Ловцы молний. Необычные эксперименты с грозой / Хабр

Добрый день, уважаемые читатели Хабра.

Я расскажу о своём необычном хобби. Нет, это не фото/видео охота за молниями. Я ловлю молнии в прямом смысле этого слова, запуская воздушного змея в грозовые тучи. Направляю энергию грозы в специальные схемы и устройства, чтобы проводить опыты.

Меня всегда вдохновляла красота и мощь молний. Сила тока в разряде молнии достигает 10-300 тысяч ампер, а напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт. Мощность разряда — от 1 до 1000 ГВт. Вот было бы хорошо «приручить» эту энергию!

Хочу предупредить, не повторяй это дома! Я соблюдаю особую осторожность и хорошо знаю природу электрических явлений. Помни, поражение молнией смертельно.

Рождение идеи

Первое, что приходит на ум, это подвести к грозовой туче провод и разрядить заряд на землю. Но как поднять провод так высоко? Обдумав все возможные варианты я пришел к выводу, что это можно сделать с помощью воздушного змея. Еще до того как началась гроза я хорошенько испытал воздушного змея. Меня приятно обрадовала его подъёмная сила! Даже в небольшой ветер змей подымал достаточно тяжёлые грузы, а в сильный ветер его с трудом удавалось удержать за леску. Но провод змей высоко поднять не мог, так как уже 100 метров провода весило 2 кг и провод обладал большой парусностью — его сдувало ветром в сторону. Решено было заменить провод тонкой проволокой. Ничего, что проволока не выдержит огромный ток молнии и мгновенно сгорит, на месте проволочки образуется ионизированный канал, и по малому сопротивлению этого канала пройдет основной заряд молнии. Чтобы добиться минимального веса, парусности и как следствие максимальной высоты я использовал проволоку разной толщины: первые 100 метров от змея — самая толстая ≈0,3 мм, следующие 100 метров — тоньше, и так далее, чтобы она не порвалась под собственным весом. Леску, на которой я пускал змея тоже выбрал как можно тоньше — 0,25 мм. Змея она держала надёжно. Пробный запуск показал, что змей с проволокой способен взлететь на высоту 300 — 500 метров.

Тучи конечно выше, но попробовать всё-таки стоит.

Первый опыт

Дождавшись грозовой погоды, мы бросаем все дела, прыгаем на скутер и летим на максимальной скорости под тучу. В то самое место, где сильнее сверкают молнии и гремит гром. Это настолько захватывающе, что сильный ветер и ливень для нас уже не помеха. Добравшись на место, мы разматываем 200 метров лески и укладываем её ровной линией на землю. Привязываем воздушного змея и ставим возле него баллон, вокруг которого аккуратно намотана проволока. Баллон ставим на изолированный ящик и заземляем его через измерительные токовые шунты, а также подсоединяем различные бытовые приборы, чтобы посмотреть, что с ними будет после разрушительной силы грозы. Как только змей начинает взлетать, мы убегаем на безопасное расстояние и наблюдаем за происходящим. Змей довольно не плохо взлетел, но молния никак не хотела в него попадать, хотя рядом громко громыхала. Мы пробовали ещё несколько раз в другом месте и опять неудачно. Стало ясно, что нужно что-то менять.

Ура! Нам удалось покорить грозу!

Молния вблизи, да еще и вызванная тобой, это действительно круто.
Тебе наверняка интересно, как же нам удалось поймать молнию? Увидеть место, куда ударила молния. Что же мы испытали, находясь в непосредственной близости от этой страшной стихии? И узнать, что случилось с нашим оборудованием после грозы. В этом ролике я подробно всё покажу:

В прошлом ролике я подвязал тоненькую проволочку к змею и запустил его в грозу, но ничего не вышло. Теперь я доработал эту технологию и подал на проволочку высокое напряжение из телевизора «Юность». На аноде кинескопа в нём используется 10 000 вольт. Этого вполне достаточно, чтобы вызвать начальную ионизацию. В темноте даже можно наблюдать, как светится коронный разряд на кончике проволочки, который закреплён на верхушке змея. В грозовую погоду я выехал за город и на высоком холме включил портативный телевизор «Юность» от аккумулятора. Корпус телика я хорошенько заземлил, а высоковольтный вывод подключил к тоненькой медной проволоке, намотанной на бутылке.

Пока воздушный змей набирал высоту, проволока легко сматывалась с бутылки. Я в это время наблюдал за процессом из безопасного места. Змей то набирал высоту, то опускался, отчего проволока касалась земли и искрила. При очередном порыве ветра змей резко рванул вверх и молния с оглушительным треском бахнула в телевизор. Я не ожидал, что от молнии будет настолько сильная ударная волна, которой отбросило мою видеокамеру. Ощущения от молнии просто непередаваемые. Звук — как взрыв артиллерийского снаряда, только внушительнее и резче. Вспышка — это нечто. Рассмотреть её удалось хорошо, так как её я видел несколько минут, особенно если глаза закрыть. А внутренние ощущения не передать словами! Мы после молнии не сразу пришли в себя. Просто не верилось, что такое можно сделать своими руками. А потом, как не совсем вменяемые бегали по лесу, опасаясь, что на такой шум могут приехать военные.

Всего за 5 минут мы долетели домой и теперь можно спокойно изучить последствия удара молнии. Если рассмотреть видео, которое я заснял, по кадрам, то можно заметить искры, которые расходятся кольцами от телевизора — это магнитной индукцией сорвало оставшиеся витки проволоки с бутылки.

Потом видно как молния перескочила на антенну телевизора и мгновенно её испарила! Молния вышла из переключателя каналов в землю, оплавив его как после сварки. Провод от аккумулятора отгорел. Расплавленной земли в месте где ударила молния, я почему-то не увидел. Может мне попалась слабенькая молния. Но зато обнаружил три отверстия на земле, вокруг которых выгорела трава. Получается, что молния вошла в землю в трёх разных местах, одно возле переключателя каналов телевизора, а другие в метре от телевизора. Почему так произошло? Может быть была серия молний и каждая ударила в новое место? А что же случилось с телевизором? К моему удивлению кинескоп не взорвался, на нем появились какие то странные пятна. Задняя стенка слетела, оплавилась и покрылась пузырьками. Антенна полностью испарилась, остался только пиптык. Плата покрылась странным фиолетовым налётом и много дорожек перегорело. Из динамика вырвало мембрану. А вот аккумулятор жалко. Хоть он и находился в стороне и в него не было прямого попадания молнии, он оплавился и потрескался и полностью разрядился. После полной зарядки, к моему удивлению, он заработал нормально. И трещины оказались не сквозными — заплавленными изнутри.

Теперь главный секрет молнии разгадан. А во что ты хотел бы разрядить грозу? Напиши в комментариях и мы сделаем это.

А почему бы нам не получить шаровую молнию?

Недавно я увидел, как ученые в лабораторных условиях получают шаровые молнии. Они погружают в воду электрод и подают на него высоковольтный импульс, в результате вылетает шаровая молния, которая за доли секунды гаснет. В этот раз я решил провести более масштабный эксперимент. Я погрузил массивный электрод в реку и подал на него грозовой разряд, подсоединив его через провод к воздушному змею, взлетающему к грозовой туче. Но что-то пошло не так. Провод начал искрить, после чего змей зашипел и засветился ярким голубым свечением. Из него начала опускаться светящаяся лента и как только она соприкоснулась с землёй, с оглушительной мощью ударила молния. Я так и не понял, что за странное природное явление я наблюдал! Молния ударила почему-то не в реку, а в берег, оставив выжженный след на земле:

Жаль, что фотоаппарат, который снимал на видео воздушного змея, выключился и не заснял то, как он светился. Вообще, заснять молнию близко, не такая уж и лёгкая задача. От мощного электромагнитного импульса фотик зависает, а флешка из него не читается. Но одна камера оказалась более выносливой и не разу не выключилась за время съёмок. Но тут я столкнулся с другой трудностью. Вспышка молнии вблизи выглядит очень ярко, как тысяча дуг от сварочного аппарата. Камера не успевает подстроить экспозицию и ослепляется, из-за чего кадр с молнией получается засвеченным. Уменьшение экспозиции и спортивный режим съёмки тут не помогают. Конечно в идеале грозовые явления нужно снимать скоростной камерой, но стоимость такой камеры просто шокирует: Sony NEX-FX700R которая способна снимать 960 кадров в секунду, стоит 7000$, а Fastec TS3Cine на 10000 кадров в сек. стоит 30000$. Даже на списанную камеру в убитом состоянии я не скоро насобираю деньги. Может ты знаешь, чем можно заснять качественно грозовые явления? Делись своими идеями. Буду рад любой помощи.

Самое интересное и необычное впереди

Жаль, но сезон гроз закончился. А ещё так много идей осталось не выполненных. Ну а пока на улице холода, самое время хорошенько подготовится к следующему сезону. Я уже готовлю десяток усовершенствованных установок для ловли молний. Проволочка будет подыматься с помощью модельного ракетного двигателя, что даст значительный прирост в высоте. Управление запалом будет дистанционное, что повысит безопасность. Все необходимые приборы и проволока будут заранее закреплены в каждой установке так, что выехав на место, не придётся терять драгоценного времени. Готовлю подходящую видеоаппаратуру, чтобы качественно заснять молнию в полный ракурс. Получить SLOW-MO кадры удара молнии в:

— дерево;
— баллон с газом;
— телефон nokia;
— работающую микроволновку;
— и многое другое (предложи в комментариях).

Чётко и не засвечено заснять шаровую молнию и если повезёт, другие редкие грозовые явления. Получить фульгурит. Ещё хочу провести целый ряд опытов с энергией молнии. Сейчас изучаю эту тему в интернете, чтобы хорошо подготовиться к таким экспериментам. Может повезёт и удастся открыть что-то новое!

Ужасы нашего городка

В этом сезоне планировалось гораздо больше, но в нашем городе не всё так просто: при первых запусках змея, приходилось осматриваться, ни едет ли танк или БТР, опасаясь, чтобы военные нас не приняли за разведчиков. Следующий опыт проводился под конкретную бомбёжку, и когда грохнула молния в наш телевизор мы не на шутку перепугались военных, которые нашу молнию могли принять за вражескую армию! И мы, как сумасшедшие, бежали лесом напролом оттуда домой. Моего друга поймали люди с автоматами, забрали телефон, уложили в багажник и увезли в неизвестном направлении. Нам повезло, его не захватили в плен. Последний наш опыт с шаровой молнией проходил в посадке усеянной неразорвавшимися снарядами. Мы попросили сапёров, разминирующих дома, чтобы они разминировали посадку, но они категорично отказались туда идти, сказав, что в посадке работают снайпера. Их не убедили наши слова, что мы там были и снайперов не видели.

Большинство опытов проводилось ещё в начале лета, но разместить видео и написать эту статью удалось совсем недавно. Мы живём в Луганске на Востоке Украины и в результате обстрелов полумиллионный город почти три месяца полностью оставался без света, интернета и вообще без какой либо связи.

На этом у меня всё. В следующем сезоне ожидай гораздо более грандиозных экспериментов от меня. Будь осторожен в грозу. Не забудь поделиться своими идеями в комментариях, твой опыт и знания важны для нас!

Активная молниезащита – как поймать молнию?

Активная молниезащита – как поймать молнию?

Грозовые облака формируются в результате движения насыщенных водяными парами воздушных потоков. Такие облака – носители статического электричества. Они создают между землей и областью грозы электрическое поле напряженностью зачастую более 5 киловольт на 1 метр. Между заряженным облаком и землей или между разноименно заряженными облаками образуются электрические разряды.

Длина электрического разряда может составлять несколько километров. Из облака по направлению к земле движется ступенчатый лидер – светящееся пятно, с которого начинается разряд молнии.

Проходя через различные объекты, молния оказывает на них тепловое, электрическое и механическое воздействие. Помимо этого, молния приводит к появлению разности потенциалов на металлических объектах: вследствие электростатической индукции возможно искрение между элементами конструкций оборудования, изготовленными из металла.

Молнии разделяются на нисходящие и восходящие в зависимости от направления движения лидера – от облака вниз к земле или от земли к облаку вверх. Самый распространенный тип молнии – нисходящий. Лидер нисходящей молнии возникает независимо от наличия каких-либо объектов на земле, под действием процессов в облаке.

Во время грозы, по мере увеличения электрического поля в атмосфере, генератор ионов в молниеприемнике начинает вырабатывать положительные и отрицательные статические электрические заряды. Таким образом формируется электростатическое поле с зарядом, противоположным заряду молнии, и активный молниеприемник принимает ее удар на себя.

Система внешней молниезащиты предназначена для приема электрического разряда молнии и отведения разряда в землю. Активный молниеприемник, наряду с молниеприемной мачтой, токоотводом и заземлителем, является частью системы молниезащиты. Молниеприемник и все металлические объекты на кровле должны быть соединены с заземляющим устройством. Модульно-штыревое заземление для активной молниезащиты просто в исполнении — нет необходимости монтировать контур заземления вокруг здания.

Компания EZETEK предлагает три модели активных молниеприемников: FOREND EU,FOREND EU— M и FOREND S. Степень их защиты – IP 65, диапазон рабочих температур — от -40 °С до +120 °С. Радиус зоны защиты активного молниеприемника FOREND зависит от высоты установки активного молниеприемника и категории молниезащиты объекта.

Активный молниеприемник FOREND состоит из корпуса, генератора ионов и соединительной муфты. Корпус из нержавеющей стали обеспечивает надежную защиту молниеприемника от коррозии на срок не менее 25 лет. Генератор ионов, вырабатывающий статические заряды, размещен внутри корпуса в дополнительном кожухе для обеспечения герметичности. Для усиления процесса ионизации воздуха конструкция корпуса может быть дополнена поддерживающими стержнями с активными и пассивными изолирующими электродами. Такая конструкция позволяет расширить зону защиты. При помощи соединительной муфты активный молниеприемник закрепляется на мачте.

←  Как правильно выбрать готовый комплект заземления?  |  Монтаж комплекта модульно-штыревого заземления →

Не пытайтесь повторить это дома: как поймать молнию в бутылке

Дать снежкам шанс в аду литейного цеха, поймать молнию в бутылке и заставить заговорить: Томас Эдисон не делал ничего из этих, казалось бы, невозможных вещей.
Но тогда у него никогда не было возможности.

В этом году GE празднует день рождения Эдисона, который президент Рейган провозгласил Национальным днем ​​изобретателя, принимая невозможные вызовы знаний. 11 февраля компания выпустит видеоролики, доказывающие, что эти задачи невозможны.

Джеффри Салливан возглавляет лабораторию диэлектриков в GE Global Research. Это причудливый способ сказать, что он много имеет дело с электрическими изоляторами. Прошлой осенью он был частью команды, которая ловила искусственную молнию в бутылке, а затем использовала заряд, чтобы завести машину. Взглянем.

https://www. youtube.com/watch?v=eSWIRAY9EBU

Отчеты GE: Что вы делаете в своей лаборатории?

Jeffrey Sullivan: Мы работаем со всеми видами изоляции, используемой внутри авиационных двигателей, турбин, аппаратов медицинской визуализации, электросетей и других технологий.

НЕМЕЦКИЙ: Как это помогло вам поймать молнию в бутылке?

JS: Это было необычное задание, потому что никто никогда не делал его раньше, верно. Но все эти разнообразные знания, которые мы называем GE Store, позволили нам двигаться быстро.

НЕМЕЦКИЙ: С чего вы начали?

JS: Мы сплотили команду. Там было около пяти человек из наших лабораторий высокого напряжения и преобразования энергии, а также эксперт по молниям.

НЕМЕЦКИЙ: Это настоящая работа?

JS: Вы будете удивлены. Мы производим так много машин, которые должны выдерживать удары молнии, от реактивных двигателей до ветряных турбин и электрических сетей.

Мы разбили задачу на три части: нам нужно было создать молнию, нам нужно было поймать ее в бутылку, а затем, чтобы доказать, что нам это удалось, использовать энергию, чтобы завести машину.

НЕМЕЦКИЙ: Что было самым трудным?

JS: Как ни странно, на самом деле это было изготовление молнии. Нам пришлось отправиться в специальную лабораторию в Питтсфилде, штат Массачусетс, и мы не знали параметров их блока питания. Кроме того, искусственная молния отличается от молнии, которую вы видите в природе.

НЕМЕЦКИЙ: Как так?

JS: Каждая молния состоит из нескольких компонентов. Во-первых, это вспышка, но на самом деле в ней не так много энергии. Энергия поступает после начального импульса. В природе все это происходит почти одновременно, но в лаборатории они имеют тенденцию разбивать эти компоненты на части. Мы должны были спроектировать молнию. Мы как бы гибридизировали его, чтобы использовать преимущества как естественного, так и искусственного. Мы спроектировали промежутки в аппарате, которые позволили нам получить вспышку высокого напряжения, а затем понизить напряжение и получить гораздо более высокий ток и энергию. Мы в основном упростили молнию до минимума.

НЕМЕЦКИЙ: Как выглядит голая минимальная молния?

JS: Импульсный генератор в лаборатории может достигать 2,4 миллиона вольт. Я думаю, что мы получили около миллиона.

НЕМЕЦКИЙ: А судно?

JS: Мы построили его в нашей лаборатории. Он содержал стандартный суперконденсатор из машинного каталога. Мы знали, что он может держать достаточно заряда, чтобы завести машину. Мы использовали судно, чтобы завести мою Camry и Civic моего коллеги. Но эти конденсаторы ограничены тем, как быстро они могут поглощать энергию. Если вы начнете подбрасывать на него энергию слишком быстро, напряжение на устройстве может стать опасно высоким, и вы можете фактически вызвать дуговой разряд на устройстве. Мы называем это вспышкой. Чтобы этого не произошло, мы поместили устройство, называемое катушкой индуктивности, между последним принимающим электродом для освещения и конденсатором. Это замедлило этот первоначальный пик и подачу энергии таким образом, что предотвратил вспышку. Как только мы справились с этой задачей, было довольно просто сбросить ток в конденсатор.

НЕМЕЦКИЙ: Вы поймали достаточно освещения, чтобы завести машину?

JS: Мы прикинули, что нам нужно около 5000 джоулей, чтобы завести машину. Чтобы представить это в перспективе, достаточно включить фен на 5 секунд. Но создатели фильма появились со старым Fiat 600. У него был небольшой двухцилиндровый двигатель, который было довольно легко крутить. Мы сняли аккумулятор и присоединили соединительные кабели к судну. В конце концов, я не думаю, что нам понадобилось больше 1000 джоулей.

Узнайте, как «поймать молнию в бутылку»

Встроить Поделиться

Узнайте, как «поймать молнию в бутылке»

от VOA

В настоящее время нет доступных медиа-источников

0:00 0:06:05 0:00

Сейчас, Слова и их истории , еженедельная программа от VOA Learning English.

В этом шоу мы изучаем распространенные фразы и выражения в американском английском.

Сегодня мы поговорим о поговорке, пришедшей от природы, а точнее, о погоде.

Молния — мощная сила природы. На самом деле удар молнии несет в себе миллионы вольт электричества.

Ученые говорят, что разряд молнии ударяет где-то на Земле каждую секунду. Это очень много энергии!

Подумайте, как было бы замечательно, если бы мы могли ловить молнии и продавать их в бутылках. К сожалению, это не то, что вы или я можем сделать, по крайней мере пока.

Фраза «поймать молнию в бутылке» означает запечатлеть что-то мощное или сложное. Тогда вы сможете управлять им и, возможно, показать его миру. Здесь важна часть «бутылки».

Мы также можем использовать выражение «поймать молнию в бутылке», чтобы описать чрезвычайно трудный или маловероятный успех. А можно просто назвать что-то неуловимое, мимолетное и блестящее «молнией в бутылке».

Итак, что-то неуловимое трудно определить или идентифицировать. «Мимолетное» означает быть здесь в одну минуту и ​​исчезнуть в следующую. Что-то мимолетное трудно удержать. Его трудно поймать или даже определить. Как будто это слишком особенное.

Например, однажды я работал над театральным проектом, и опыт был как молния в бутылке. Исполнители — все одаренные и дружелюбные — стали как семья. Каждый день мы проводили вместе. Материал, который мы исполняли, был забавным, но сложным. И каждый вечер люди, которые собирались посмотреть на наше выступление, были замечательными. Подобные переживания случаются не каждый день.

Итак, мы часто используем термин «молния в бутылке», когда говорим о чем-то творческом. Но не всегда.

В мире спорта игроки и команды также известны тем, что ловят молнию в бутылке. Все физическое, что является «молнией в бутылке», может быть описано как редкое умение . Восхождение на вершину Эвереста считается редким подвигом выносливости .

Иногда мы используем это выражение, чтобы описать что-то, что трудно сделать, и использовать его как сравнение. Сравнение сравнивает две вещи и начинается со слов «подобно» или «как». Например, добиться согласия всех ученых по теме конференции было 9.0105 все равно, что пытаться поймать молнию в бутылку. Все они хотели поговорить о разных вещах.

Как вы могли заметить, для этого выражения мы используем либо глаголы «захватить», либо «поймать». «Catch» звучит менее официально.

Языковеды точно не знают, откуда произошло это выражение. Некоторые говорят, что это могло начаться с Бенджамина Франклина — американского дипломата, бизнесмена и изобретателя.

Бен Франклин известен научным экспериментом с электричеством и молнией. Как гласит история, Франклин однажды летал на 9-м0010 воздушный змей в грозу. Он надеялся, что молния ударит в воздушного змея, когда он будет лететь высоко в небе. Он думал, что электричество пройдет по струне к металлическому ключу внизу. Тогда планировалось поймать электричество в стеклянную банку .

Но этого не произошло. Однако это привело к изобретению громоотвода и пониманию положительных и отрицательных зарядов.

Итак, настоящую молнию в бутылку не поймаешь. Но, надеюсь, при жизни вам удастся поймать немного своей собственной молнии в бутылку.

Мы закончим шоу последним использованием этого выражения. Встречается не так часто, но, вероятно, заслуживает внимания. «Бутылочная молния» также может означать очень крепкий алкогольный напиток.

И это слов и их историй .

Я Анна Маттео.

А я Брайан Линн.

«Ты самый яркий свет, который я когда-либо видел,

Ты молния в бутылке, молния в бутылке,

Разбей стекло и освободись,

молния в бутылке, молния в бутылке…»

Знаете ли вы время, когда кто-то мог поймать молнию в бутылке? Используя язык, который вы здесь услышали, расскажите об этом в разделе комментариев!

Анна Маттео написала эту историю для VOA Learning English. Джордж Гроу был редактором. В конце песни Эли Либ поет «Молнию в бутылке».

________________________________________________________________

вольт – н. блок для измерения силы, движущей электрический ток

болт – н. удар молнии; также «молния»

блестящий – прил. очень впечатляющий или удачный : блеск – н. качество или состояние блестящего качества

редкость – прил. не обычный или обычный : нечасто делается, не наблюдается или не случается

подвиг – сущ. действие или достижение, демонстрирующее мужество, силу или мастерство

выносливость – сущ. способность делать что-то трудное в течение длительного времени: способность справляться с болью или страданием, которые продолжаются в течение длительного времени

кайт – сущ.