Costumamos pensar que a eletricidade é algo que é gerado apenas em usinas de energia, e não nas massas fibrosas das nuvens de água, tão rarefeitas que você pode facilmente colocar a mão nelas. No entanto, há eletricidade nas nuvens, assim como no corpo humano.
A natureza da eletricidade
Todos os corpos são compostos de átomos - de nuvens e árvores ao corpo humano. Cada átomo tem um núcleo carregando prótons com carga positiva e nêutrons neutros. A exceção é o átomo de hidrogênio mais simples, cujo núcleo não possui nêutrons, mas apenas um próton.
Elétrons carregados negativamente circulam ao redor do núcleo. Cargas positivas e negativas são mutuamente atraídas, de modo que os elétrons giram em torno do núcleo de um átomo, como abelhas perto de um bolo doce. A atração entre prótons e elétrons é devida a forças eletromagnéticas. Portanto, a eletricidade está presente onde quer que olhemos. Como vemos, também está contido em átomos.
Fato interessante: a natureza do raio está na eletricidade que está contida nas nuvens.
Sob condições normais, as cargas positivas e negativas de cada átomo se equilibram, de modo que os corpos constituídos por átomos geralmente não carregam carga total - nem positiva nem negativa.Como resultado, o contato com outros objetos não causa uma descarga elétrica. Mas às vezes o equilíbrio de cargas elétricas nos corpos pode ser perturbado. Talvez você experimente quando estiver em casa em um dia frio de inverno. A casa é muito seca e quente. Você, arrastando os pés descalços, anda pelo palácio. Sem o seu conhecimento, parte dos elétrons de suas plantas passou para os átomos do tapete.
Agora você está carregando uma carga elétrica, já que o número de prótons e elétrons em seus átomos não é mais equilibrado. Tente agora pegar a maçaneta da porta de metal. Uma faísca deslizará entre você e ela, e você sentirá um choque elétrico. Eis o que aconteceu - seu corpo, que não possui elétrons para alcançar o equilíbrio elétrico, procura restaurar o equilíbrio devido às forças da atração eletromagnética. E está sendo restaurado. Entre a mão e a maçaneta da porta, há um fluxo de elétrons direcionado para a mão. Se o quarto estivesse escuro, você veria faíscas. A luz é visível porque os elétrons emitem quanta de luz quando pulam. Se a sala estiver silenciosa, você ouvirá um leve estalo.
A eletricidade nos rodeia em todos os lugares e está contida em todos os corpos. Nuvens nesse sentido não são exceção. Contra o céu azul, eles parecem muito inofensivos. Mas, assim como você está em uma sala, eles podem carregar uma carga elétrica. Se sim, cuidado! Quando a nuvem restaura o equilíbrio elétrico dentro de si, um fogo de artifício inteiro pisca.
Como o raio aparece?
Eis o que acontece: em uma nuvem escura e enorme, circulam constantemente fortes correntes de ar, que unem várias partículas - grãos de sal marinho, poeira e assim por diante.Assim como suas solas, quando esfregadas contra um tapete, são liberadas por elétrons, e partículas em uma nuvem são liberadas por elétrons em uma colisão, que pulam para outras partículas. Portanto, há uma redistribuição de cobranças. Em algumas partículas que perderam seus elétrons, há uma carga positiva, em outras que assumem excesso de elétrons, agora uma carga negativa.
Por razões que não são totalmente claras, as partículas mais pesadas carregam negativamente, enquanto as mais leves carregam positivamente. Assim, a parte inferior mais pesada da nuvem é carregada negativamente. A parte inferior da nuvem carregada negativamente empurra os elétrons em direção à Terra, uma vez que as mesmas cargas se repelem. Assim, uma parte carregada positivamente da superfície da Terra é formada sob a nuvem. Então, exatamente pelo mesmo princípio, segundo o qual uma faísca salta entre você e a maçaneta da porta, a mesma faísca salta entre a nuvem e o chão, somente essa muito grande e poderosa é um raio. Os elétrons voam em ziguezague gigante em direção à Terra, encontrando seus prótons lá. Em vez de um estalo quase inaudível, um forte trovão é ouvido.
Se você observar todo o processo em câmera lenta, é isso que veremos. Uma banda pouco luminosa se projeta da base da nuvem, chamada condutor. O condutor, que também é o "líder", começa a se aproximar da terra com movimentos rápidos de torção. Primeiro, desliza 50 metros para a direita e depois 50 metros para a esquerda. Este é o mesmo ziguezague que vemos no céu. O caminho do líder para a Terra continua por uma fração de segundo, a corrente no raio atinge 200 amperes. Na fiação doméstica, a corrente não excede 6 amperes. Quando o líder está a uma distância de cerca de 20 metros do chão, uma faísca salta em direção ao líder e se conecta a ele. Um ziguezague deslumbrante corre para a nuvem, a força atual atinge 10.000 amperes.
Fato interessante: Um raio contém eletricidade suficiente para iluminar todas as casas e empresas em toda a cidade, mas apenas por uma fração de segundo.
O próximo líder desliza silenciosamente pelo corredor formado, em direção ao qual uma centelha gigante voa novamente. A temperatura durante um relâmpago atinge 28.000 graus Celsius. Fluxos de eletricidade voam para cima e para baixo do canal muitas vezes: este é o processo que percebemos como um relâmpago.
Quanta energia há em um raio?
Cerca de 20 mil megawatts, essa energia é suficiente para iluminar todas as casas e empresas de toda a república, embora apenas por uma fração de segundo.
