雷电学原理知识
1雷电:是雷雨云之间或云地之间产生的放电现象.雷雨云是产生雷电的先决条件
2雷雨云的三个阶段: 形成阶段 成熟阶段 消散阶段
3雷雨云起电的原理: 1 水滴破裂效应2 吸电荷效应3 水滴冰冻效应 4 温差起电效应
4 大多数雷电放电发生在雷云之间(或雷云内部),当两块雷云的异性电荷集中区之间的电场强度超过这里的空气绝缘强度时,雷云之间就会发生放电.雷云对地放电过程,可分三阶段,即先导放电阶段,回击阶段和余晖阶段.
1 先导放电阶段 带电雷云在地面上空形成后,由于静电感应的作用,雷云电荷在地面上感应出反极性的电荷.雷云下部的电荷大多数是负极性的,因此在地面上感应出的电荷多为正极性的电荷.
2回击阶段 下行先导通道发展到临近地面时,由于其头部与地面物体之间的距离很短,场强可达到非常高的数值,使得这里的空气急剧游离,从而把先导通道中的负电荷与地面或地面物体上的正电荷接通,正负电荷分别向上和向下运动,去中和各自异性电荷,于是就开始了回击阶段.回击也称为主放电.
4云间放电:由于电荷的不断积累,不同极性的云块之间的电场强度不断增大,当某处的电场强度超过空气可能承受的击穿强度时,就会形成云间放电
5 闪:不同极性的电荷通过一定的电离通道,互相中和,产生强烈的光和热的现象.既:放电通道中所产生的强光.
雷: 在放电通道中所发生的热,迫使附近的空气突然膨胀,发出的巨大轰鸣声.
6 雷电放电的重复性:一次雷电平均包括三、四次放电,第一次在雷云的最底层放电,重复的放电都是沿着第一次放电的通路发展的,随后的放电都是从较高的云层或相邻区发生.
7 雷电放电的强度: 200—300KA 最高430KA
8雷电产生的效应: 热效应 电效应 机械效应
9闪电的种类: 1 片状雷电,云间放电多为片状雷. 2 线状雷电,雷云与大地之间的放电,多以线状的形式,通常雷云下部带负电,上部带正电.由于雷云的负电效应,使附近的地面感应出大量正电荷,所以地面带正电荷.
课程名称： 雷电的基本理论
第三节 雷电活动及雷击的选择性
1、 雷电活动及雷电活动日
雷电活动从季节来讲以夏季最活跃，冬季最少，从地区分布来讲是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。
评价某一地区雷电活动的强弱，显常用两种方法。其中一种是习惯使用的“雷电日” ，即以一年当中该地区有多少天发生耳朵能听到雷鸣来表示该地区的雷电活动强弱，雷电日的天数越多，表示该地区雷电活动越强，反之则越弱。我国平均雷电日的分布，大致可以划分为四个区域，西北地区一般15日以下；长江以北大部分地区（包括东北）平均雷电日在15—40日之间；长江以南地区平均雷电日达40日以上；北纬23°以南地区平均雷电日达80日。广东的雷州半岛地区及海南省，是我国雷电活动最剧烈的地区，年平均雷电日高达120--130日。总的来说，我国是雷电活动很强的国家。图1.17表示我国雷电日分布的情况。
因为人们耳朵能听到的雷声，一般距离只能在15km左右，更远的雷声一般就听不到了，所以雷电日只能反映局部地区雷电活动情况。
还代一些科学一家认为用雷电日表征一个地区雷电活动不够准确，因为一天当中听到一次雷声就算一个雷电日，而一次当中听到1000次雷声也算一个雷电日，并且认为测试地区以1000k㎡范围内发生的闪击次数来统计，这样就得出一种新的评价雷电活动的方法，叫雷的频闪数。也就是说雷闪频数是1000k㎡内一年共发生的闪击数（也可以用每1k㎡一年内雷击次数为单位）。显然以1000k㎡作为一个地区单位来评价雷电活动的情况，对航空、航海、气象、通信等现代技术更为适合。然而它的测试方法只能借助于无线电，用耳朵来听是无能为力的。而对于建筑行业防雷，用雷电日单位己足够准确，并且大量观测统计资料表明，一个地区的雷闪频数与雷电话动日成线性关系，所以两种统计方法是没有矛盾的。
2、 雷击的选择
年平均雷电日这一数字只能给人们提供概略的情况。事实上，既使在同一地区内，雷电活动也有所不同，有些局部地区，雷击要比邻近地区多得多。如广州的沙河，北京的十三陵等地。我们称这些地方为该地区的“雷去区” 。
雷电的主要特性
就在你阅读这篇文章的时候，世界各地大约正有1800个雷电交作在进行中。它们每秒钟约发出600次闪电，其中有100次袭击地球。
乌干达首都坎帕拉和印尼的爪哇岛，是最易受到闪电袭击的地方。据统计，爪哇岛有一年竟有300天发生闪电。而历史上最猛烈的闪电，则是1975年袭击津巴布韦乡村乌姆塔里附近一幢小屋的那一次，当时死了21个人。
雷电的主要特点
放电时间段，一般约为50~100微妙（1微妙=10-6秒）。
冲击电流大，其电流可高达几万到几十万安培。
冲击电压高，强大的电流产生的交变磁场，其感应电压可高达万伏。
释放热能大，瞬间能使局部空气温度升高至数千度以上。
产生冲击电压大，空气的压强可高达几十个大气压。因此，雷电极具破坏力。
雷电发生的频率与特性
在任何给定时刻，世界上都有1800场雷雨正在发生，每秒大约有100次雷击。在美国，雷电每年会造成大约150人死亡和250人受伤。全世界每年有4000多人惨遭雷击。在雷电发生频率呈现平均水平的平坦地形上，每座300英尺高的建筑物平均每年会被击中一次。每座1200英尺的建筑物，比如广播或者电视塔，每年会被击中20次，每次雷击通常会产生6亿伏的高压。
每个从云层到地面的闪电实际上包含了在60毫秒间隔内发生的3到5次独立的雷击，第一次雷击的峰值电流大约为2万安培，后续雷击的峰值电流减半。最后一次雷击之后，可能会有大约150安培的连续电流，持续时间达100毫秒。
经测量，这些雷击的上升时间大约为200纳秒或者更快。通过2万安培和200纳秒，不难计算得到dI/dt的值是每秒1011安培！
人工引雷实验
据中国科学院大气物理研究所研究员、国际大气电学委员会委员郄秀书介绍，人工引雷应该说是从上个世纪六十年代开始发展的一种专门技术。主要是通过在雷雨天气的时候，向雷暴云体发射专用的引雷火箭，使雷电在预定的时间和预定的地点发生。
雷电现象知识点总结图
一、雷电的形成
1. 大气充电
雷电在大气中的形成是由于气象过程中的大规模的空气对流带来的。当温暖潮湿的空气与冷空气相遇时，温暖的空气会被推上升，形成强大的对流环流。在这个过程中，大气中的水汽会凝结成云，并且产生大量的静电荷。
2. 云层电荷分布
在上升气流充分凝结的情况下，会形成一种叫做积雨云的云层。积雨云内部的冰雹粒子和水滴在上升气流的作用下会发生碰撞，使得云内部生成正负电荷的分布。通常情况下，上层云的顶部带有正电荷，而下层云的底部带有负电荷。这种电荷分布形成了一个巨大的电场。
3. 闪电的产生
在强大的电场的作用下，云层内的正负电荷会发生电子迁移，并且会导致云内部的电荷逐渐增大。当电荷积累到一定程度时，会产生一种叫做雷电的自然现象。当云内部的电压差达到一定数值时，正电荷和负电荷之间会发生放电，形成闪电。
4. 雷声的产生
闪电产生的过程中，会使得周围空气急剧膨胀和收缩，产生一种叫做雷声的声音。由于闪电的速度非常快，但是声音的速度相对较慢，所以就形成了闪电和雷声的现象。
二、雷电的分类
1. 云内闪电
指的是发生在云层内部的闪电产生的现象，通常出现在积雨云或者雷暴云内部。云内闪电主要有两种类型，一种是云和地面之间的闪电，一种是云内部的闪电。
2. 云对地闪电
指的是云内部的电荷和地面之间的电荷之间产生放电形成的闪电。通常情况下，云对地闪电会对地面上的建筑物、树木和人类造成危害。
3. 云射电闪
指的是云层内部的正电荷与地面之间的负电荷之间形成的放电。这种闪电通常会伴随着强烈的雷声和大风。
4. 球状闪电 指的是在大气中产生的一种球状闪电。这种闪电通常会在雷暴云中产生，并且会沿着地面移动。
5. 长闪电
指的是在雷暴云中产生的超过100公里的闪电。这种闪电往往具有非常强大的能量和威力，对附近地区造成严重的危害。
三、雷电的危害
1. 人身安全
雷电是一种具有高压和高电流的自然现象，对人体的伤害非常大。在雷电天气下，如果人们在户外活动，就会面临被雷击的风险。
