Как сделать дома молнию
Детский мир
Сегодня, дорогие друзья, мы будем проводить забавные, но весьма познавательные опыты по физике. Мы с вами вызовем молнию, заставим взорваться пустую жестяную банку, и изогнем струю воды из-под крана. Эти веселые опыты очень интересны и увлекательны, и вместе с тем, помогут понять физическую природу некоторых вещей.
Веселые опыты мы начнем с вызова молнии
Лучше всего молнию домашнего изготовления видно в темноте. Для вызова молнии самыми лучшими являются ясные и сухие дни. Для проведения этого забавного опыта, вам потребуется: пластмассовая расческа, шерстяной свитер или тряпочка, металлическая дверная ручка или дверная коробка.
Для того чтобы вызвать молнию, нужно:
1. Быстрыми движениями потри расческу о шерстяной свитер или шерстяную тряпочку в течение тридцати секунд. Расческа зарядится электричеством.
2. Поднеси расческу очень-очень близко к дверной ручке или коробке, не дотрагиваясь до нее. Ты увидишь вспышку, проскакивающую между ними, прямо как молния, пробегающая от тучи к земле.
Продолжим наши веселые опыты, взорвав пустую жестяную банку
Для проведения этого физического опыта, нам потребуется: пустая алюминиевая банка из-под напитка, открывающаяся кольцом, кухонные щипцы, большая миска или наполовину заполненная холодной водой раковина, столовая ложка, плита.
Чтобы пустая жестянка взорвалась, нужно:
1. Наполни большую миску холодной водой или наполовину заполни раковину.
2. Проверь, чтобы щипцы крепко держали жестянку.
3. Налей в банку две столовые ложки воды.
4. С помощью взрослого поставь банку на плиту и вскипяти воду.
5. После того, как пар выйдет из банки в течение двадцати секунд, захвати жестянку щипцами, развернув ладонь вверх.
6. Быстро поднеси банку к холодной воде, переверни ее вверх дном (очень осторожно, чтобы не капнуть кипятком на себя) и опусти верхушку банки чуть ниже уровня холодной воды.
7. Смотри, что происходит!
Пар выталкивает воздух из банки. Когда жестянка остывает, пар превращается обратно в очень небольшое количества воды. Давление воздуха снаружи банки сожмет ее внутрь. Без воздуха внутри банки, который мог бы давить на стенки наружу, это давление «взрывает» жестянку.
Атмосферное давление намного больше, чем ты думаешь, – только посмотри, как разрушается банка!
Закончим наши веселые опыты, изогнув струю воды под краном
И опять же нам потребуется пластмассовая расческа и шерстяной свитер или тряпочка.
1. Немного приоткрой кран, чтобы капель превратилась в тонкий непрерывный ручеек.
2. Потри обратную сторону расчески обо что-нибудь шерстяное.
3. Держи расческу вертикально и обратной стороной поднеси близко к воде.
4. Вода выгнется в сторону расчески.
Вода, вытекая из крана, приобретает электрический заряд. Тогда она начинает притягиваться к предметам, имеющим противоположный заряд.
Ты можешь потереть воздушные шарики и испробовать другие предметы из пластмассы, например пластиковые бутылки и полиэтиленовые пакеты. Попробуй также использовать другие ткани, особенно пушистые и шелковистые.
51 Прирученная молния прямо в комнате – и безопасно!
Прирученная молния прямо в комнате – и безопасно!
Для опыта нам потребуются: два воздушных шарика.
Страшный электрический разряд бьет прямо из тучи, сжигая все, во что попадает. Зрелище это и страшно, и притягивает. Молния опасна, она убивает все живое. Мы уже проделывали опыт с шариком и волосами и поэтому можем понять, почему она возникает.
Облака как бы «трутся» друг о друга и выбивают друг из друга электроны, совсем как волосы из шарика. Только сила заряда, которую они приобретают, колоссальна. Когда заряда накапливается слишком много, он «вытекает» и устремляется в ближайший предмет, в землю, в одиноко стоящее высокое дерево, в пруд, в дом.
Пользуясь этим знанием, мы можем создать маленькую и безопасную, прирученную молнию прямо в доме. Поверьте, это совершенно безопасно.
Итак, если мы хотим увидеть молнию прямо своими глазами, то надо проделать следующее. В полной темноте потереть отдельно два шарика о волосы, а потом поднести друг к другу. Между ними проскочит синяя искра с треском! Между прочим, напряжение в этой искре огромное, может быть, десятки тысяч вольт. Я не шучу. Просто ток там очень маленький, а убивает не напряжение, а ток. Синяя искра – это и есть поток электронов, перескакивающих с шарика на шарик, как бы речка, которая существует только очень краткий миг. Молния будет синей, красивой, но о-о-очень маленькой и абсолютно безопасной!
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
ОТВЕТ НА ПРЯМО ЗАДАННЫЙ ВОПРОС
ОТВЕТ НА ПРЯМО ЗАДАННЫЙ ВОПРОС Вопросу, который был задан естественным кристаллам каменной соли, предшествовала немалая работа физиков — и теоретиков, и экспериментаторов.Вначале теоретики поставили и решили задачу, которая при первом знакомстве с ней кажется очень
1. Молния и электрическая искра
1. Молния и электрическая искра Две с половиной тысячи лет тому назад греческий учёный Фалес из города Милета заметил, что если янтарь (жёлтую смолу, употреблявшуюся для украшения) натереть мехом, то он может притягивать лёгкие предметы — например, волокна или соломинки.
2. Отчего происходит молния?
2. Отчего происходит молния? Подходя близко к высокому дереву или дому, грозовая туча, заряженная электричеством, действует на него совершенно так же, как в рассмотренном нами последнем опыте заряженная палочка действовала на электроскоп. На верхней части дерева или на
3. Как развивается молния?
3. Как развивается молния? Чаще всего молнии, ударяющие в землю, происходят от туч, заряженных отрицательным электричеством. Молния, ударяющая из такой тучи, развивается так.Сначала из тучи по направлению к земле начинают течь электроны в небольшом количестве, в узком
5. Шаровая молния
5. Шаровая молния Кроме линейной, бывают, правда гораздо реже, молнии других видов. Из них мы рассмотрим одну, наиболее интересную — шаровую молнию.Иногда наблюдаются грозовые разряды, представляющие собой огненные шары. Как образуются шаровые молнии — пока ещё не
1. Как часто возникает молния?
1. Как часто возникает молния? Не везде на земле грозы бывают одинаково часто.В некоторых жарких, тропических местах грозы происходят круглый год — почти каждый день. В других же местах, расположенных в северных районах, грозы бывают сравнительно редко. В нашем Союзе с его
2. Куда ударяет молния?
2. Куда ударяет молния? Так как молния представляет собою электрический разряд через толщу изолятора — воздуха, то он происходит чаще всего там, где слой воздуха между тучей и каким-либо предметом на поверхности земли будет меньше. Непосредственные наблюдения это и
Рубиновая молния
Рубиновая молния Какое огромное практическое применение находят себе «невидимые» кванты и какие грандиозные перспективы они открывают перед человечеством, можно показать на примере одного из самых больших достижений современной науки и техники — квантовых
Сколько весит воздух в комнате?
Сколько весит воздух в комнате? Можете ли вы хоть приблизительно сказать, какой груз представляет воздух, вмещаемый вашей комнатой? Несколько граммов или несколько килограммов? В силах ли вы поднять такой груз одним пальцем или же едва удержали бы его на плечах?Теперь,
Маленькая молния
Маленькая молния В следующий вечер брат начал опыты с очень странных приготовлений. Взял три стакана, погрел их возле печки, затем поставил на стол и накрыл сверху самоварным подносом, который тоже сначала погрел немного у печки.– Что это будет? – любопытствовал я. –
Молниезащита частного дома своими руками
Сегодня мы поговорим про то, как защитить частный дом от удара молнии.
Что такое молния?
Многие владельцы частных домов стараются сделать свое жилище максимально комфортабельным и безопасным, но при этом забывают об возможности поражения дома молнией.
Молния – одно из самых неприятных явлений, которое может нанести колоссальный ущерб жилищу.
Как известно, она представляет собой электрический разряд большой мощности, поэтому даже при непрямом попадании в дом, она может повредить электрическую технику в помещениях.
Хорошо, если возле дома имеется высокое здание, оснащенное молниезащитой.
В таком случае можно не переживать о возможности попадания молнии в дом, поскольку зачастую такие дома имеют молниеотводы с большой зоной защиты, которая и будет покрывать территорию с рядом стоящими зданиями.
Особенностью молнии является выполнение разряда на самую высокую точку. Поэтому если дом стоит на отшибе, он является наивысшей точкой, если, конечно, рядом с ним не растет дерево, которое выше дома.
Но дерево тоже не гарантия защиты. Опасность поражения жилища молнией во много раз возрастает, если рядом с домом имеются водоемы, сильные ручьи, болотистая местность.
Итак, если частный дом не окружен высотными постройками, лучше обезопаситься, обеспечив жилище молниезащитой.
Поражающие факторы молнии
Но перед тем как разобраться со способами защиты дома от возможного поражения молнии, следует рассмотреть поражающие факторы этого явления.
Всего этих факторов два.
Это прямое попадание молнии в дом, в результате чего он может получить повреждение конструкции, существует возможность возникновения пожара. Данный фактор является самым опасным.
Для дома и жильцов менее опасен. Данный фактор сводится к появлению электромагнитной индукции в проводке дома при разряде молнии рядом с домом.
Из-за индукции в проводке происходит значительный скачок напряжения, который способен повредить все электроприборы в доме, подключенные к сети.
И если от вторичного фактора можно обезопаситься без дополнительного оснащения путем отключения всех приборов от сети во время грозы, то первичного фактора защитится таким способом невозможно, нужно оснащение дома молниезащитой.
Штат Огайо, дом в который попала молния.
Поскольку молния – это всего лишь электрический разряд хоть и большой силы, но он действует как любой другой разряд, то есть движется по пути наименьшего сопротивления.
Обеспечение этого пути и является задачей молниезащиты.
Если молния попадет в дом, оснащенный таким типом защиты, то электрический разряд по нему уйдет в землю, не нанося ущерба зданию.
В народе такая зашита называется заземлением дома, молниеотводами, громоотводами.
Что касается последних, то определение не совсем верно, ведь гром – это всего лишь звуковое сопровождение, возникающее при разряде молнии.
Критерии и виды молниезащиты
Теперь разберем типы молниезащиты.
Здесь данное оборудование имеет несколько критериев, которые и делят его на типы.
Первый критерий – метод защиты.
По нему молниеотводы делятся на:
Активные появились сравнительно недавно. В них молниеприемник, о нем речь — чуть ниже, оснащен специальным ионизатором, который своими импульсами «провоцирует» молнию.
По сути, данный прибор специально притягивает молнию на себя, что полностью исключает возможность появления вторичного фактора поражения молнией.
Пассивные же не оснащены ничем таким, молния может разрядиться на нее, а может и нет. Данный тип защиты используется повсеместно.
Дальше рассматривать будем только такую защиту, поскольку ею можно оборудовать дом самостоятельно, а вот оборудование для активной защиты устанавливается только специалистами.
Второй критерий – виды защиты.
По нему громоотводы тоже делятся на два типа – внешний и внутренний.
Здесь все просто – внешний защищает дом от первичного фактора воздействия молнии, а внутренний – от вторичного.
И третий критерий – конструктивные особенности.
Но здесь разделение на типы больше относиться к молниеприемникам. По ним молниеотвод делится на штыревой, тросовый и сетчатый.
Конструкция молниезащиты
Теперь по конструкции молниезащиты, поговорим пока только о внешней.
Состоит она всего из трех элементов – молниеприемника, токоотводов и заземлителя.
Принимает на себя разряд молнии, поэтому он закрепляется на крыше дома, чтобы сам приемник был наивысшей точкой.
Простейшим является стержневой тип приемника.
Стандартным считается металлический прут диаметром 10-18 мм, и длиной от 250 мм.
Можно также использовать и трубу, но только торцы ее должны быть заварены.
Количество приемников рассчитывается от размера здания. На небольшие дома достаточно одного, если же площадь дома превышает 200 м кв. устанавливается два стержня с расстоянием между ними от 10 м.
Чтобы разряд по приемнику не перешел к дому, его закрепляют на крыше при помощи деревянных брусков или специальных крепежей.
Некоторые, чтобы не портить внешний вид дома, молниеприемник устанавливают на отдельной опоре возле дома.
Некоторые, если есть возможность, крепят дополнительный молниеприемник прямо на дереве.
Особой разницы нет, поскольку даже у рядом установленного молниеприемника зона защиты будет покрывать дом.
Основным условием установки приемника – он должен располагаться выше дома, а также других построек возле него.
Еще один тип молниеприемника – тросовый.
Используется трос, который натягивается по всей длине конька крыши и закрепляется на деревянных опорах. Важным условием является натяжка троса – он не должен касаться крыши.
Третий тип приемника – сетка.
Ее изготавливают из любой проволоки (стальной, алюминиевой и др.) с сечением не менее 6 мм.
Ее натягивают по площади всей крыши, ячейки этой сетки должны формировать квадрат примерно 6х6 м.
При этом сетка тоже не должна касаться крыши, ее закрепляют на деревянных или специальных токонепроводящих опорах на высоте 6-8 см от крыши.
Строгих предписаний к использованию того или иного типа молниеприемника нет, использовать можно любой, все они вполне эффективны, поэтому выбираются они по желанию.
Далее о втором элементе данной защиты – токоотводах.
Основной задачей их является передача разряда от приемника к заземлителю.
Чаще всего в качестве токоотводов используется стальная проволока диаметром от 6 мм.
Если стены дом сделаны из кирпича или пеноблока, в общем, из любого негорючего материала, то можно токоотвод закрепить вдоль стены в любом незаметном месте, главное, не возле окон и входных дверей.
Можно в качестве токоотвода использовать и металлическую ленту, но толщиной не менее 2 мм и шириной от 30 мм.
Токоотвод крепиться к приемнику при помощи сварного, болтового или спайного соединения.
От количества концов молниеприемников зависит количество токоотводов.
Если используется только один стержневой приемник, то к нему крепится один отвод. При использовании тросового приемника нужно уже два отвода.
Также два токоотвода применяется при сеточном приемнике.
Последний элемент – заземлитель. Самым простым заземлителем являются два металлических прута, заглубленных в землю на 2-3 м.
Расстояние между ними должно составлять не менее 3 м. Эти пруты должны быть перемкнуты между собой перемычкой на уровне 0,5-0,8 м в земле. К этой перемычке и подсоединяется токоотвод.
На грунтах с высоким уровнем грунтовых вод лучше использовать горизонтальное положение заземлителя на глубине от 0,8 м. При этом заземлителем должен выступать металлический уголок или полоса шириной от 50 мм и толщиной от 4 мм.
Соединяется заземлитель с токоотводом только сварным соединением.
Особенности монтажа молниезащиты
Исходя из описанного можно понять, что сделать молниезащиту вполне можно и самому, имея только необходимые материалы.
Чтобы сделать защиту дома от молнии, нужно вначале произвести замеры.
Необходимо выяснить высоту, на которой должен располагаться приемник, а также определить метод его крепления.
Затем нужно высчитать длину токоотвода. Здесь важно учитывать, что путь заряда молнии к заземлителю должен быть максимально коротким. Поэтому не стоит делать какие-то обводы, изгибы и т.д. И уж тем более нельзя из отвода формировать кольца.
Что касается заземлителя, то он должен располагаться не менее чем 1 м от ближайшей стены дома. После всех расчетов можно приступать к монтажу.
Начинать нужно с заземлителя.
Если он будет сделан из прутов, достаточно вырыть траншею глубиной 0,5 м и длиной 3 м.
По краям этой траншеи забить в землю пруты длиной не менее 2 м.
Затем при помощи сварочного аппарата к этим прутам приварить перемычку.
Если же заземлитель будет горизонтальным, то придется копать траншею значительно глубже.
Далее можно переходить к установке приемника.
Здесь нужно соблюдать важное условие – он не должен контактировать с крышей дома, поэтому для закрепления его использовать только деревянные опоры.
Или крепить его нужно непосредственно к токонепроводящим конструкциям дома.
Затем к приемнику и заземлителю крепится токоотвод, который после можно прикрепить к крыше специальными приспособлениями, а затем и к стене дома.
К приемнику токоотвод можно закрепить и при помощи болтов, а вот к заземлителю – только при помощи пайки или сварки.
Останется только закопать вырытую заранее траншею.
Что касается монтажа защиты на дом с деревянными стенами, то принцип идентичен, но есть одно условие – прикреплять токоотводы непосредственно к стене нельзя.
Они должны располагаться на удалении от стены не менее чем на 150 мм.
Внутренняя защита дома
Это было все, что касается внешнего типа защиты. Напоследок же немного о внутренней, ведь полностью защитить здание от воздействия молнии внешний тип не может, поэтому желательно использовать оба этих типа.
Итак, внутренняя защита оберегает бытовую технику от скачков напряжения, которые может создать заряд молнии.
Для внутренней защиты используются специальные устройства защиты импульсного перенапряжения (УЗИП).
Выпускается большое количество таких устройств с разной степенью защиты.
Эти устройства подключаются к электрической сети дома и устанавливаются в распределительном щитке на входе.
Только после установки этого устройства можно будет с уверенностью сказать, что дом полностью оборудован молниезащитой.