电的发现和应用给人类社会带来了翻天覆地的变化。300年来,人类文明的飞速发展离不开电的功劳。说到电的发现和应用,我们马上就想到了一个名字,富兰克林。
只能靠人为的方法发电吗?我们可以直接从大自然中获取电能吗?
这个想法是有理论依据的,因为电不是人类发明的,它从一开始就存在于自然界中,富兰克林等科学家的研究就是为了发现它并应用它。说到自然界的电,我们最熟悉的就是天上的闪电,而富兰克林也通过风筝实验证明了同样的事情,天上的闪电和地上的电,也就是说,如果我们可以收集闪电并将其转化为电能,供人们使用。
积雨云会产生电荷,云层顶层带正电,底层带负电,同时在地面上产生随云移动的正电荷。
所谓同性相斥异性相吸,正负电荷总想克服困难互相拥抱,但问题是空气不是良导体,所以正电荷只能出去为了寻找机会,他们依附于高大的树木、建筑物的顶部,甚至人体。与此同时,负电荷也没有闲着,它向下伸出手,想要拥抱正电荷,它的手越伸越长,最终正负电荷克服重重障碍连接在一起,于是一股巨大的电流从地面流出直入云层,一道划破夜空的闪电诞生。
我们平日里看到的闪电大小不一,持续时间长短不一,不同的闪电所含的电量也大不相同。
雷击的时间长短,所含的电量是多少千瓦时,并没有准确的统计。一般来说,我们平时看到的普通闪电所含的能量约为10亿焦耳。根据1kw/h=3600000焦耳,10亿焦耳约等于277千瓦时。对于一般的三口之家来说,一个月的用电量在200度左右,也就是说一个闪电可以一家三口使用一个半月。
但是,上面我们以10亿焦耳的普通闪电为例。在自然界中,闪电的大小差异很大。
2018年10月31日,巴西记录了最长的闪电,从开始到结束全长709公里。2019年3月4日,阿根廷北部又出现了一次持续时间最长的闪电。它持续了16.73秒。像这样的巨雷一般都蕴含着极强的电流,所蕴含的能量甚至可以达到普通雷电的十万倍以上。如果是这样一道闪电,一次可以满足20万户家庭的用电需求。.
可惜的是,不可能收集闪电供人类使用,因为闪电速度快,电压高,比任何人工产生的电都危险。如果人或者其他生物被雷电轰击的话,存活的可能基本为零,所以雷电是收集不到的。不仅不能收,雷雨天还要注意防雷击。
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