năng lượng sét sấm sét
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (751.83 KB, 27 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
***
***
Năng lượng sét
GVHD: Th.s Hoàng Trí
SVTH: Nguyễn Văn Kỳ
MSSV: 11243030
Nội dung
I.
Tổng quan về sấm sét
1. Sấm sét là gì ?
Sét hay tia sét là những tia lửa điện phát sinh do sự
phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đất
hay giữa các đám mây mang điện tích trái dấu lại
gần nhau.Sấm là tiếng động do sét đốt nóng khơng
khí tạo ra.
2. Sự hình thành sấm sét
Điện tích dương dờn về đỉnh đám mây, điện tích âm
về chân đám mây. Hai miền điện tích khác dấu giống
như một tụ điện. Khơng khí giữa chúng là chất cách
điện, ngăn các điện tích gặp nhau và nâng dần hiệu
điện thế tụ điện.
Giữa phần chân đám mây giơng và mặt đất
tích điện cũng là một tụ điện. Hiệu điện thế
giữa hai bản tụ điện đủ lớn để đánh thủng
chất điện môi thì có tia lửa phóng qua.
3. Bản chất sấm sét
Là sự phóng điện trong chất khí ở áp suất bình thường, sét phát sinh do sự phóng điện
giữa các đám mây tích điện trái dấu hoặc giữa một đám mây tích điện với mặt đất tạo
thành tia lửa điện khổng lờ.
Điện
Điện tích
tích dương
dương
Mất cân bằng điện tích
Va chạm
Mây
Mây
Tia
Tia chớp
chớp
Cọ xát
Điện
Điện tích
tích âm
âm
o
27760 C
Sấm
Sấm
Khơng khí giãn nở
Chớp
Chớp giữa
giữa các
các đám
đám mây
mây
Sét
Sét
Chớp
Chớp giữa
giữa đám
đám mây
mây và
và mặt
mặt đất
đất
3. Phân loại sét
a) Sét đánh xuống đất
Sét âm:-Từ mây xuống đất:Là hiện tượng trao
đổi điên tích giữa các đám mây tích điện và mặt đất
Sét dương
Sét dương xuất hiện từ trên đỉnh các đám mây đánh
xuống,xuất hiện bất ngờ đôi khi rất nguy hiểm.
Sét khô
-Sét khô được tạo thành mà không cần độ ẩm.Do diễn ra sự
đối lưu giữa các tầng khí quyển mang theo các ion dương
di chuyển lên trên,các ion âm di chuyển xuống đất gây nên
sét.Xuất hiện trong các trận cháy rừng hay do các cột tro
núi lửa bốc lên cao.
b) Sét đánh trên bầu trời
-Mây và mây:Xảy ra khi các đám mây mang điện tích trai dấu di
chuyển lại gần nhau.
-Sét tên lửa:Là sự phóng điện giữa các đam mây
với nhau,thường di chuyển theo chiều ngang.
+ Sét dị hình: hình thành trên các đám mây bão và
mây giông,xuất hiện ở khoảng 80 – 145km so
+Sét dị hình xanh:
Hình thành phía trên các đám mây bão,trông giống như
một ngôi sao băng và di chuyển trong tầng điện li cách
mặt đất 40 – 80km.
3. Sét hịn:
-Sét hịn là dạng sét tờn tại dưới một vật thể bay sáng,xuất hiện cùng với tia sét đánh
từ mây xuống đất.
CÁC THƠNG SỐ CỦA SÉT
-Điện thế của sự phóng điện có thế vài chục đến vài trăm triệu volt
-Cường độ dòng điện:10 - 30Ka
-Chiều dài của sét trung bình là 5km, có khi tới 10km
-Vận tốc phóng điện: 15000 – 36000 km/s
-Đường kính tia sét: 40 – 50cm,phần lõi tia sét khoảng 15cm
0
-Nhiệt độ tia sét khoảng 18000 – 28000 C
-Đường đi của tia sét là không thẳng
Lợi ích và tác hại
1. Lợi ích
Sấm sét- bước đầu tiên của nền văn minh hiện tại:
Việc tìm ra lửa- bước đầu của nền văn minh hiện tại
là nhờ vào sấm sét.
- Sấm sét tạo ozon cho tầng khí quyển đó là lý do tại sao sau mỗi cơn
mưa chúng ta cảm thấy khơng khí trong lành.
- Sấm sét giúp cải tạo nguồn đất, tăng khả năng sinh
trưởng cho cây
-Tìm nguồn nước ngầm, ng̀n khống sản.
Rể cây chỉ hấp thụ nito dạng nitrat (NO ) và ammoniac
3
(NH ) cho quá trình phát triển.Mà trong không khí nito tờn
4
tại dạng phân tử có lien kết 3 bền vững nên rễ cây khó hấp
thụ được.
Nhờ vào sấm sét một lượng N trong khơng khí bị oxi hóa ở
2
nhiệt độ cao và áp suất cao tạo thành NO .
3
Mỗi năm ở nước ta trung bình mỗi ha đất nhận
được 50kg nitrat và 20kg amoniac từ mưa
giông-các chất đạm này hình thành từ Nito trong
quá trình phóng điện
Sấm sét-đội qn dị tìm nguồn nước ngầm và mỏ quặng:
Sét thường đánh vào khu vực có nước chảy ngầm hay có những than quặng,con người có thể dị tìm để phục
vụ cho đời sống.
Sấm sét nguồn năng lượng khởng lồ:
Người ta ước tính lượng điện năng một lần sét đánh có thể kéo một đoàn tàu 14 toa chạy 200km. Hay
một tia sáng có thể thắp sáng bóng đèn 100W trong 3 tháng.
Người ta đã đề xuất dựa vào nguồn năng lượng này để:
- Tạo ra hydrogen từ nước để khai thác nhiệt điện.
- Để cung cấp mạng điện cho thành phố
- Kích hoạt tàu vũ trụ bằng sấm sét.
-Dùng sét chống mưa đá
-Sét cịn có thể thực hiện vai trị của "đội thăm dò địa chất"
2. Tác hại
Đối với con người:
Sét đánh trực tiếp vào chúng ta.
Sét đánh vào vật gần chúng ta.
Sét lan truyền trên mặt đất và gây tổn thương cho
người tiếp xúc với mặt đất.
Sét lan truyền qua đường dây cáp tới các vật như
điện thoại, tivi
Đối với đồ vật:
Sét đánh thẳng vào công trình.
Sét xâm nhập qua thiết bị anten.
Sét xâm nhập qua các đường dây treo nổi.
Sét xâm nhập qua đường cáp đặt ngầm.
Sét xâm nhập qua cáp nối giữa các thiết bị
Sét xâm nhập qua các mạch cung cấp điện cho
thiết bị viễn thông.
Các phương pháp phịng chớng sét
1. Phương pháp dùng lồng Faraday
-Nguyên tắc hoạt động:
trạng thái cân bằng tĩnh điện, điện trường trong lịng
vật dẫn ln bằng 0 nên khi ta đặt một vật vào trong
lòng vật dẫn thì vật sẽ khơng bị ảnh hưởng của điện
trường bên ngồi. Như vậy, vật dẫn có tác dụng như
một tấm màn bảo vệ các vật bên trong nó khỏi điện
trường ngồi
2. Phương pháp dùng hệ Franklin
- Cấu tạo:
- Kim thu sét.
- Hệ thống dây dẫn xuống đất.
- Hệ thống tiếp đất.
- Nguyên tắc hoạt động và phạm vi bảo vệ:
Vùng sét được cột thu lơi khống chế là một
hình chóp ngược phía trên có bán kính là 3,5 h và
a
độ cao H được tính gần đúng là:
- Nếu cột thu lơi có chiều cao h ≤ 30m thì H =
20h
- Nếu cột thu lơi có chiều cao h > 30m thì H =
600m
