Молниеотводы
Известно, что каждую секунду на земле происходят сотни грозовых разрядов. Наибольшая их интенсивность и мощность приходится на экваториальные зоны (В полярных областях напротив молнии явление крайне редкое.). У экватора максимальный диаметр ствола плазмы грозового разряда может достигать 300 мм, а сила электрического тока в них оценивается мегаамперами. От такой мощности стальные корабли должны бы превращаться в металлический пар — случись попасть в них такой молнии. Однако, газеты и другие средства массовой информации на этот счет помалкивают.
Выходит: «Не так уж страшен черт, как его малюют». Известно также явление под условным названием: «Огни святого Эльма» — когда на рангоуте вдруг начинают ярко люминесцировать некоторые его части. Это атмосферное электричество проявляет себя таким образом.
Яхту необходимо оснастить молниеотводом — замкнуть все ванты и штаги, а также шпор мачты толстым медным проводом (S ≈ 20 мм2) на металлический плавник.
Исходим из следующих соображений.
Грозовой разряд происходит в результате накопленной разности потенциалов в грозовых облаках и земной (водной) поверхностями. Воздух, разделяющий облака и землю (воду) является хорошим, но не абсолютно прочным диэлектриком. Когда разность электрических потенциалов превышает прочность диэлектрика, произойдет его пробой — молния, при этом разность потенциалов уменьшится, но после первого разряда воздух уже не столь прочен поскольку в нем уже появились токопроводящие ионы, которые быстро рассеиваются, а в облаках продолжается бурление потоков частиц воды, пыли, льда и накопление потенциала, за счет трения упомянутых частиц. Кроме того, летящие облака трутся о ниже лежащие слои атмосферы и землю (воду), потом вновь молния. И так до тех пор, пока энергия облаков не иссякнет, чему способствует ионизация воздуха.
Исходя примерно из такой вот «теории» земные объекты типа нефтехранилищ и др. защищают молниеотводами, представляющими из себя высокую металлическую мачту хорошо соединенную с землей.
Рис. 5.98. Мачта — молниеотвод
Электрический потенциал, находящийся в облаках, наталкивается на мачту не вдруг, а плавно, и тогда электричество просто стекает по мачте в землю. Если же явление произойдет быстро и случится электрический разряд, то мачта примет его на себя, но ближайшее ниже расположенное пространство будет защищено от удара. Считается, что мачта защищает вокруг себя пространство ограниченное воображаемым конусом с углом при вершине ≈ 90°.
Теперь представьте себе, что на вашей яхте есть заземление, и вы сидите в «клетке» из штагов и вант — так гораздо спокойней, уверяем вас!
