Question

Для того, чтобы в атмосфере произошёл электрический разряд в виде молнии, напряженность электрического поля должна составлять не менее 100 кВ/м. Каким должно быть напряжение между грозовой тучей, находящийся на высоте 5 км, и поверхностью земли, чтобы образовалась молния

Answer 1

E=U/h   U=E*h=100*10^3*5*10^3=5*10^8 В

Answer 2

Для того, чтобы образовалась молния, необходимо, чтобы между грозовой тучей и поверхностью земли возникло достаточно большое напряжение для инициирования электрического разряда.

Приближенно, вертикальное электрическое поле вблизи земли можно рассчитать по формуле:

$E = \frac{V}{h}$

где: $E$ - напряженность электрического поля (в В/м), $V$ - напряжение между тучей и землей (в В), $h$ - высота грозовой тучи над землей (в метрах).

Мы знаем, что для образования молнии необходимо, чтобы напряженность электрического поля составляла не менее 100 кВ/м (или 100 000 В/м).

Допустим, грозовая туча находится на высоте 5 км (5 000 м). Тогда у нас есть уравнение:

$100,000 \, \text{В/м} = \frac{V}{5,000 \, \text{м}}$

Теперь решим это уравнение и найдем значение напряжения $V$:

$V = 100,000 \, \text{В/м} \times 5,000 \, \text{м} = 500,000,000 \, \text{В}$

Таким образом, чтобы образовалась молния, между грозовой тучей, находящейся на высоте 5 км, и поверхностью земли, должно быть напряжение, равное 500,000,000 В (или 500 МВ).