्मक होते हैं, कुछ नकारात्मक होते हैं।

मेघ कैसे बनते हैं? सभी जानते हैं कि आंधी के दौरान हवा कितनी तेज होती है। लेकिन इससे भी मजबूत हवा के भंवर जमीन से ऊपर बनते हैं, जहां जंगल और पहाड़ हवा की गति को बाधित नहीं करते हैं। यह हवा बादलों में अधिकतर सकारात्मक और नकारात्मक बिजली उत्पन्न करती है।

प्रत्येक बूंद के केंद्र में धनात्मक विद्युत होती है, और समान मात्रा में ऋणात्मक विद्युत बूंद की सतह पर पाई जाती है। गिरने वाली वर्षा की बूंदों को हवा पकड़ लेती है और हवा की धाराओं में गिर जाती है। हवा, बल के साथ बूंद को मारती है, इसे टुकड़ों में तोड़ देती है।इस मामले में, छोटी बूंद के अलग बाहरी कण नकारात्मक बिजली से चार्ज हो जाते हैं।

छोटी बूंद का शेष बड़ा और भारी हिस्सा सकारात्मक बिजली से चार्ज होता है। बादल का वह हिस्सा जहां भारी बूंदें जमा होती हैं, सकारात्मक बिजली से चार्ज होता है। बादल से होने वाली बारिश बादल की कुछ बिजली को जमीन पर स्थानांतरित कर देती है, और इस प्रकार बादल और जमीन के बीच एक विद्युत आकर्षण पैदा हो जाता है।

अंजीर में। चित्र 1 मेघ और पृथ्वी की सतह पर बिजली के वितरण को दर्शाता है। यदि एक बादल को नकारात्मक विद्युत से आवेशित किया जाता है, तो उसकी ओर आकर्षित होने का प्रयास करते हुए, पृथ्वी की सकारात्मक विद्युत उन सभी उन्नत वस्तुओं की सतह पर वितरित की जाएगी जो विद्युत प्रवाह का संचालन करती हैं। जमीन पर खड़ी वस्तु जितनी ऊँची होती है, बादल के ऊपर और नीचे के बीच की दूरी उतनी ही कम होती है और हवा की परत जो यहाँ रहती है, विपरीत बिजली छोड़ती है। जाहिर सी बात है कि ऐसी जगहों पर बिजली ज्यादा आसानी से जमीन में घुस जाती है। इसके बारे में हम आपको बाद में बताएंगे।

चावल। 1. गरजने वाले बादल और जमीनी वस्तुओं में बिजली का वितरण

बिजली गिरने का क्या कारण है?

एक ऊंचे पेड़ या घर के पास, बिजली से चार्ज एक वज्रपात उस पर कार्य करता है। अंजीर में। नकारात्मक विद्युत से आवेशित 1 बादल सकारात्मक विद्युत को छत की ओर आकर्षित करता है, और घर की ऋणात्मक विद्युत जमीन में चली जाएगी।

दोनों बिजली - बादल में और घर की छत पर - एक दूसरे को आकर्षित करती हैं। यदि बादल में बहुत अधिक बिजली होती है, तो प्रभाव से घर में बहुत अधिक बिजली बनती है।

जिस तरह आने वाला पानी एक बांध को तोड़ सकता है और एक धारा में बह सकता है, इसके अप्रतिबंधित आंदोलन में एक घाटी में बाढ़ आ सकती है, इसलिए बिजली, एक बादल में तेजी से जमा हो रही है, अंततः हवा की परत के माध्यम से टूट सकती है जो इसे पृथ्वी की सतह से अलग करती है और तेजी से बढ़ती है पृथ्वी के नीचे, विपरीत बिजली के लिए। एक तेज़ डिस्चार्ज होगा—बिजली की चिंगारी बादल और घर के बीच सरक जाएगी।

यह बिजली है जो घर पर हमला करती है। बिजली का डिस्चार्ज न केवल एक बादल और जमीन के बीच हो सकता है, बल्कि विभिन्न प्रकार की बिजली से चार्ज होने वाले दो बादलों के बीच भी हो सकता है।

हवा जितनी तेज़ होती है, बादल उतनी ही तेज़ी से बिजली से चार्ज होता है। हवा में एक निश्चित मात्रा में काम खर्च होता है, जो सकारात्मक और नकारात्मक बिजली को अलग करने में जाता है।

बिजली कैसे विकसित होती है?

अधिकतर, जमीन पर गिरने वाली बिजली नकारात्मक बिजली से आवेशित बादलों से आती है। ऐसे बादल से बिजली गिरने का विकास इस प्रकार होता है।

सबसे पहले, थोड़ी मात्रा में इलेक्ट्रॉन एक संकीर्ण चैनल में बादल से जमीन की ओर प्रवाहित होने लगते हैं, जिससे हवा में एक प्रकार का करंट बनता है।

अंजीर में। 2 बिजली बनने की इस शुरुआत को दर्शाता है। बादल के जिस हिस्से में चैनल बनना शुरू होता है, वहां उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉन जमा हो जाते हैं, जिसके कारण वे हवा के परमाणुओं से टकराकर उन्हें नाभिक और इलेक्ट्रॉनों में तोड़ देते हैं।

चावल। 2. बादल में बिजली चमकने लगती है

इस मामले में जारी इलेक्ट्रॉन भी जमीन पर भागते हैं और फिर से हवा के परमाणुओं से टकराकर उन्हें अलग कर देते हैं।यह पहाड़ों में बर्फ के गिरने की तरह है, जब पहली बार एक छोटी सी गांठ, लुढ़कते हुए, उससे चिपके हुए बर्फ के टुकड़ों से ढक जाती है, और अपनी उड़ान को तेज करते हुए एक बड़ा हिमस्खलन बन जाता है।

और यहाँ इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन अपने परमाणुओं को टुकड़ों में विभाजित करते हुए, हवा के नए संस्करणों को पकड़ लेता है। इस मामले में, हवा गर्म हो जाती है और जैसे ही तापमान बढ़ता है, इसकी चालकता बढ़ जाती है। यह एक इन्सुलेटर से कंडक्टर में बदल जाता है। बादल से हवा के परिणामी प्रवाहकीय चैनल के माध्यम से, बिजली अधिक से अधिक निकलने लगती है। बिजली जबरदस्त गति से पृथ्वी की ओर आती है, प्रति सेकंड 100 किलोमीटर तक पहुँचती है।

सेकंड के सौवें हिस्से में इलेक्ट्रॉनों का हिमस्खलन जमीन पर पहुंच जाता है। यह केवल पहले को समाप्त करता है, इसलिए बोलने के लिए, बिजली का "प्रारंभिक" हिस्सा: बिजली ने जमीन पर अपना रास्ता बना लिया है। लाइटनिंग के विकास का दूसरा, प्रमुख भाग अभी आना बाकी है। तड़ित निर्माण के माने जाने वाले भाग को चालक कहा जाता है। इस विदेशी शब्द का अर्थ रूसी में "नेता" है। गाइड ने बिजली के दूसरे, अधिक शक्तिशाली हिस्से के लिए रास्ता बनाया; इस भाग को मुख्य भाग कहते हैं। जैसे ही चैनल जमीन पर पहुंचता है, बिजली इसके माध्यम से बहुत अधिक हिंसक और तेज़ी से प्रवाहित होने लगती है।

अब चैनल में संचित नकारात्मक विद्युत और बारिश की बूंदों के साथ जमीन पर गिरी सकारात्मक विद्युत के बीच एक संबंध है, और विद्युत क्रिया द्वारा बादल और जमीन के बीच बिजली का निर्वहन होता है। इस तरह का निर्वहन अत्यधिक शक्ति का विद्युत प्रवाह है - यह शक्ति पारंपरिक विद्युत नेटवर्क में वर्तमान की ताकत से कहीं अधिक है।

चैनल में बहने वाली धारा बहुत तेज़ी से बढ़ती है, और अधिकतम शक्ति तक पहुँचने के बाद, यह धीरे-धीरे कम होने लगती है।बिजली का चैनल जिसके माध्यम से इतनी तेज धारा प्रवाहित होती है, बहुत गर्म होती है और इसलिए तेज चमकती है। लेकिन एक बिजली के निर्वहन में करंट प्रवाह का समय बहुत कम होता है। डिस्चार्ज एक सेकंड के बहुत छोटे अंशों तक रहता है और इसलिए डिस्चार्ज के दौरान उत्पन्न विद्युत ऊर्जा अपेक्षाकृत कम होती है।

अंजीर में। 3 जमीन की ओर तड़ित चालक की क्रमिक गति को दर्शाता है (बाईं ओर पहले तीन आंकड़े)।

चावल। 3. बिजली कंडक्टर (पहले तीन आंकड़े) और उसके मुख्य भाग (अंतिम तीन आंकड़े) का क्रमिक विकास।

अंतिम तीन आंकड़े बिजली के दूसरे (मुख्य) भाग के गठन के अलग-अलग क्षणों को दर्शाते हैं। फ्लैश को देखने वाला व्यक्ति, निश्चित रूप से, इसके गाइड को मुख्य भाग से अलग नहीं कर पाएगा, क्योंकि वे एक ही रास्ते पर एक-दूसरे का बहुत तेजी से अनुसरण करते हैं।

दो अलग-अलग प्रकार की बिजली को जोड़ने के बाद करंट बाधित होता है। आमतौर पर बिजली यहीं नहीं रुकती। अक्सर एक नया नेता तुरंत पहले थ्रो से जले हुए रास्ते पर दौड़ता है, और उसके पीछे, उसी रास्ते पर, फिर से थ्रो का हिस्सा होता है। यह दूसरा निर्वहन पूरा करता है।

ऐसी 50 अलग-अलग श्रेणियां हो सकती हैं, जिनमें से प्रत्येक का अपना नेता और मुख्य निकाय होता है। अक्सर उनमें से 2-3 होते हैं। अलग-अलग डिस्चार्ज की उपस्थिति बिजली को रुक-रुक कर बनाती है, और अक्सर बिजली को देखने वाला व्यक्ति इसे टिमटिमाता हुआ देखता है। यही कारण है कि फ्लैश टिमटिमाता है।

अलग-अलग डिस्चार्ज बनने के बीच का समय बहुत कम होता है। यह एक सेकंड के सौवें हिस्से से अधिक नहीं होता है यदि निर्वहन की संख्या बहुत बड़ी है, तो बिजली की अवधि पूरे सेकंड या कई सेकंड तक पहुंच सकती है

हमने केवल एक प्रकार की बिजली पर विचार किया है, जो सबसे आम है।इस बिजली को रैखिक बिजली कहा जाता है क्योंकि यह नग्न आंखों को एक रेखा के रूप में दिखाई देती है - सफेद, हल्के नीले या चमकीले गुलाबी रंग की एक संकीर्ण, चमकदार पट्टी।

लाइन लाइटनिंग की लंबाई सैकड़ों मीटर से लेकर कई किलोमीटर तक होती है। बिजली का मार्ग आमतौर पर टेढ़ा-मेढ़ा होता है। बिजली की अक्सर कई शाखाएँ होती हैं। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, रैखिक बिजली का निर्वहन न केवल बादल और जमीन के बीच, बल्कि बादलों के बीच भी हो सकता है।

गेंद का चमकना

हालांकि, रैखिक के अलावा, अन्य प्रकार की बिजली बहुत कम होती है। हम उनमें से एक पर विचार करेंगे, सबसे दिलचस्प - बॉल लाइटिंग।

कभी-कभी बिजली के डिस्चार्ज होते हैं जो आग के गोले होते हैं। बॉल लाइटिंग कैसे बनती है, इसका अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है, लेकिन इस दिलचस्प प्रकार के लाइटनिंग डिस्चार्ज के उपलब्ध अवलोकन हमें कुछ निष्कर्ष निकालने की अनुमति देते हैं।

अक्सर, बॉल लाइटिंग का आकार तरबूज या नाशपाती के आकार का होता है। यह अपेक्षाकृत लंबे समय तक रहता है - एक सेकंड के एक अंश से लेकर कई मिनट तक।

बॉल लाइटिंग की सबसे सामान्य अवधि 3 से 5 सेकंड है। सबसे अधिक बार, बॉल लाइटिंग 10 से 20 सेंटीमीटर के व्यास के साथ लाल चमकदार गेंदों के रूप में एक आंधी के अंत में दिखाई देती है। दुर्लभ मामलों में, यह भी बड़ा होता है। उदाहरण के लिए, लगभग 10 मीटर के व्यास वाले एक बिजली के बोल्ट की तस्वीर ली गई थी।

गेंद कभी-कभी चकाचौंध से सफेद हो सकती है और इसकी रूपरेखा बहुत तेज होती है। बॉल लाइटनिंग आमतौर पर हिसिंग, भनभनाहट या हिसिंग ध्वनि करती है।

बॉल लाइटिंग चुपचाप मंद हो सकती है, लेकिन यह एक हल्की सी कर्कश या एक गगनभेदी विस्फोट भी कर सकती है। जब यह गायब हो जाता है, तो यह अक्सर एक तीखी महक वाली धुंध छोड़ जाता है। जमीन के पास या घर के अंदर, बॉल लाइटिंग एक दौड़ते हुए आदमी की गति से चलती है — लगभग दो मीटर प्रति सेकंड।यह थोड़ी देर के लिए आराम पर रह सकता है, और इस तरह की "सेटल" गेंद गायब होने तक चिंगारी और चिंगारी फेंकती है। कभी-कभी बॉल लाइटिंग हवा द्वारा संचालित प्रतीत होती है, लेकिन आमतौर पर इसकी गति हवा से स्वतंत्र होती है।

बॉल लाइटनिंग संलग्न स्थानों की ओर आकर्षित होती है, जहां वे खुली खिड़कियों या दरवाजों के माध्यम से और कभी-कभी छोटी दरारों के माध्यम से भी प्रवेश करती हैं। पाइप उनके लिए एक अच्छा तरीका है; इसलिए अक्सर रसोई में ओवन से आग के गोले निकलते हैं। कमरे के चारों ओर यात्रा करने के बाद, बिजली की गेंद कमरे को छोड़ देती है, अक्सर उसी रास्ते से निकल जाती है जिसमें प्रवेश किया जाता है।

कभी-कभी बिजली कुछ सेंटीमीटर से कुछ मीटर की दूरी पर दो या तीन बार उठती और गिरती है। इसके साथ ही इन उतार-चढ़ाव के साथ, आग का गोला कभी-कभी क्षैतिज दिशा में चलता है, और फिर बॉल लाइटिंग छलांग लगाती हुई दिखाई देती है।

अक्सर, बॉल लाइटिंग तारों पर "बसती" है, उच्चतम बिंदुओं को पसंद करती है, या तारों के साथ रोल करती है, उदाहरण के लिए, जल निकासी पाइपों के साथ। लोगों के शरीर के साथ चलते हुए, कभी-कभी कपड़ों के नीचे, आग के गोले गंभीर रूप से जल जाते हैं और यहां तक ​​कि मृत्यु भी हो जाती है। बिजली गिरने से लोगों और जानवरों को घातक नुकसान के मामलों के कई विवरण हैं। हीट लाइटनिंग इमारतों को बहुत गंभीर नुकसान पहुंचा सकती है।

बिजली कहाँ गिरती है?

चूंकि बिजली इन्सुलेटर - हवा की मोटाई के माध्यम से एक विद्युत निर्वहन है, यह अक्सर वहां होता है जहां बादल और पृथ्वी की सतह पर किसी वस्तु के बीच हवा की परत छोटी होगी। प्रत्यक्ष प्रेक्षणों से यह पता चलता है: बिजली ऊँचे बेल टावरों, मस्तूलों, पेड़ों और अन्य ऊँची वस्तुओं पर प्रहार करती है।

हालांकि, बिजली न केवल ऊंची वस्तुओं तक जाती है।समान ऊँचाई के दो आसन्न मस्तूलों से, एक लकड़ी का और दूसरा धातु का, और एक दूसरे से बहुत दूर नहीं खड़े होने पर, बिजली धातु की ओर दौड़ेगी। यह दो कारणों से होगा। पहला, गीला होने पर भी धातु लकड़ी की तुलना में बिजली का बेहतर संचालन करती है। दूसरा, धातु मस्तूल जमीन से अच्छी तरह से जुड़ा हुआ है और नेता के विकास के दौरान जमीन से बिजली मस्तूल तक अधिक स्वतंत्र रूप से प्रवाहित हो सकती है।

विभिन्न इमारतों को बिजली से बचाने के लिए बाद की परिस्थिति का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। जमीन के संपर्क में धातु मस्तूल का सतह क्षेत्र जितना अधिक होता है, बादल से बिजली के लिए जमीन में प्रवेश करना उतना ही आसान होता है।

इसकी तुलना इस बात से की जा सकती है कि कैसे एक कीप के माध्यम से एक बोतल में तरल की एक धारा डाली जाती है। अगर फ़नल में छेद काफी बड़ा है, तो जेट सीधे बोतल में जाएगा। यदि फ़नल में छेद छोटा है, तो तरल फ़नल के किनारे से बहने लगेगा और फर्श पर गिरेगा।

बिजली पृथ्वी की सपाट सतह पर भी गिर सकती है, लेकिन साथ ही यह वहां भी जाती है जहां मिट्टी की विद्युत चालकता अधिक होती है। इसलिए, उदाहरण के लिए, सूखी रेत या पथरीली सूखी मिट्टी की तुलना में गीली मिट्टी या दलदल पर बिजली जल्दी गिरती है। उसी कारण से, बिजली नदियों और नालों के किनारों पर गिरती है, उन्हें उनके पास ऊंचे ऊंचे लेकिन सूखे पेड़ों को प्राथमिकता देती है।

बिजली की यह विशेषता - अच्छी तरह से जमी हुई और अच्छी तरह से चलने वाली निकायों के लिए - विभिन्न सुरक्षात्मक उपकरणों को लागू करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।