Из практики известно, что электрический ток уходит в землю. Так происходит всегда.
Тут вам и электрики, которые подкладывают под ноги диэлектрические коврики, копаясь в щитках многоквартирных домов, чтобы изолировать себя от земли.
И удары молнии, когда та разряжается именно в землю через высокие предметы (в том числе и громоотводы, установленные специально с этой целью).
Получается, что электричество всегда уходит именно в землю. Так работает и громоотвод, когда он фактически выцепляет молнию и заставляет разрядиться на земную поверхность, и другие физические процессы, связанные с электричеством, подчиняются этому принципу. Скажем, если рыбак забрасывая удочку, зацепит оголенный высоковольтный провод, то тот неминуемо разрядится через удочку и рыбака опять-таки на землю.
Слово "земля" частенько фигурирует в разговорах электриков. Есть даже такой термин, как заземление. Кстати говоря, на практике, электрический ток может и не уйти в земную поверхность, а выбрать и другое более выгодное направление. Поэтому не совсем корректно утверждать, что подобная картина наблюдается всегда.
Для того, чтобы понять суть этого явления, нужно вспомнить такую вещь, как разность потенциалов. Дальше нужно знать, что все процессы в природе происходят по наиболее энергетически выгодному механизму. Эти моменты объясняют специфическое поведение электрического тока при разрядке на землю.
Мы частенько сравниваем электрический ток с водой. Это сравнение уместно и здесь. Представим себе водопад. Чем выше точка начала падения воды относительно дна водопада, тем "сильнее" будет падать туда вода. Больше высота водопада - больше и перепад. Падающий водопад в данном контексте - это потенциал.
Примерно такая же схема работает и при анализе потенциалов в физике. Чем выше потенциал, выше и напряжение. Не случайно напряжением называют разность электрических потенциалов.
В случае с Землей мы условно принимаем, что она имеет нулевой потенциал. Это своеобразная точка отсчёта. На самом же деле, даже в рамках одной улицы города, Земля может иметь отклонения от этого нулевого значения, но в глобальном смысле это мало на что влияет. Ведь значения потенциала там минимальные. При гигантских размерах планеты, она представляет собой "резервуар" для "наполнения" электричеством.
Теперь представим, что тот рыбак, из примеры выше, стоял на мокрой Земле двумя ногами и зацепил удочкой высоковольтный провод. Если бы он был изолирован от поверхности планеты, то сам не представлял бы большого интереса для электрического тока. Удар бы оказался на столь сильным или вообще неощутимым. Ведь "вливать электричество" некуда. Если же он имеет хороший контакт с землей, то станет проводником или своеобразной трубой для прохождения электричества, которое постарается наполнить через него всю массу нашей планеты и для "вливания электричества" имеется огромная емкость.
По этой логике работает так называемое заземление. Самая простая схема его реализации - вбить в землю металлический кол, к которому подключится, например, корпус электрического шкафа. Если вдруг случится пробой фазного провода, то он разрядится через заземленный шкаф на землю и, скорее всего, сразу же выбьет автомат. В случае отсутствия такой конструкции, человек станет проводником между шкафом, на который поступает ток, и поверхностью планеты.
С ударом молнии, в общем-то, такая же история. Молния ищет наиболее выгодный для разрядки путь. Поэтому, она бьет в высокий громоотвод или самый высокий предмет в окрестности, так как это для неё это самое короткое направление. Помимо длины пути, молния также ориентируется и на выгодность с энергетической точки зрения. Поэтому, между металлической палкой и деревом одной высоты, молния выберет палку, так как проводимость у неё выше.
В случае с молнией, как и в случае с рыбаком, нам важен именно факт разности потенциалов и наличия разных зарядов у Земли и у тучки. Обычно процесс изображается как отрицательно заряженная туча посредством пробивки атмосферного воздуха связывается с положительно заряженной Землей.
Для лучшего понимания процесса тут важно отметить, что молния может бить и в обратную сторону - то есть от Земли в небо. Но это гораздо более редкий случай и с физической точки зрения менее вероятный, а потому закрепилось представление, что электричество от молнии всегда уходит в Землю.
Советую также прочитать на нашем канале:
-----
Поддержите наш проект лайком и подпиской ;)!
Смотрите нас на YouTube и присоединяйтесь к нашему Телеграм