当前位置:首页 >> 卡塔尔世界杯预选赛

人类能够收集闪电吗?一道闪电有多少度电?科学家给你详细解释

这个数值看着像天文数字,但我们日常用的一度电就有360万焦耳的能量。换算一下,一次闪电平均产生的电量约是280度,也就够普通的5口之家一

adminadmin

这个数值看着像天文数字,但我们日常用的一度电就有360万焦耳的能量。换算一下,一次闪电平均产生的电量约是280度,也就够普通的5口之家一个月左右的用电量。这么看来的话,自然界中的闪电虽然看似威力大,但是电量却没有达到惊人的程度,更不存在收集一次一劳永逸的做法。但这只是一道闪电产生的电量,如果将全世界成千上万的闪电都收集起来的话一定会非常惊人。

一道闪电所产生的的电量一般只有280度,那么全世界的闪电加在一起有多少呢?人类能否收集到闪电为自己所用呢?

闪电通常只在夏季高温降雨条件下才会产生,这是因为云层中电荷的运动需要大量的水汽运动。所以全球每年发生的雷电次数,加在一起也只有大约14亿次,而且这其中有四分之三都是云层中的闪电,无法到达地面也就更难进行收集。

剩下的四分之一到达地面的闪电,即使理论上可以收集。那么按照平均一次闪电产生的电量为280度来计算,3.5亿次的闪电产生的电力也就在1000亿度左右。而根据全球电力数据报告的显示,2021年全球的发电总量在28.5万亿千瓦时,也就是28.5万亿度。相比之下闪电产生的电量便是九牛一毛。

并且这还是在理论条件下,以电量收集、传输过程中不会产生损耗来计算的。不过蚊子再小也是肉,在人类还没有完全掌握发电技术之前,闪电的巨大能量对于人类的吸引力是非常巨大的。

因此早在1752年,美国的物理学家富兰克林,就做过著名的风筝实验,雷雨天在风筝线的尾部绑上一把钥匙,发现风筝的麻绳纤维出现排斥现象时,用手握钥匙遭到了电震,虽然这种电流相对较小,但也非常的惊险。不过也因此证明了闪电就是普通的电,但后来的人们不断尝试收集闪电都失败了。

在2007年的时候,就有科学家设计了一种叫作电容塔装置,希望能收集雷电,虽然在实验室中小规模的实验可以成功,但是现实实验最终还是遭遇了失败。而且据估算,即使你能够造出可以收集雷电的设备,也是非常高的巨塔,其造价更是非常昂贵,如果要在全球各地布置这种巨大的高塔,光成本甚至超过了全球一年的GDP总量,这还不包括其他设备的费用,可以说收集闪电是一种得不偿失的做法。

全球每年产生的地面闪电有1000亿度,但是想要收集闪电几乎不可能,那么收集闪电的难点在哪呢?

虽然相对于全球一年28.5万亿度的发电量来说,1000亿度的电量只是很小的补充,但也相当可观的,但如今却因为无法收集就只能白白浪费。

首先闪电产生的时间非常短,一般都在0.01秒甚至更短的时间发生,所以尽管一次产生的电量不大,但是电压却非常强,一般可以达到100万-1亿伏特之间。而目前只有中国掌握最牛的特高压输电技术,其传输的电压在1000千伏左右,也就是刚刚100万伏特。

接收的设备需要在极短的时间内承受极高的电压,而且闪电产生的瞬时电流在20000安培左右,对于接受设备来说,需要超级粗的导电棒来接受巨大的电流,还需要超级的电容来存储瞬间产生的巨大电量。目前最先进的充电汽车充一次电也起码需要半个小时,而对于收集闪电来说,便需要在0.01秒的极短时间内将电量存储起来,这也是一个巨大的考验。

假设人类能够造出这样强大的收集闪电的设备,如何让雷电一定集中到收集的设备上也是一个问题。因为雷电的产生是随机性的,不可能预测准确的位置。这和避雷针的原理不同,避雷针是被动式吸收雷电,而接收装置是需要主动吸引雷电。但是人工引雷的技术很难,成本也非常高。

所以无论从收集还是存储传输,人类目前的技术还不支持收集雷电。不过雷电的产生也不是白白浪费掉了,在自然界中有非常大的作用,雷电发生时可以让空气中的氧气转化成臭氧,在空中形成臭氧层吸收紫外线等物质,还有雷电发生时会产生氮氧化合物降落地面,成为土地中的养料来源之一。所以即使雷电不能被收集使用,也不用感到惋惜,相反应该感谢雷电的存在,不过雷雨天气还是要做好避雷措施,不要随意在空旷的户外行动。返回搜狐,查看更多


Top