Автор: Александр Матанцев
Издательство: Издательские решения
Жанр: Справочники
isbn: 9785005604606
isbn:
Разность потенциалов атмосферы и земной поверхности может достигать от сотен вольт до сотен тысяч вольт на разных высотах и в разное время года. Принципиальная схема «электростанции» в таком случае предельно проста: строим высокий столб-проводник (или поднимаем кабель аэростатом), хорошенько его заземляем и разрезаем у основания на нужной нам высоте. Верхняя часть столба будет иметь положительный заряд, нижняя отрицательный. При помощи трансформаторов снижаем напряжение до нужных нам величин, попутно увеличив силу тока. Включаем полезную нагрузку.
Но в этой простоте и кроется вся хитрость. Проблема 1: высота проводника. Считается, что напряженность электрического поля планеты наиболее сильна у поверхности, т.е. на высоте 100—150 м. Выше строить сложно, хотя всегда есть аэростаты. Проблема 2, она же главная: чтобы по нашему проводнику пошел ток, т.е. движение электронов от отрицательного полюса к положительному, этот самый положительный полюс там должен быть. А если мы просто построим заземленный металлический столб, то электрическое поле в лице атмосферы его обойдет, «приняв» за новую точку поверхности земли. Таким образом, электроны, которые должны были бы двигаться снизу, от заземленной поверхности по проводнику вверх, к положительно заряженным ионам в атмосфере, этого делать не будут потому, что не смогут покинуть верхнюю часть проводника. Они останутся «запертыми» в нем, чем и обеспечится нейтральный заряд всей системы. Грубо говоря, с металла (проводника) через воздух и в воздух ток просто так не проходит. Существуют векторы напряженности электрического поля. Векторы напряженности поля проводника направлены вверх, а векторы напряженности электрического поля атмосферы направлены вниз. Они встречаются в верхней точке проводника и складываясь, компенсируют друг друга. Общий заряд системы нейтрален, однако на кончике проводника сконцентрирована наибольшая напряженность электрического поля – рис. 12.
Ри с. 12
Рис. 12. Электрическое поле Земли (слева) и электрическое поле в верхней точке проводника (справа). Е1 – вектор напряженности электрического поля Земли, Е2 – вектор напряженности электрического поля проводника
Электроны не могут покинуть верхнюю точку проводника сами по себе, у них недостаточно энергии для того, чтобы покинуть проводник. Эта энергия называется работой выхода электрона СКАЧАТЬ