电的发现和应用给人类社会带来了翻天覆地的变化,在近300年的时光里,人类文明的高速发展是少不了电的功劳的,而提到电的发现和应用,我们马上就会想起一个名字,富兰克林。

没错,就是富兰克林通过一个风筝证明了天空中的闪电和地上的电是一回事。在1752年一个雷雨交加的日子,富兰克林将一个系上钥匙的风筝用金属线放飞到了空中,被雨淋湿的金属线将闪电引导到手与钥匙之间,从此,人类对于电的认知有了一个突破。在将近70年后的1821年,法拉第发明了电动机,十年之后,发现了电磁感应的法拉第制造出了人类历史上第一台能够连续产生电流的发电机,从此之后,人类再也离不开电了。对于现代人而言,每一个没有电的日子都是难以忍受的,不过电并不会凭空出现,我们需要发电来满足人类对于电力的需求。

我们只能通过人为的方法来制造电吗?我们能不能直接从大自然中收集电力呢?

这个想法是具有理论基础的,因为电并不是人类所发明的,它从一开始便存在于大自然之中,富兰克林以及其它科学家的研究不过是发现它并应用它而已。而说到大自然之中的电,我们最为熟悉的就是天空中的闪电了,而且富兰克林也通过风筝实验证明了天空中的闪电和地上的电是同一回事,也就是说如果我们能够收集闪电并将其转化为电力,就能够为人所用。

那么一道闪电到底蕴含了多少电能呢?如果将其转化为我们所熟悉的“度”,它相当于多少度电呢?首先,我们先来说说什么是闪电,它是如何产生的。闪电简单而言就是云与云之间、云与地之间以及云内内部各部位之间的放电现象,那么为什么会放电呢?

积雨云会产生电荷,云层顶层为阳电,而底层为阴电,同时还会在地面产生跟随云层移动的阳电荷。

所谓同性相斥、异性相吸,正电荷与负电荷总是想要克服困难抱在一起,但问题是空气并不是良导体,所以正电荷只能外出寻找机遇,它们附着于高大的树木、建筑物的顶端、甚至是人体之上。与此同时,负电荷也没有闲着,它努力地向下伸手,企图与正电荷相拥,它的手越伸越长,终于正负电荷克服重重阻碍接在了一起,于是巨大的电流从地面直冲云端,一道划破夜空的闪电诞生了。

正负电荷的相拥是如此地不易,为了克服空气的阻碍,它们必须要有极强的电压,所以闪电看起来才会如此气势磅礴,那么这气势磅礴的闪电,到底是徒有其表,还是真的很强大呢?它到底蕴含了多少电力呢?

平日里我们所见的闪电有大有小,持续的时间也是有长有短,而不同的闪电所蕴含的电力是存在很大差别的。

对于多大多长的闪电蕴含了多少度电,这并没有一个精确的统计,一般而言,我们通常所见的普通闪电所蕴含的能量大概在10亿焦耳左右。根据1kw/h=3600000焦耳,10亿焦耳就约等于277度电。一般的三口之家,一个月的用电量大概在200度左右,也就是说一道闪电可以供一个三口之间使用一个半月。

如此看来,似乎也不是太多,以首都北京为例,全市共有常住人口约668万户,平均每户人口约为2.45人,所以我们就粗略的算一道闪电可以供两户人家使用一个月,所以一个月之内需要捕捉334万道闪电才能够满足全市的用电需求。看来靠收集闪电来代替发电是不靠谱的。

不过上面我们是以10亿焦耳的普通闪电为例,在自然界中,闪电的规模大小差距是很大的。

2018年10月31日在巴西录得了一道最长的闪电,其首尾长度达到了709公里,而在2019年3月4日,又在阿根廷北部录得了一道持续时间最久的闪电,它持续了16.73秒。像这种巨型闪电,通常都蕴含着极强的电流,它所蕴含的能量甚至可以达到普通闪电的10万倍以上,如果是这样的闪电,一道就可以满足20万户家庭的用电需求了。

只可惜要收集闪电为人所用,现在还不可能,因为闪电的速度快、电压高,它比任何人为制造的电力都更加危险,如果是人或其它生物遭受了闪电的轰击,生还的可能基本为零,所以闪电是不能收集的,不仅不能收集,在雷雨天,我们还要注意防范雷击。

来源: 原创

如果我们能够收集闪电,还用发电吗?一道闪电能够放出多少度电?

图文简介 原创

我们只能通过人为的方法来制造电吗?我们能不能直接从大自然中收集电力呢?