Rayon: décharge électrique de 150 millions de volts

2001/03/25 Astobiza, Amaia

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Les arbres sont un mauvais refuge parce qu'ils attirent les rayons.

Dans les jours de tempêtes électriques, nous pouvons dire que les nuages agissent comme d'énormes condensateurs. Les condensateurs sont des instruments formés par deux lames conductrices. Parmi ces plaques se trouve un diélectrique, c'est-à-dire un isolant électrique. En appliquant la tension, les charges négatives s’accumulent sur une feuille et les charges positives sur l’autre. De cette façon, un champ électrique est créé entre les deux plaques où l'électricité peut être stockée. Comme cela a été dit, les nuages agissent également de la même manière. Pour les raisons que nous allons expliquer plus tard, la partie supérieure des nuages devient positive et la partie inférieure négative.

Mais pour mieux comprendre les processus qui se produisent à l'intérieur des nuages, rappelons-nous les jours serbes de l'été. Dans ces cas, l'humidité de l'air est évidente et la surface terrestre est très chaude. Par conséquent, l'air proche du sol se réchauffe et se développe facilement, diminuant la densité et déplaçant l'air vers le haut. Dans l'ascension, deux phénomènes se produisent ensemble. D'une part, l'air se refroidit parce qu'il s'éloigne de la chaleur du sol. D'autre part, l'augmentation de l'altitude, associée à une moindre pression atmosphérique, rend l'air se propager plus, ce qui contribue également au refroidissement.

À un moment de ce processus de refroidissement, l'air n'est plus en mesure de retenir autant d'humidité, de sorte que l'eau se condense et le brouillard se forme. Ce processus de condensation de la vapeur libère de la chaleur, de sorte que le nuage augmente encore plus rapidement et augmente beaucoup. De plus, plus le nuage est élevé, plus la température est basse en haut du nuage. Lorsqu'il atteint -10 et -20 C, la vapeur d'eau du nuage est sublimée par des cristaux de glace. Ainsi, à ce moment-là, au fond du nuage, nous avons les gouttes d'eau et les morceaux de glace sur le dessus.

Mais les gouttes d'eau générées sont très petites et ne précipitent pas par elles-mêmes. En raison des turbulences dans l'air, les gouttes d'eau et les cristaux de glace sont touchés. Peu à peu, les cristaux de glace augmentent et commencent à tomber. En tombant, la température des cristaux augmente. En arrivant à la zone 0 C les cristaux se fondent et alors oui, il est temps de sortir le parapluie ou de chercher refuge sur la rampe. Cependant, il est possible que les gouttes d'eau générées par la fusion des cristaux soient capturées par une autre turbulence et retournées vers le haut. La formation de cristaux de glace d'une certaine envergure dans cette partie supérieure précipitera comme la grêle. Mais, à partir de ces faits, comment se produisent les rayons? Comment se produit le transfert d'énergie mentionné ci-dessus? Il existe plusieurs théories qui tentent d'expliquer ce phénomène. Nous, ici, expliquerons le plus étendu et accepté.

Comme nous l'avons dit précédemment, les turbulences provoquent la collision et la fusion des cristaux de glace et des gouttes d'eau. Mais ce n'est pas toujours le cas et il y en a qui collent mais qui ne s'unissent pas. Au lieu de cela, des électrons sont libérés de l'humidité ascendante. Les électrons libérés s'accumulent au fond du nuage, de sorte que cette partie du nuage est chargée négativement. L'humidité ascendante, en perdant les électrons, a une charge positive. C'est pourquoi la partie supérieure du nuage est chargée positivement. Comme la température en haut est inférieure, le haut du nuage se gèle formant des morceaux de glace chargés positivement.

Les étincelles traversent des régions de moindre résistance dans l'air.

Les impacts et la congélation sont constants, donc au fond du nuage il y a de plus en plus de charges négatives et l'intensité du champ électrique est plus grande. Enfin, la charge négative au fond des nuages est si grande qu'elle repousse les charges négatives de la surface terrestre. Par conséquent, la surface de la terre est chargée positivement. Maintenant, la seule chose nécessaire pour le transfert d'énergie est un chemin qui sert de pont entre le brouillard et la terre. Celui qui joue ce rôle est l'air qui entoure le nuage. Mais pour cela, il est nécessaire d'ioniser l'air. Et comment ça se passe ?

Tout d'abord, la partie conductrice du nuage chargée négativement s'approche du sol et attire les charges positives du sol. Sur Terre, les charges positives sont en milliers d'endroits. Par exemple, sur des aiguilles de pin ou sur de courtes feuilles d'herbe. Toutes ces charges positives sont jointes à l'extrémité du conducteur, à savoir l'objet terrestre est également ionisé. En fin de compte, la différence de potentiel entre le nuage et la terre est si grande que l'air entourant le nuage se brise en quelque sorte, il est ionisé. Alors, le courant se propage dans l'air pour neutraliser la distribution des charges. En quelque sorte, cette coupure d'air court-circuite entre le nuage et la terre comme s'il y avait un câble métallique entre les deux.

Mais avant que cette décharge drastique ne se produise, une série de décharges beaucoup moins énergétiques marquent le chemin parcouru par le rayon principal. Le phénomène commence donc par une petite étincelle. Cette étincelle fait des sauts dans l'air discontinus à la recherche de régions moins résistantes. Si, à un moment donné, on rencontre deux régions ou plus peu résistantes, l'étincelle initiale se ramifie et ses branches continuent à se propager sur la voie la plus simple possible. Dans la plupart des cas, avant que ces étincelles atteignent le sol, par un pic proche (bâtiments, arbres, etc.) D'autres étincelles apparaissent et correspondent à celles provenant des nuages. À ce moment-là, le plus grand téléchargement se produit. Et c'est que ce téléchargement est également une série de téléchargements séparés par un dixième de seconde et dont le nombre peut atteindre 40.

La vitesse de propagation de la décharge dans l'air peut varier entre 30.000 et 160.000 km/s. Quand il arrive, l'air est chauffé tellement qu'à la fin il donne beaucoup de lumière. Et regarde, la foudre!, Avez-vous vu? Mais la foudre ne vient jamais en silence. Comme l'air se propage si brusquement, une onde de pression est créée qui produit le tonnerre. Nous, quand nous écoutons, il nous semble qu'il roule et se répète, parce que nous percevons le bruit que nous entendons de plus en plus près de la base du nuage. En outre, ce bruit est confondu avec l'écho qui se produit par des barrières naturelles et artificielles. Mais, tranquille, ce n'est qu'une décharge électrique d'environ 150 millions de volts !

Vous ne serez pas attiré par la foudre !

Le rayon est observé lorsque le transfert de charge positive ou négative se produit. Ce transfert peut être d'un côté à l'autre du nuage, entre les nuages ou entre le nuage et la terre. Cependant, les rayons les plus nocifs sont ceux qui se produisent entre les nuages et la terre. Les plus courantes sont celles de charge négative, environ 90%.

Au contraire, les rayons de charge positive sont rares et se produisent surtout à la fin de la tempête. Cependant, ils sont plus dangereux que ceux de charge négative. C'est parce que les courants d'air qui sont générés sont doubles et durent donc plus longtemps. Ainsi, ils produisent des brûlures et augmente considérablement la température des objets touchés par la foudre.

En général, la tension nécessaire pour ioniser l'air et produire un rayon est d'environ 300.000 volts par mètre. C'est-à-dire que si le nuage se trouve à 500 mètres du sol, la différence de potentiel pour que le rayon se produise doit s'élever à 150 millions de volts. En outre, l'intensité de ce courant court peut varier entre 10.000 et 500.000 ampères.

Les étincelles provenant des nuages rejoignent les étincelles qui sortent des bâtiments, des arbres, etc. de la zone.

La lumière de la foudre, si elle est attentive, nous la voyons immédiatement après sa formation, car elle se propage à une vitesse approximative de 300.000 km/s. La vitesse de propagation du tonnerre est relativement faible, autour de 340 m/s. En mesurant le temps écoulé depuis que nous avons vu le rayon jusqu'à ce que nous ayons entendu le tonnerre, nous pouvons calculer la distance approximative au point de chute de foudre.

Pour cela, il suffit de multiplier les secondes passées par 340. Mais, oeil!, Ne vous attendez pas à ce que la pluie vous calcule ! Au cas où, sachez que les gouttes de pluie qui vous laisseront mélancoliquement après la décharge électrique tombent à une vitesse de 6-7 m/s.

De plus, si possible, l'idéal est d'entrer à la maison ou dans la voiture et d'observer la beauté des rayons de l'autre côté du verre. Dans tous les cas, n'essayez pas de vous protéger sous le pont, car les arbres attirent les rayons. Le plus important est que le contact avec la terre soit le moins possible et que le corps soit le plus bas possible, de cette façon, si un rayon tombe près de vous, le courant électrique coûtera se passer par votre corps.

Publié dans le supplément Natura de Gara