Блискавка

Блискавки та розряди в тій чи іншій мірі пов’язані з речовиною у стані плазми. Існує три види блискавок: лінійні (рис. 2.14), четочні та кульові. До цього ж класу відноситься коронний розряд або неповний розряд, який ще називають "вогнями Святого Ельма".

Лінійні блискавки досліджені найкраще. Вони виникають при зростанні напруженості електричного поля між хмарами і землею. Величина напруженості електричного поля Е_пр залежить від тиску газу (р) за формулою Пашена Е_пр/р = const, тому для повітря і атмосферного тиску необхідна для виникнення блискавки напруженість складає Е_пр = 3 • 10⁶ B/м. Земля в цій системі заряджається позитивно, а хмари — негативно. Причому напруга становить близько U = 10⁹ В. Енергія зарядженої системи "земля—хмари" вираховується за формулою W = 1/2 - CU² і становить 10¹¹ Дж.

Параметри лінійних блискавок становлять:

• довжина — не більше 10 км;

• діаметр каналу — до 40 см;

• сила струму — 10⁵ – 10⁶ А;

• час одного розряду блискавки — 10^-4 с;

• температура в каналі блискавки до 10 000°К.

Удар блискавки, внаслідок її термічної і електро­динамічної дії, може спричинити травми і загибель людей, руйнування споруд, пожежу. Найбільші руйнування виникають від удару блискавки в наземні об'єкти при відсутності громовідводу чи інших добрих провідників між місцем удару і землею. При ударі блискавки, від електричного пробою в матеріалі виникають канали, в яких утворюється висока температура і частина матеріалу випаровується з наступним вибухом і пожежею. Крім прямої дії блискавки, під час удару можливе виникнення великих різниць електричних потенціалів між окремими предметами, що може призвести до ураження людей електричним струмом.

Захист від блискавок здійснюється за допомогою громовідводів, якими відповідно до норм і правил оснащуються всі будинки і споруди. Ступінь захисту залежить від призначення будинку або споруди, інтенсивності грозової діяльності в даному районі й очікуваної вірогідності ураження об'єкта блискавкою.

Четочні блискавки трапляються значно рідше і являють собою особливий вид лінійної блискавки, яка за рахунок пінч-ефекту під час розряду розпадається на невеликі круглі, або напівкруглі сегменти чи ряд областей, що світяться, розділені темними перетяжками. Пінч-ефект виникає при стисканні плазми каналу блискавки власним імпульсним магнітним полем, що виникає під впливом струму блискавки.

Кульові блискавки — найменш досліджений вид блискавок, так як змоделювати їх у лабораторних умовах не вдається. Про кульові блискавки відомо, що вони зароджуються при ударі потужних лінійних блискавок, мають діаметр близько 30 см, їх світлове випромінювання приблизно дорівнює 100 Вт лампочці, світловий потік ≈ 1400 люмен, теплове випромінювання невелике, швидкість пересування 3–5 м/с, іноді до 10 м/с, енергія, що виділяється під час вибуху становить близько 10000 Дж. Кульова блискавка часто притягується до металевих предметів, її розпад відбувається у більшості випадків вибухом, але може просто згасати та розпадатися на частини.

Вибух кульової блискавки не потужний, проте може викликати опіки, небезпеку становлять предмети, що зірвані вибухом. Результатом дії кульової блискавки може бути пожежа.

Особиста безпека під час зустрічі з кульовою блискавкою — сидіти або стояти нерухомо, спостерігаючи за нею. Якщо блискавка наблизилася, можна подути на неї, вчені вважають, що маючи невалику вагу та значну парусність, блискавка відлетить. У будь-якому випадку необхідно відійти якнайдалі від кульової блискавки, тому що "поведінка" блискавки непередбачувана.

Коронний розряд, що в обіході називають "вогнями Святого Ельма" — неповний електричний пробій газового проміжку. Він з’являється під дією атмосферної електрики на верхівках шпилів, дерев. Коронний розряд може викликати значні втрати струму на лініях електропередач, тому при їх спорудженні враховують можливість виникнення коронного розряду.

? ЗАВДАННЯ ТА ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ:

1. Охарактеризуйте сфери навколишнього середовища — атмосферу, гідросферу, літосферу, біосферу.

2. Порівняйте побутове та виробниче середовище за рівнем небезпечного впливу.

3. Якими ознаками характеризуються негативні фактори?

4. Сформулюйте визначення гранично допустимого рівня (ГДР) фактора.

5. Наведіть класифікацію негативних факторів за характером дії на людину.

6. Наведіть приклади негативного впливу механічних факторів та вкажіть способи захисту від них.

7. Охарактеризуйте негативну дію шуму на людину. Назвіть засоби захисту від надмірного шуму.

8. Який негативний вплив можуть створити термічні фактори, наведіть чинники, що супроводжують їх?

9. Наведіть класифікацію негативних хімічних факторів, вкажіть їх негативний вплив та способи захисту від них.

10. Які методи застосовуються для оцінки небезпек?

11. Поясніть методику розрахунку можливості допуску працівників до роботи при наявності у повітрі кількох хімічних речовин.

12. Дайте визначення терміна “надзвичайна ситуація”.

13. Назвіть основні ознаки надзвичайної ситуації.

14. Наведіть класифікацію надзвичайних ситуацій відповідно до характеру подій.

15. Як поділяються надзвичайні ситуації за масштабом та глибиною впливу?

16. Охарактеризуйте ознаки, за якими надзвичайну ситуацію за масштабом відносять до певного рівня.

17. Охарактеризуйте вражаючі фактори надзвичайних ситуацій.

18. Назвіть причини виникнення природних надзвичайних ситуацій.

19. Вкажіть наслідки надзвичайних ситуацій.

20. Дайте визначення термінам “стихійне лихо”, "небезпечне природне явище", катаклізм", охарактеризуйте їх.

21. Назвіть види стихійних лих та наведіть приклади.

22. Якими загальними закономірностями характеризуються всі природні небезпеки?

23. Охарактеризуйте кожну надзвичайну ситуацію (бурю, ураган, смерч, землетрус, зсув, повінь, пожежу, біологічні надзвичайні ситуації), вкажіть її причини, вражаючі фактори, масштаби, особливості, небезпеку на території України, методи захисту.

24. Охарактеризуйте шкалу Ріхтера та шкалу МSK-64.

25. Назвіть види мікроорганізмів та приклади інфекційних захворювань, що можуть бути викликані ними.

26. Які заходи застосовують у разі поширення інфекційних захворювань?

27. Зробіть аналіз системи попередження, запобігання та реагування на надзвичайну ситуацію кожного виду.

28. Які заходи вживають для ліквідації конкретної надзвичайної ситуації та її наслідків?